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| Original Text | 日本語訳 |
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| Codimension-two vortex solutions are important solitonic objects in both quantum field theory and gravity. In this paper, we construct a class of codimension-two Alice-vortex solutions in axio-dilaton gravity, in which monodromy around the vortex enacts the axion transformation $C_0 \mapsto -C_0$. In IIB supergravity, this furnishes a class of R7-brane backgrounds of the sort predicted by the Swampland Cobordism Conjecture. Such configurations generically carry an intrinsic dipole moment. We extract additional properties of such branes from scattering probes. These results provide further evidence that the worldvolume theory of an R7-brane is an 8D non-supersymmetric interacting quantum field theory. | 余次元2の渦解は、量子場理論と重力理論の両方において重要なソリトン的対象である。 本論文では、アキシオ・ディラトン重力において、余次元2のアリス渦解のクラスを構築する。 このクラスでは、渦の周りのモノドロミーがアクシオン変換 $C_0 \mapsto -C_0$ を実現する。 IIB超重力において、これはスワンプランド・コボルディズム予想によって予測される種類のR7ブレーン背景のクラスを提供する。 このような構成は一般に固有双極子モーメントを持つ。 我々は散乱プローブからこのようなブレーンの追加特性を抽出する。 これらの結果は、R7ブレーンの世界体積理論が8次元非超対称相互作用量子場理論であることの更なる証拠となる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Fermi LAT observations of gamma-ray pulsars can be used to build a pulsar timing array (PTA) experiment to search for gravitational wave (GW) signals at nanohertz frequencies. At those frequencies, the dominant signal is expected to be a stochastic gravitational wave background (GWB) produced by the incoherent superposition of the quasi-monochromatic GW emissions from a population of supermassive black hole binaries. While the radio PTAs have recently announced compelling evidence for a GWB signal with a power law spectrum of strain amplitude $\approx2-3\times10^{-15}$ (at the frequency of $1 {\rm yr}^{-1}$), in 2022 an analysis of $12.5$ years of Fermi data for 35 pulsars led to an upper limit of $1\times10^{-14}$ for the GWB amplitude. The analysis was carried out on times-of-arrival (TOAs) obtained by folding from six months up to one year of photon observations. A photon-by-photon approach was also tested to infer constraints on the GWB amplitude from individual pulsars, but without accounting for the cross-pulsar correlations that a GWB would induce. Here, we reanalyse the same dataset using a regularized likelihood method that correctly models cross-pulsar correlations directly from the photons, while additionally marginalising over the uncertain pulse profile shape. While the two methods are not expected to have significant differences in sensitivity, we prove through simulations of gamma-ray PTA datasets that the photon-by-photon method for GWB recoveries is, statistically, more robust. The resulting upper limit obtained for the GWB strain amplitude is $1.2\times10^{-14}$, indicating that the improved method yields a consistent result with the previous analyses. | フェルミLATによるガンマ線パルサーの観測は、ナノヘルツ周波数での重力波（GW）信号を探すパルサータイミングアレイ（PTA）実験の構築に利用できる。 これらの周波数では、支配的な信号は、超大質量ブラックホール連星からの準単色重力波放射の非干渉性重ね合わせによって生成される確率的重力波背景（GWB）であると予想される。 電波PTAは最近、歪み振幅$\approx2-3\times10^{-15}$（周波数$1 {\rm yr}^{-1}$）のべき乗法則スペクトルを持つGWB信号の説得力のある証拠を発表したが、2022年には35個のパルサーに関する$12.5$年分のフェルミデータの解析により、GWB振幅の上限が$1\times10^{-14}$に至った。 解析は、6か月から1年までの光子観測を折り畳んで得られた到着時刻（TOA）に対して実施されました。 個々のパルサーからGWB振幅への制約を推測するために、光子ごとのアプローチもテストされましたが、GWBが誘発するパルサー間相関は考慮されていませんでした。 ここでは、光子から直接パルサー間相関を正しくモデル化し、さらに不確実なパルスプロファイル形状を周辺化する正則化尤度法を使用して、同じデータセットを再解析しました。 2つの方法には感度に大きな違いがあるとは予想されませんが、ガンマ線PTAデータセットのシミュレーションを通じて、GWB回復の光子ごとの方法の方が統計的により堅牢であることを証明しました。 結果として得られたGWB歪み振幅の上限は$1.2\times10^{-14}$であり、改良された方法が以前の解析と一致する結果をもたらすことを示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Bartnik's quasi-local mass is a functional on Bartnik data $(\mathbb S^2,γ,H,P,ω^\perp)$, consisting of a metric $γ$, scalar functions $H$ and $P$, and a 1-form $ω^\perp$ on the $2$-sphere $\mathbb S^2$. We construct initial data $(M,g,K)$ for the Einstein equations with boundary $Σ\cong\mathbb S^2$, and boundary conditions for $g$ and $K$ determined by Bartnik data with $H,P$ constant and $ω^\perp\equiv0$. Furthermore this initial data agrees with spherically symmetric initial data for a Schwarzschild spacetime outside of a compact set with controlled mass. As an application, we obtain estimates for the Bartnik mass for such Bartnik data, outside of the time-symmetric setting. We also construct initial data on the cylinder $\mathbb S^2\times[0,1]$ connecting this same class of Bartnik data to time-symmetric data so that estimates for the Bartnik mass outside of time-symmetry can be obtained from prior estimates for time-symmetric data. | Bartnikの準局所質量はBartnikデータ$(\mathbb S^2,γ,H,P,ω^\perp)$上の汎関数であり、計量$γ$、スカラー関数$H$と$P$、そして$2$次元球面$\mathbb S^2$上の1形式$ω^\perp$から構成される。 