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| Original Text | 日本語訳 |
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| Penrose's weak cosmic censorship conjecture asserts that spacetime singularities produced by gravitational collapse are generically hidden behind event horizons, thus preventing them from causally influencing distant observers and preserving the predictability of the exterior region. In this work, we probe this conjecture in a setup that deliberately violates one of its central assumptions - the dominant energy condition - by considering the spherical collapse of a phantom scalar field with negative energy density. In principle, such a field could produce a Schwarzschild geometry with negative mass and therefore no event horizon. Our aim is to assess whether, once the dominant energy condition is abandoned, the fully coupled evolution of matter and geometry can dynamically generate or expose naked singularities, thereby probing the robustness of cosmic censorship. To this end, we perform high-accuracy numerical relativity simulations based on fourth-order finite-difference schemes. Starting from smooth, asymptotically flat initial data representing regular phantom scalar wave packets, we follow their fully nonlinear evolution through collapse or dispersion. While an ordinary (positive-energy) scalar field exhibits the standard Choptuik critical behavior at the threshold of black-hole formation, the phantom field displays qualitatively different dynamics. For all amplitudes considered, we find no evidence for trapped surfaces, naked singularities, or alternative stationary end states. Instead, the phantom scalar field always disperses, suggesting that cosmic censorship remains dynamically preserved even in the presence of negative-energy matter. | ペンローズの弱い宇宙検閲予想は、重力崩壊によって生じる時空特異点は一般的に事象の地平線の背後に隠されているため、遠方の観測者に因果的に影響を与えることができず、外部領域の予測可能性が維持されると主張している。 本研究では、負のエネルギー密度を持つファントムスカラー場の球状崩壊を考察することで、この予想の中心的な仮定の一つである支配的エネルギー条件を意図的に破る設定で、この予想を検証する。 原理的には、このような場は負の質量を持つシュワルツシルト幾何学を生成し、したがって事象の地平線は存在しない。 我々の目的は、支配的エネルギー条件を放棄した場合、物質と幾何学の完全結合進化が裸の特異点を動的に生成または露出させることができるかどうかを評価し、それによって宇宙検閲の堅牢性を検証することである。 この目的のために、4次有限差分スキームに基づく高精度数値相対論シミュレーションを実行する。 滑らかで漸近的に平坦な、規則的なファントムスカラー波束を表す初期データから出発し、崩壊または分散による完全な非線形進化を追跡します。 通常の（正エネルギーの）スカラー場はブラックホール形成の閾値で標準的なチョプトゥイク臨界挙動を示しますが、ファントム場は質的に異なるダイナミクスを示します。 検討したすべての振幅において、捕捉面、裸の特異点、または代替定常終状態の存在を示す証拠は見つかりませんでした。 その代わりに、ファントムスカラー場は常に分散し、負エネルギー物質が存在する場合でも宇宙検閲が動的に維持されることを示唆しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the impact of spatial curvature, $Ω_k$, and dynamical dark energy on the cosmological constraints of the neutrino mass sum, $\sum m_ν$. Using a joint analysis of the latest CMB (Planck and ACT DR6), BAO (DESI DR2) and SNe Ia (DESY5 and DES-Dovekie) datasets, we perform an exploration of the neutrino mass parameter space. To mitigate prior-driven biases near the physical boundary, we implement a symmetric extension wrapper that allows for effective negative masses. We find that the inclusion of spatial curvature significantly modifies the posterior distributions, exhibiting a smooth transition across the $\sum m_ν= 0$ threshold. In the $Λ$CDM + $Ω_k$ + $\sum m_{ν,\mathrm{eff}}$ framework, we obtain $\sum m_{ν,\mathrm{eff}} = -0.011^{+0.052}_{-0.050}$, reducing