境界が$Σ\cong\mathbb S^2$であるアインシュタイン方程式の初期データ$(M,g,K)$と、$H,P$が定数で$ω^\perp\equiv0$であるBartnikデータから決定される$g$と$K$の境界条件を構築する。 さらに、この初期データは、制御された質量を持つコンパクト集合の外側にあるシュワルツシルト時空の球対称初期データと一致する。 応用として、時間対称設定の外側にあるこのようなBartnikデータに対するBartnik質量の推定値を得る。 また、同じクラスのBartnikデータを時間対称データに接続してシリンダー$\mathbb S^2\times[0,1]$の初期データを構築し、時間対称外のBartnik質量の推定値を時間対称データの事前推定値から取得できるようにします。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we revisit the linear perturbation (including the comoving curvature perturbation and field perturbation) dynamics in the SR-USR-SR inflation with instantaneous transitions. Using the junction method and asymptotic expansions of Hankel functions, we derive accurate asymptotic expressions for the time evolution of mode functions and the resulting power spectrum, based on three systematic rules for identifying the dominant terms across transitions. Our results reveal that a finite dip of the final power spectrum arises from the cancellation between two growing modes within the linear perturbation theory, rather than between constant and growing terms as previously suggested. We also provide analytical descriptions of the amplitude enhancement and oscillatory features in the linear power spectrum, in agreement with numerical computations. These simple, tractable formulas not only facilitate theoretical calculations but also yield testable predictions for future CMB observations. | 本論文では、瞬間遷移を伴うSR-USR-SRインフレーションにおける線形摂動（共動曲率摂動と場摂動を含む）ダイナミクスを再検討する。 接合法とハンケル関数の漸近展開を用いて、遷移全体にわたる支配的な項を特定するための3つの体系的な規則に基づき、モード関数の時間発展と結果として生じるパワースペクトルの正確な漸近式を導出する。 得られた結果は、最終パワースペクトルの有限のディップは、これまで示唆されていた定数項と増加項間の相殺ではなく、線形摂動理論における2つの増加モード間の相殺によって生じることを示している。 また、線形パワースペクトルにおける振幅増大と振動特性の解析的記述も提供し、数値計算と一致する。 これらの単純で扱いやすい式は、理論計算を容易にするだけでなく、将来のCMB観測に対する検証可能な予測も提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| While conformal transformations in metric scalar-tensor theories recover General Relativity, this feature is notably absent in standard non-metricity-based theories. We demonstrate that by introducing the boundary term C, a non-metricity scalar-tensor theory can recover Symmetric Teleparallel Equivalent of General Relativity (STEGR) in the Einstein frame. Motivated by this, we propose a novel gravity model where a scalar field couples nonminimally to both the non-metricity scalar Q and the boundary term C. We focus in the cosmological scenario where we present the covariant formulation and a unified autonomous system framework that treats generic affine-connection choices, including coincident and non-coincident gauges, on an equal footing. Our dynamical analysis across three connection branches reveals standard thermal histories and stable de Sitter attractors. These results show that boundary-term couplings provide a well-posed, geometrically flexible route to addressing late-time cosmic acceleration. | 計量スカラーテンソル理論における共形変換は一般相対性理論を回復するが、この特徴は標準的な非計量性に基づく理論には顕著に欠けている。 我々は、境界項 C を導入することにより、非計量性スカラーテンソル理論がアインシュタイン座標系において一般相対性理論の対称テレパラレル等価 (STEGR) を回復できることを実証する。 これに着想を得て、我々は、スカラー場が非計量性スカラー Q と境界項 C の両方に非最小限に結合する新しい重力モデルを提案する。 我々は、共変定式化と、一致ゲージと非一致ゲージを含む一般的なアフィン接続の選択を同等に扱う統一自律システムフレームワークを提示する宇宙論的シナリオに焦点を当てる。 3 つの接続ブランチにわたる我々の動的解析は、標準的な熱履歴と安定なド・ジッター・アトラクターを明らかにする。 これらの結果は、境界項結合が、後期宇宙加速に対処するための適切で幾何学的に柔軟な方法を提供することを示している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In these lecture notes, a group-theoretical introduction to BMS symmetries is provided in a self-contained manner. More precisely, all definitions and structures are purely based on geometrical and group-theoretical notions defined at null infinity and valid in any dimension, in a way that circumvents its traditional bulk realisation as asymptotic symmetries. The topics which are reviewed are: the definition of BMS transformations as conformal Carrollian isometries of null infinity, the semidirect structure of the BMS group, the holographic reconstruction of Minkowski spacetime in terms of good cuts, the one-to-one correspondence between good cut subspaces and Poincaré subgroups (aka vacua), as well as a basic introduction to unitary representations of the BMS group. | この講義ノートでは、BMS対称性の群論的入門を自己完結的な形で提供します。 