the tension with the terrestrial lower limit of 0.06 eV from $2.59σ$ for the $Λ$CDM + $\sum m_{ν,\mathrm{eff}}$ model to $1.17σ$. For the most flexible scenario $w_0 w_a$CDM + $Ω_k$ + $\sum m_{ν,\mathrm{eff}}$, we find $\sum m_{ν,\mathrm{eff}} = -0.07 \pm 0.11$ with a tension of $1.13σ$, illustrating how the increased parameter freedom notably degrades the precision of the mass estimate compared to simpler extensions. Our results demonstrate that current cosmological bounds on $\sum m_ν$ are heavily influenced by boundary effects and geometric degeneracies. | 我々は、空間曲率 $Ω_k$ と動的ダークエネルギーがニュートリノ質量和 $\sum m_ν$ の宇宙論的制約に与える影響を調査する。 最新の CMB (Planck および ACT DR6)、BAO (DESI DR2)、SNe Ia (DESY5 および DES-Dovekie) データセットの共同解析を用いて、ニュートリノ質量パラメータ空間の探索を行う。 物理的境界付近での事前分布に基づくバイアスを軽減するために、有効な負の質量を許容する対称拡張ラッパーを実装する。 空間曲率の導入により事後分布が大きく変化し、$\sum m_ν= 0$ の閾値を横切る滑らかな遷移を示すことがわかった。 $Λ$CDM + $Ω_k$ + $\sum m_{ν,\mathrm{eff}}$ の枠組みでは、$\sum m_{ν,\mathrm{eff}} = -0.011^{+0.052}_{-0.050}$ が得られ、$Λ$CDM + $\sum m_{ν,\mathrm{eff}}$ モデルの 0.06 eV の地球下限との矛盾が $2.59σ$ から $1.17σ$ に減少します。 最も柔軟なシナリオ $w_0 w_a$CDM + $Ω_k$ + $\sum m_{ν,\mathrm{eff}}$ では、$\sum m_{ν,\mathrm{eff}} = -0.07 \pm 0.11$ となり、張力は $1.13σ$ です。 これは、パラメータの自由度が増加すると、より単純な拡張と比較して質量推定の精度が著しく低下することを示しています。 我々の結果は、$\sum m_ν$ に関する現在の宇宙論的制約が境界効果と幾何学的縮退に大きく影響されていることを示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In asymptotically-flat spacetimes, there is a clear distinction between radiative fluxes and Coulombic charges, and their relation is encoded in balance laws. In this paper, we first identify at the classical level the radiative energy flux for a minimally-coupled massless scalar field in 3+1 dimensions, and then investigate the balance law for the Bondi mass in black hole evaporation. In the usual spherically-symmetric model, the semiclassical balance law for the radiative flux implies that the Bondi mass receives a quantum correction which depends on the entanglement entropy of the Hawking radiation. Furthermore, the renormalized expectation value of the radiative flux turns out to be manifestly positive and does not coincide with the standard Fulling-Davies formula. We clarify the relation of this result to the Ashtekar-Taveras-Varadarajan proposal for 2d dilatonic black holes, and discuss its implications for black hole evaporation in 3+1 dimensions. | 漸近的に平坦な時空では、放射束とクーロン電荷の間には明確な区別があり、それらの関係は平衡法則に符号化されている。 本論文では、まず古典レベルで、3+1次元における最小結合質量ゼロのスカラー場の放射エネルギー束を特定し、次にブラックホール蒸発におけるボンディ質量の平衡法則を調査する。 通常の球対称モデルでは、放射束の半古典的平衡法則は、ボンディ質量がホーキング放射のエンタングルメントエントロピーに依存する量子補正を受けることを意味する。 さらに、放射束の再規格化された期待値は明らかに正であり、標準的なFulling-Daviesの公式とは一致しない。 我々は、この結果と2次元ダイラトンブラックホールに関するAshtekar-Taveras-Varadarajanの提案との関係を明らかにし、3+1次元におけるブラックホール蒸発に対するその意味を議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider vacuum anisotropic spatially homogeneous models in certain modified gravity theories (such as Hořava-Lifshitz, $λ$-$R$ or $f(R)$ gravity), which are expected to describe generic spacelike singularities for these theories. These models perturb the well-known Bianchi models in general relativity (GR) by a parameter $v\in (0,1)$ with GR recovered at $v=1/2$. We prove an analogue of the well-known Ringström attractor theorem in GR to the supercritical theories: for any $v\in (1/2,1)$, all solutions of Bianchi type $\mathrm{IX}$ converge to an analogue of the Mixmaster attractor, consisting of Bianchi type I solutions (Kasner states) and heteroclinic chains of Bianchi type II solutions. In contrast to GR, there are no solutions that converge to a different set other than the Mixmaster (such as the locally rotationally symmetric solutions in GR). | 本稿では、特定の修正重力理論（Hořava-Lifshitz、λ-R、f(R)重力など）における真空異方性空間均質モデルを考察する。 