より正確には、すべての定義と構造は、ヌル無限大で定義され、あらゆる次元で有効な幾何学的および群論的概念に純粋に基づいており、漸近対称性としての従来のバルク実現を回避しています。 ここで取り上げるトピックは、ヌル無限大の共形キャロル等長変換としてのBMS変換の定義、BMS群の半直接構造、グッドカットによるミンコフスキー時空のホログラフィック再構成、グッドカット部分空間とポアンカレ部分群（別名真空）の一対一対応、そしてBMS群のユニタリ表現の基礎です。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The fourth gravitational-wave transient catalog, GWTC-4.0, reports 153 binary black hole mergers with false-alarm rates $<1,\mathrm{yr}^{-1}$. Chirp masses are typically measured well, with the smallest fractional uncertainty being $2%$ at the $90%$ credible level. Spins, on the other hand, are poorly constrained: the median of the best-measured spin component of the population, the effective spin, is $χ_{\rm eff}=0.04$, with a typical $90%$ credible uncertainty of $Δχ_{\rm eff}=0.44$. The large majority -- $90%$ of the observed black holes -- are consistent with spin magnitudes $χ<0.57$ and are weakly aligned with the orbits. At $90%$ credibility, the peaks of the inferred posteriors for spin magnitude are found to lie in the range $0.01$--$0.23$. We show that this ``near-zero spins'' conclusion may be prior-driven, and that uniform-in-magnitude spin priors lead to under-exploration of the moderate-to-high spin region of parameter space. Adopting a physically agnostic prior that is uniform in spin-vector configuration space (i.e., spin states uniform within a unit sphere) yields similar constraints on $χ_{\rm eff}$, but substantially different spin-magnitude inferences than GWTC-4.0. The resulting shift in spins directly impacts tests of general relativity, constraints on near-extremal Kerr remnants, and astrophysical conclusions, including diagnostics of formation channels and hierarchical growth. In short, the data do not require vanishing spins -- the prior does, and accounting for this is essential for robust GR tests and population inferences. | 4番目の重力波トランジェントカタログであるGWTC-4.0は、誤報率$<1,\mathrm{yr}^{-1}$の連星ブラックホール合体を153件報告している。 チャープ質量は概ね良好に測定されており、最小の分数不確かさは90%の信頼水準で$2%$である。 一方、スピンは十分に制約されていない。 最もよく測定されているスピン成分である実効スピンの中央値は$χ_{\rm eff}=0.04$であり、典型的な90%の信頼水準の不確かさは$Δχ_{\rm eff}=0.44$である。 観測されたブラックホールの大部分（90%）はスピンの大きさが$χ<0.57$と一致しており、軌道と弱く一致している。 90%の信頼度において、スピンマグニチュードの推論事後分布のピークは0.01～0.23の範囲にあることがわかった。 この「ほぼゼロのスピン」という結論は事前分布によって導かれる可能性があり、マグニチュードが均一なスピン事前分布は、パラメータ空間の中～高スピン領域の探査不足につながることを示す。 スピンベクトル配置空間において均一な、物理的に非依存な事前分布（すなわち、単位球面内でスピン状態が均一な事前分布）を採用すると、$χ_{\rm eff}$に対する同様の制約が得られるが、スピンマグニチュードの推論はGWTC-4.0とは大幅に異なる。 結果として生じるスピンの変化は、一般相対性理論の検証、近極限カー残骸に対する制約、そして形成経路や階層的成長の診断を含む天体物理学的結論に直接影響を与える。 つまり、データにはスピンの消失は必要ないが、事前条件が必要であり、これを考慮することが堅牢な一般相対性理論のテストと集団の推論に不可欠である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider the most general parity symmetric effective scalar tensor theory in four dimensions containing terms up to fourth derivative order in the Lagrangian. It has been shown [H.S. Reall, Phys. Rev. D 103 (2021), 084027] that this theory has three polarizations generically goverened by different (nested) propagation cones, neither of which in general coincides with the lightcone as defined by the metric. Consequently, the notion of black hole horizon must be defined relative to the widest propagation cone, and not with respect to the metric. We provide two theorems stating that, nevertheless, the horizon of a \emph{stationary} black hole is null with respect to the metric, and that, in fact, all three propagation cones touch on the horizon. The conditions in these theorems allow for rotating black holes. Our theorems thereby suggest that the notion of Killing horizon, central in most discussions of black hole thermodynamics, retains its fundamental status, and that certain thermodynamic paradoxes associated with multiple propagation cones are evaded. | 我々は、ラグランジアンにおいて4次微分までの項を含む、4次元における最も一般的なパリティ対称有効スカラーテンソル理論を考察する。 [H.S. Reall, Phys. Rev. D 103 (2021), 084027]によれば、この理論には、一般的に異なる（入れ子になった）伝播円錐によって支配される3つの偏光があり、そのいずれも計量によって定義される光円錐とは一般に一致しないことが示されている。 したがって、ブラックホールの地平線の概念は、計量に関してではなく、最も広い伝播円錐を基準として定義されなければならない。 それにもかかわらず、\emph{静止}ブラックホールの地平線は計量に関してヌルであり、実際には3つの伝播円錐すべてが地平線に接していることを示す2つの定理を与える。 これらの定理の条件は、回転するブラックホールを許容する。 したがって、私たちの定理は、ブラックホールの熱力学に関するほとんどの議論の中心となるキリング地平線の概念がその基本的な地位を保持し、複数の伝播円錐に関連する特定の熱力学的パラドックスが回避されることを示唆しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We show that string theory on the geometry $BTZ\times S^3\times M$ supported with either Neveu-Schwarz flux or Ramond flux admits states which obey identical dispersion relations to those of classical solutions like circular strings, giant magnons, or plane wave excitations in the geometry $ AdS_3 \times S^3 \times M$. Here, $M$ can be $T^4$, $K3$, or $S^3\times S^1$. This is made possible by the map, which takes the particle at the origin of $AdS_3$ with angular momentum along one of the angles of $S_3$ to a particle falling into the BTZ horizon. We use this map to construct circular strings, magnons, as well as plane waves in the BTZ geometry. We show that the $SL(2, R)$ charges of these states on $AdS_3$ and that of the corresponding states in the BTZ geometry are related by a boost. The dual description of these states in the BTZ geometry are local quench in the thermal CFT. These quenches carry energy density, $R$-charges, non-trivial expectation value of the marginal operator dual to the dilaton and move on the light cone in CFT. In general, the left and the right moving quenches are not symmetric. | 我々は、Neveu-Schwarz フラックスまたは Ramond フラックスのいずれかでサポートされている幾何学 $BTZ\times S^3\times M$ 上の弦理論が、幾何学 $ AdS_3 \times S^3 \times M$ における円形弦、巨大マグノン、平面波励起などの古典解の分散関係と同一の分散関係に従う状態を許容することを示します。 ここで、$M$ は $T^4$、$K3$、または $S^3\times S^1$ のいずれかです。 これは、$AdS_3$ の原点にある粒子を、$S_3$ の角度の 1 つに沿って角運動量で BTZ 地平線に落ち込む粒子まで取る写像によって可能になります。 我々はこの写像を使用して、BTZ 幾何学で円形弦、マグノン、平面波を構築します。 $AdS_3$ 上のこれらの状態の $SL(2, R)$ 電荷と BTZ 幾何学の対応する状態の $SL(2, R)$ 電荷がブーストによって関連付けられていることを示します。 BTZ幾何学におけるこれらの状態の双対記述は、熱CFTにおける局所クエンチである。 これらのクエンチは、エネルギー密度、$R$電荷、ディラトンの双対である周辺作用素の非自明な期待値を持ち、CFTにおいて光円錐上を移動する。 一般に、左方向と右方向の移動クエンチは対称ではない。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Time series analysis from gravitational-wave detectors often relies on the assumption that time chunks, or frequency bins, are uncorrelated. We discuss the validity of this approximation in the context of searches for stochastic gravitational-wave backgrounds. We examine the impact of averaging over time and frequency, a reduction technique commonly employed to minimize the computational expense of likelihood evaluations. We introduce an analytical tool based on Fisher information to quantify the error in parameter inference arising from ignoring these effects. Finally, we address the issue of locally stationary processes and optimal time chunking. | 重力波検出器からの時系列解析は、多くの場合、時間チャンク、すなわち周波数ビンが無相関であるという仮定に基づいています。 本稿では、確率的重力波背景の探索という文脈において、この近似の妥当性を議論します。 尤度評価の計算コストを最小限に抑えるために一般的に用いられる削減手法である、時間と周波数の平均化の影響を検証します。 これらの効果を無視することで生じるパラメータ推定の誤差を定量化するために、フィッシャー情報に基づく解析ツールを導入します。 最後に、局所定常過程と最適な時間チャンク化の問題について考察します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This study systematically investigates the cosmological dynamics of two well-motivated functional forms in $f(T,B)$ gravity within a flat Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (FLRW) universe. Here $T$ denotes the torsion scalar and $B$ the boundary term, with the special choice $f(T,B) = - T + B$ recovering General Relativity. We focus on a multiplicative power-law model $f(T,B) = c_1 T^αB^β$ and an additive mixed power-law model $f(T,B) = c_2 T^α+ c_3 B^β$. Using dynamical system techniques, we construct autonomous systems and identify de Sitter attractors that naturally explain late-time cosmic acceleration. Analytical stability conditions for these fixed points are derived, and numerical simulations reveal characteristic evolutionary patterns, such as spiral trajectories and damped oscillations in the additive mixed power-law model. Furthermore, statefinder diagnostics are applied to quantitatively distinguish these models from the standard $Λ$CDM paradigm and other dark energy scenarios. The results indicate that $f(T,B)$ gravity offers a theoretically consistent and observationally distinguishable geometric framework for explaining cosmic acceleration, presenting a compelling alternative to conventional dark energy models. | 本研究では、平坦フリードマン・ルメートル・ロバートソン・ウォーカー（FLRW）宇宙における、2つの十分に動機付けられた関数形式$f(T,B)$の重力における宇宙論的ダイナミクスを体系的に調査する。 ここで、$T$はねじれスカラー、$B$は境界項であり、$f(T,B) = - T + B$とすることで一般相対性理論が回復する。 本研究では、乗法べき乗則モデル$f(T,B) = c_1 T^αB^β$と加法混合べき乗則モデル$f(T,B) = c_2 T^α+ c_3 B^β$に着目する。 