これらのモデルは、これらの理論における一般的な空間的特異点を記述することが期待される。 これらのモデルは、一般相対性理論（GR）におけるよく知られたビアンキモデルをパラメータv∈(0,1)で摂動し、v=1/2でGRが回復する。 我々は、GRにおけるよく知られたリングストロームアトラクター定理の超臨界理論への類似性を証明する。 すなわち、任意のv∈(1/2,1)に対して、ビアンキ型IXのすべての解は、ビアンキ型Iの解（カスナー状態）とビアンキ型IIの解のヘテロクリニック連鎖からなるミックスマスターアトラクターの類似性に収束する。 GRとは対照的に、ミックスマスター以外の異なる集合に収束する解（GRにおける局所的に回転対称な解など）は存在しない。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Gravitational-wave (GW) dark sirens provide an independent probe of the cosmic expansion history. Their cosmological constraining power, however, depends critically on precise luminosity-distance measurements and sky localizations for cross-matching with galaxy catalogs. Multiband GW observations can track GW events across different frequency bands and thus improve both. Motivated by this, we forecast the cosmological potential of intermediate-mass black hole binaries (IMBHBs) observed by a three-band GW detector network composed of Taiji (TJ), the Lunar Gravitational-wave Antenna (LGWA), and the Einstein Telescope (ET). We simulate detectable IMBHB populations and analyze them with a hierarchical Bayesian dark-siren framework that includes galaxy-catalog completeness and redshift uncertainties. We find that the TJ-LGWA-ET network outperforms all two-detector configurations considered here. In the $Λ$CDM model, it constrains the Hubble constant and matter density to $\sim 0.12\%$ and $\sim 0.6\%$, respectively. In the $w$CDM model, a 4-year dark-siren sample alone constrains the dark-energy equation-of-state parameter $w$ to $\sim 2.7\%$. Adding baryon acoustic oscillation (BAO) and Type Ia supernova (SNe Ia) data improves the $w$ constraint to $\sim 2.1\%$, slightly better than that from the current CMB+BAO+SNe Ia combination. We also show that the final constraints remain sensitive to IMBHB population assumptions and galaxy-catalog limitations, which highlights the need for deep galaxy surveys with precise redshift measurements. | 重力波（GW）ダークサイレンは、宇宙膨張の歴史を独立して探査する手段となる。 しかし、その宇宙論的制約力は、銀河カタログとの照合のために、光度距離の精密な測定と天球上の位置特定に大きく依存する。 マルチバンドGW観測は、異なる周波数帯域にわたるGWイベントを追跡できるため、両方の精度を向上させることができる。 この考えに基づき、我々は太地（TJ）、月面重力波アンテナ（LGWA）、アインシュタイン望遠鏡（ET）からなる3バンドGW検出器ネットワークで観測される中間質量ブラックホール連星（IMBHB）の宇宙論的ポテンシャルを予測する。 我々は検出可能なIMBHB集団をシミュレーションし、銀河カタログの完全性と赤方偏移の不確実性を含む階層的ベイズダークサイレンフレームワークを用いて解析する。 その結果、TJ-LGWA-ETネットワークは、ここで検討したすべての2検出器構成よりも優れた性能を示すことがわかった。 $Λ$CDMモデルでは、ハッブル定数と物質密度はそれぞれ約0.12%と約0.6%に制約されます。 $w$CDMモデルでは、4年間のダークサイレンサンプルだけで、ダークエネルギーの状態方程式パラメータ$w$は約2.7%に制約されます。 バリオン音響振動（BAO）とIa型超新星（SNe Ia）のデータを加えると、$w$の制約は2.1%に改善され、現在のCMB+BAO+SNe Iaの組み合わせによる制約よりもわずかに良くなります。 