力学系手法を用いて自律系を構築し、後期宇宙加速を自然に説明するド・ジッター・アトラクターを同定する。 これらの固定点に対する解析的安定条件を導出し、数値シミュレーションによって、加法混合べき乗則モデルにおける螺旋軌道や減衰振動などの特徴的な進化パターンを明らかにする。 さらに、状態探索診断法を適用することで、これらのモデルを標準的な$Λ$CDMパラダイムや他のダークエネルギーシナリオと定量的に区別することができます。 結果は、$f(T,B)$重力が宇宙の加速を説明する理論的に整合し、観測的に区別可能な幾何学的枠組みを提供し、従来のダークエネルギーモデルに代わる魅力的な選択肢となることを示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider a composite system where AdS$_3$ gravity is coupled to a flat heat bath and investigate the mutual information between two subregions on the intersection of the AdS$_3$ and bath, referred to as the boundary mutual information (BMI). The corresponding entanglement entropy is captured via quantum extremal surfaces (QES), which holographically be computed by a surface optimization algorithm based on ``Surface Evolver''. We focus on both connected and disconnected configurations of the quantum entanglement wedge (Q-EW) in the AdS$_3$ bulk and analyze the finite corrections to the BMI. Our numerical results reveal a phase transition of the BMI as the separation between two subregions increases. Furthermore, we find that the BMI can naturally be decomposed into two distinct components: a geometric term arising from the areas of the quantum extremal surfaces, and a correction term resulting from bulk quantum fields within the Q-EW. Interestingly, the geometric contribution always exceeds the total BMI, indicating a negative correction from the bulk matter fields. This negativity can be understood as the result of subtracting a greater contribution from quantum fields in the connected Q-EW than in the disconnected one. We also reproduce the negative contribution of bulk quantum fields to BMI within a random tensor network (RTN) toy model of double holography. Modeling the bulk as a highly mixed state entangled with a large bath leads to a volume-law bulk entropy. In the large bond-dimension limit, the geometric part of the BMI remains non-negative, while the bulk entropy contribution becomes non-positive when the Q-EWs merge. | 我々は、AdS$_3$重力が平坦な熱浴と結合した複合系を考察し、AdS$_3$と熱浴の交点における2つのサブ領域間の相互情報量、すなわち境界相互情報量（BMI）を調査する。 対応するエンタングルメントエントロピーは量子極値面（QES）を介して捕捉され、「Surface Evolver」に基づく面最適化アルゴリズムによってホログラフィックに計算される。 我々は、AdS$_3$バルクにおける量子エンタングルメントウェッジ（Q-EW）の連結構成と非連結構成の両方に焦点を当て、BMIに対する有限補正を解析する。 数値計算結果から、2つのサブ領域間の距離が増加するにつれてBMIの相転移が起こることが明らかになった。 さらに、BMIは2つの異なる成分、すなわち量子極値面の面積から生じる幾何学的項と、Q-EW内のバルク量子場から生じる補正項に自然に分解できることがわかった。 興味深いことに、幾何学的寄与は常にBMI全体を超えており、バルク物質場からの負の補正を示している。 この負性は、接続されたQ-EWの量子場からの寄与が、非接続のQ-EWよりも大きいことに起因すると理解できる。 我々はまた、ランダムテンソルネットワーク（RTN）を用いた二重ホログラフィーのトイモデルにおいて、バルク量子場のBMIへの負の寄与を再現した。 バルクを大きな浴とエンタングルメントした高度に混合した状態としてモデル化すると、体積法則に従うバルクエントロピーが得られる。 結合次元が大きい極限では、BMIの幾何学的部分は非負のままであるが、バルクエントロピーの寄与はQ-EWが合流すると非正になる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the stability and gravitational waves (GWs) in the four-dimensional general Einstein-vector theory in a cosmological background. The theory accommodates up to six propagating degrees of freedom, comprising two tensor, two vector, and two scalar modes, in addition to matter perturbations. In certain regions of the parameter space, the number of scalar degrees of freedom is reduced to one or even zero. To investigate the stability, we systematically analyze ghost, Laplacian, and tachyonic instabilities at the linear perturbative level. The stability conditions are easily satisfied for tensor perturbations, but impose nontrivial constraints on the parameter space for vector perturbations. Furthermore, in the presence of a nonvanishing background vector field, the scalar sector becomes unstable at small wavenumbers $|\vec{k}|$. In the small-scale limit ($|\vec{k}|\rightarrow\infty$), we further investigate the GW properties of the general Einstein-vector theory within the stable parameter space, including the number of independent modes, their propagation speeds, and observational constraints from GW experiments. We find that there are at most two tensor modes, two vector modes, and one scalar mode. Notably, vector GWs propagate superluminally, yet they are forbidden if tensor GWs travel exactly at light speed. This distinctive feature provides a key observational signature for testing the theory. | 我々は、宇宙論的背景における4次元一般アインシュタインベクトル理論の安定性と重力波（GW）を調査する。 この理論は、物質摂動に加えて、2つのテンソルモード、2つのベクトルモード、2つのスカラーモードからなる最大6つの伝播自由度を扱う。 パラメータ空間の特定の領域では、スカラー自由度の数が1または0に減少する。 安定性を調査するために、我々は線形摂動レベルでゴースト不安定性、ラプラシアン不安定性、およびタキオン不安定性を体系的に解析する。 安定条件はテンソル摂動に対しては容易に満たされるが、ベクトル摂動に対してはパラメータ空間に非自明な制約を課す。 さらに、ゼロではない背景ベクトル場が存在する場合、スカラーセクターは小さな波数$|\vec{k}|$で不安定になる。 小規模極限（$|\vec{k}|\rightarrow\infty$）において、安定パラメータ空間内における一般アインシュタインベクトル理論の重力波特性、特に独立モードの数、それらの伝播速度、重力波実験による観測的制約についてさらに調査する。 その結果、テンソルモードは最大で2つ、ベクトルモードは最大で2つ、スカラーモードは最大で1つ存在することが判明した。 特に、ベクトル重力波は超光速で伝播するが、テンソル重力波が光速で伝播する場合には禁制となる。 この特徴は、理論を検証するための重要な観測的シグネチャとなる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The spins of merging binary black holes (BBHs) inferred from gravitational-wave (GW) observations provide key insights into their formation channels. However, spin parameters are typically weakly constrained from data, and their inferred values are often strongly influenced by the assumed prior in Bayesian analyses. A commonly used prior, uniform in spin magnitudes and isotropic in spin directions, assigns vanishing probability density to spin-orbit-aligned configurations, potentially biasing inferences for BBH parameters. The prior choice can also affect population-level analyses by degrading the convergence of Monte Carlo integrations used to evaluate the likelihood in hierarchical Bayesian inference. In this work, we propose a novel spin prior that is uniform in the effective spin parameters Xeff and Xp, two spin combinations that can be relatively well measured from GW data, conditioned on the mass ratio. Using simulated BBH populations, we show that the inferred spin population can depend on the choice of prior, and that the proposed prior more accurately recovers the underlying spin population, particularly when the true distribution favors aligned-spin configurations. Because mass and spin measurements are correlated, our prior also enables a more accurate recovery of the underlying mass distribution. | 重力波 (GW) 観測から推定される合体中の連星ブラックホール (BBH) のスピンは、その形成経路に関する重要な知見をもたらす。 しかし、スピンパラメータは通常、データから弱く制約され、その推定値はベイズ解析で想定される事前分布に強く影響されることが多い。 一般的に用いられる事前分布は、スピンの大きさが均一でスピン方向が等方性であるため、スピン軌道が揃った構成に確率密度がゼロになり、BBH パラメータの推定にバイアスがかかる可能性がある。 事前分布の選択は、階層的ベイズ推論で尤度を評価するために使用されるモンテカルロ積分の収束性を低下させることで、集団レベルの解析にも影響を及ぼす可能性がある。 本研究では、質量比を条件として、GW データから比較的良好に測定できる 2 つのスピンの組み合わせである有効スピンパラメータ Xeff と Xp が均一な、新しいスピン事前分布を提案する。 シミュレートされたBBHポピュレーションを用いて、推定されるスピンポピュレーションは事前分布の選択に依存すること、そして提案された事前分布は、特に真の分布が整列スピン配置を支持する場合、基礎となるスピンポピュレーションをより正確に復元することを示す。 質量とスピンの測定値は相関しているため、提案された事前分布は基礎となる質量分布をより正確に復元することも可能にする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| New general relativity (NGR) possesses a region in the \((c_{a},c_{v},c_{t})\)-parameter space corresponding to physically acceptable models. However, when solving the field equations for vacuum and non--vacuum static and spherically symmetric configurations under the assumption of the existence of a local black hole horizon, we find that the mere existence of such solutions imposes algebraic constraints that fix the parameters to values associated with known pathological models. As a consequence, we conclude that NGR is unable to describe physically meaningful non-trivial black holes. | 新一般相対論（NGR）は、物理的に許容可能なモデルに対応する \((c_{a},c_{v},c_{t})\) パラメータ空間内の領域を有する。 しかし、局所ブラックホール地平線の存在を仮定した上で、真空および非真空の静的かつ球対称な構成の場の方程式を解くと、そのような解の存在自体が、パラメータを既知の病的なモデルに関連付けられた値に固定する代数的制約を課すことがわかる。 結果として、NGRは物理的に意味のある非自明なブラックホールを記述できないと結論付けられる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Inspired by R. Bartnik's mass minimization problem in general relativity, we investigate a dual problem of maximizing the capacity among asymptotically flat extensions (with nonnegative scalar curvature) of some fixed two-dimensional boundary data. Using the method of Lagrange multipliers on the constraint space of scalar-flat extensions, we derive the variational condition satisfied by a maximal capacity extension. The resulting equation is an inhomogeneous generalization of the well-known static equation, now coupled with the Baird--Eells stress-energy tensor for a harmonic function. We analyze these ``harmonic-static'' metrics in a local sense, proving they have constant scalar curvature and serve as critical points for a metric-dependent Dirichlet energy functional. We conclude with a number of open questions. | 一般相対論におけるR. Bartnikの質量最小化問題に着想を得て、我々は、ある固定された2次元境界データの漸近平坦拡大（非負のスカラー曲率を持つ）における容量最大化という双対問題を考察する。 スカラー平坦拡大の制約空間におけるラグランジュ乗数法を用いて、最大容量拡大が満たす変分条件を導出する。 得られた方程式は、よく知られた静的方程式の非同次一般化であり、調和関数のBaird-Eells応力エネルギーテンソルと結合している。 我々はこれらの「調和静的」計量を局所的に解析し、それらが一定のスカラー曲率を持ち、計量依存のディリクレエネルギー汎関数の臨界点として機能することを証明する。 最後に、いくつかの未解決の問題について結論付ける。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| X-ray pulse-profile modeling of millisecond pulsars offers a direct route to measuring neutron star masses and radii, thereby constraining the dense-matter equation of state. However, standard analyses typically rely on \emph{ad hoc} hotspot parameterizations rather than self-consistent physical models. While connecting surface heating directly to the magnetospheric geometry provides a more natural physical pathway, computing global magnetospheric solutions is too computationally expensive to perform on-the-fly during parameter inference. In this work, we bridge this gap by deriving fully analytic, first-principles expressions for surface return currents in mixed dipole--quadrupole magnetospheres. Working within force-free electrodynamics, we generalize the field-aligned current invariant $Λ$, the crucial scalar that maps the far-zone magnetic structure to the near-zone heating rate, from the standard dipole approximation to arbitrary quadrupolar configurations. We demonstrate that even when the quadrupole component is sub-dominant in the far zone (the mixing regime), using a dipole-based heating prescription fails to capture the significant enhancement or suppression of the return-current density on the polar cap. Our consistent quadrupole-aware framework reveals that these multipolar currents redistribute the surface heating, leading to systematic discrepancies in predicted pulse profiles that are amplified by atmosphere beaming and can reach $\sim 30\%$ near pulse peaks. These results provide a rigorous analytic foundation for mapping global magnetic geometry to surface heating in multipolar magnetospheres, enabling physically consistent inference beyond the idealized dipole approximation. | ミリ秒パルサーのX線パルスプロファイルモデリングは、中性子星の質量と半径を直接測定し、それによって高密度物質の状態方程式を制限する方法を提供します。 しかし、標準的な解析では、自己無撞着な物理モデルではなく、\emph{ad hoc}ホットスポットパラメータ化に頼るのが一般的です。 表面加熱を磁気圏の形状に直接結び付けると、より自然な物理的経路が得られますが、磁気圏全体の解を計算するのは、パラメータ推論中にオンザフライで実行するには計算コストが高すぎます。 本研究では、混合双極子-四極子磁気圏内の表面リターン電流に対する完全に解析的な第一原理式を導出することで、このギャップを埋めます。 フォースフリー電気力学の範囲内で、遠方領域の磁気構造を近方領域の加熱率にマッピングする重要なスカラーである沿磁力線電流不変量$Λ$を、標準双極子近似から任意の四極子構成に一般化します。 遠方領域（混合領域）において四重極成分が準支配的である場合でも、双極子に基づく加熱処方では極冠における帰還電流密度の顕著な増加または抑制を捉えられないことを実証した。 我々の一貫した四重極を考慮した枠組みは、これらの多極電流が表面加熱を再分配し、予測されるパルスプロファイルに系統的な矛盾をもたらすことを示した。 この矛盾は大気ビーミングによって増幅され、パルスピーク付近では$\sim 30\%$に達する可能性がある。 これらの結果は、多極磁気圏における表面加熱へのグローバルな磁気幾何学のマッピングのための厳密な解析的基盤を提供し、理想的な双極子近似を超えた物理的に一貫した推論を可能にする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Axion models often face the domain wall problem, which threatens the standard big-bang cosmology. The Lazarides-Shafi mechanism attempts to resolve this by identifying degenerate vacua through a continuous gauge symmetry. We formulate a topological quantum field theory to isolate the essential structure of the mechanism and analyze its generalized symmetry structure, including higher-form symmetries and higher-group. This framework yields a master formula for computing the domain wall number and clarifies the higher-form symmetry conditions required for complete vacuum identification in a model independent way. Moreover, while a domain-wall-number-one scenario eliminates all higher-form global symmetries, the theory nevertheless exhibits a nontrivial four-group structure and realizes a symmetry-protected topological (SPT) phase. | アクシオン模型はしばしばドメインウォール問題に直面するが、これは標準的なビッグバン宇宙論を脅かす問題である。 ラザリデス-シャフィ機構は、連続ゲージ対称性を通して縮退した真空を同定することで、この問題を解決しようとする。 我々は、この機構の本質的な構造を分離し、高次形式対称性や高次群を含む一般化された対称性構造を解析するために、位相量子場理論を定式化する。 この枠組みは、ドメインウォール数を計算するためのマスター公式を与え、模型に依存しない方法で完全な真空同定に必要な高次形式対称性条件を明らかにする。 さらに、ドメインウォール数1のシナリオはすべての高次形式グローバル対称性を排除するが、それでもこの理論は非自明な4群構造を示し、対称性保護された位相的（SPT）相を実現する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Any quantum state is fully specified by the expectation values of a complete set of Hermitian operators. For a system of Majorana fermions, such as the Sachdev-Ye-Kitaev (SYK) model, this set of observables can be taken to be all possible strings of Majorana fermion operators. The expectation values of these fermion strings in a thermal state depend erratically on the microscopic couplings that specify the SYK Hamiltonian, and we study their statistical properties directly in the thermodynamic limit using path integral techniques. When the underlying SYK Hamiltonian is chaotic, we find that these expectation values are well-modeled as real Gaussian random variables with zero mean and a variance that we compute. In contrast, for the integrable variant of SYK, we find that the expectation values are actually non-Gaussian. We then use these results to study measures of magic in the SYK thermal state, including the robustness of magic and the stabilizer Rényi entropy. We also show that our results can be quantitatively reproduced with a dual gravity calculation in the chaotic case at sufficiently low temperature. In this dual gravity model the variance of a given microscopic operator string is related to a wormhole geometry stabilized by a massive particle which is dual to the operator string. Our results thus provide a concrete and quantitative setting in which to study the relationship between randomness, wormholes, and closed universes as well as a holographic dual of quantum magic. | あらゆる量子状態は、エルミート演算子の完全なセットの期待値によって完全に指定されます。 Sachdev-Ye-Kitaev (SYK) モデルなどのマヨラナ フェルミオン システムの場合、この観測可能なセットは、マヨラナ フェルミオン演算子のすべての可能なストリングとして考えることができます。 熱状態におけるこれらのフェルミオン ストリングの期待値は、SYK ハミルトニアンを指定する微視的結合に不規則に依存します。 そのため、経路積分手法を使用して、熱力学的極限で直接、その統計特性を調べます。 基礎となる SYK ハミルトニアンがカオスである場合、これらの期待値は、平均がゼロで分散が計算される実ガウス確率変数として適切にモデル化されることがわかります。 対照的に、SYK の積分可能なバリアントの場合、期待値は実際には非ガウスであることがわかります。 次に、これらの結果を用いて、SYK熱状態における魔法の尺度、すなわち魔法のロバスト性と安定化因子レーニエントロピーを研究する。 また、十分に低温のカオス状態において、双対重力計算によって我々の結果が定量的に再現できることも示す。 この双対重力モデルでは、与えられた微視的作用素弦の分散は、作用素弦と双対である質量を持つ粒子によって安定化されたワームホール形状と関連している。 このように、我々の結果は、ランダム性、ワームホール、閉宇宙、そして量子魔法のホログラフィック双対との関係を研究するための具体的かつ定量的な枠組みを提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The catalog of Gravitational Wave (GW) events is rapidly growing, providing key insights into the evolution of massive binaries and compact object formation. However, a key challenge is to explain the origin of exceptional events such as GW190814, among the most asymmetric mass-ratio mergers to date ($q\approx 0.1$). We show that it shares an evolutionary pathway with the most unequal mass Galactic High Mass X-ray Binary (HMXB) 4U 1700-37/ HD 153919. We demonstrate this unique connection by utilizing a rich set of existing observational constraints for the HMXB and compute detailed binary evolution models to explain its formation history. We find that conservative mass transfer, along with a directed natal kick are essential to explain its current state. We show that this system is unlikely to form a GW source due to a failed Common Envelope (CE) phase in the future, in agreement with previous work. With additional models, we show that a similar pathway naturally forms GW190814-like events, provided the first phase of mass transfer remains conservative, and the first-born (lower mass) compact object receives a large natal kick ($\gtrsim 100\,\mathrm{km/s}$) for the subsequent CE phase to be successful and form a asymmetric mass-ratio GW source. Anchored by the number of analogous Galactic HMXBs, we estimate rates for such GW events, which broadly agree with their observed rate. Our work demonstrates a unified formation pathway for highly asymmetric mass-ratio HMXBs and GW events. Moreover, it highlights the critical role of finding and characterizing local analogs in different evolutionary phases, and using them as a bridge to understand the origin of GW sources, especially the outliers like GW190814. | 重力波（GW）イベントのカタログは急速に増えており、大質量連星の進化やコンパクト天体の形成に関する重要な知見をもたらしている。 しかしながら、これまでで最も非対称な質量比合体（$q\approx 0.1$）の一つであるGW190814のような例外的なイベントの起源を説明することが重要な課題となっている。 我々は、このイベントが、最も質量の異なる銀河系高質量X線連星（HMXB）4U 1700-37/ HD 153919と進化の過程を共有していることを示す。 我々は、HMXBに対する既存の豊富な観測的制約を用いてこの特有の関係を実証し、詳細な連星進化モデルを計算してその形成史を説明した。 その結果、保守的な質量移動と方向性のある出生時のキックが、現在の状態を説明する上で不可欠であることがわかった。 我々は、この系が将来、共通エンベロープ（CE）段階の失敗により重力波源を形成する可能性は低いことを示し、これは以前の研究と一致している。 追加のモデルを用いて、質量移動の最初の段階が保存的であり、最初に生まれた（低質量の）コンパクトオブジェクトが大きな誕生キック（$\gtrsim 100\,\mathrm{km/s}$）を受け取り、それに続くCE段階が成功して非対称質量比の重力波源を形成するという条件で、同様の経路でGW190814のようなイベントが自然に形成されることを示しています。 類似の銀河系HMXBの数に基づいて、このような重力波イベントの発生率を推定したところ、観測された発生率と概ね一致しました。 私たちの研究は、高度に非対称な質量比HMXBと重力波イベントの統一的な形成経路を示しています。 さらに、異なる進化段階における局所的な類似例を見つけて特徴付け、それらを重力波源、特にGW190814のような外れ値の起源を理解するための橋渡しとして使うことの重要な役割を強調しています。 |