また、最終的な制約はIMBHB集団の仮定と銀河カタログの制限に依然として敏感であることを示し、正確な赤方偏移測定を伴う深宇宙銀河サーベイの必要性を強調します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The galaxy catalog dark siren method aims to infer cosmological parameters from gravitational waves (GWs) without an electromagnetic counterpart by statistically marginalizing over possible host galaxies. The cross-correlation of GW sources and galaxies is a promising avenue for cosmological inference without requiring observed host galaxies, by leveraging 2-point statistics. We provide a detailed guide to the cross-correlation method, clarifying its relationship to standard dark siren techniques as well as the assumptions necessary to be able to use this formalism on GW data. We show that the cross-correlation method is an extension of the angular part of the galaxy catalog method in which we effectively marginalize over all possible realizations of the unknown galaxy field, jointly adding information from galaxy--galaxy clustering. Combined with the spectral sirens method, which encodes information from the GW rate evolution, mass distribution, and selection effects, one can perform an inference that leverages the joint constraining power of all dark siren methods. We also present a strategy to rigorously fold GW measurement errors into the likelihood. Using this method, we show that with a 2 Einstein Telescope + 1 Cosmic Explorer setup, the GW--galaxy cross-correlation part alone can jointly measure $H_0$ and $Ω_{m,0}$ to 1\% and 5\% precision with just 2 years of data, demonstrating its potential as a precise and scalable inference technique in the next generation of GW and galaxy surveys. This is in contrast with canonical population inference techniques, which are known to scale poorly with the precision and catalog size expected of next-generation GW experiments. Contrary to some previous projections, we remain pessimistic about the cross-correlation method until these next generation detectors are online, due to its implicit requirement of large-number statistics. | 銀河カタログのダークサイレン法は、電磁波の対応物がない重力波（GW）から宇宙論的パラメータを推定することを目的としており、考えられる宿主銀河を統計的に周辺化します。 GW源と銀河の相互相関は、2点統計を活用することで、観測された宿主銀河を必要とせずに宇宙論的推論を行う有望な方法です。 本稿では、相互相関法の詳細なガイドを提供し、標準的なダークサイレン法との関係、およびこの形式をGWデータに適用するために必要な仮定を明確にします。 相互相関法は、銀河カタログ法の角度部分の拡張であり、未知の銀河フィールドのすべての可能な実現を効果的に周辺化し、銀河間のクラスタリングからの情報を共同で追加することを示します。 GW発生率の進化、質量分布、選択効果からの情報を符号化するスペクトルサイレン法と組み合わせることで、すべてのダークサイレン法の共同制約力を活用する推論を実行できます。 また、GW測定誤差を尤度に厳密に組み込む戦略も提示します。 この方法を使用すると、2台のアインシュタイン望遠鏡と1台のコズミックエクスプローラーのセットアップで、GWと銀河の相互相関部分だけで、わずか2年間のデータで$H_0$と$Ω_{m,0}$をそれぞれ1%と5%の精度で共同測定できることを示し、次世代のGWおよび銀河サーベイにおける高精度でスケーラブルな推論手法としての可能性を実証します。 これは、次世代GW実験で期待される精度とカタログサイズに対してスケーラビリティが低いことが知られている、標準的な集団推論手法とは対照的です。 これまでの予測とは異なり、相互相関法は大量の統計データを必要とするため、次世代検出器が稼働するまでは、我々は依然として悲観的な見方をしている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct a deformed algebraic quantum field theory on bifurcate Killing horizons in stationary axisymmetric spacetimes. The deformation is generated by the commuting actions of affine dilations along the null generators of the horizon and rotations about the axis of symmetry, analogously to the Moyal-Rieffel deformation. Physically, this effectively implements a noncommutative geometric structure of the horizon. Moreover, we compute the relative entropy between coherent states in the deformed horizon theory, which remains strictly positive and exhibits a novel second-order correction in the deformation parameter, which becomes particularly significant for black holes whose horizon area is sufficiently small for Planck-scale effects to become non-negligible. | 我々は、定常軸対称時空における分岐キリング地平線上の変形代数量子場理論を構築する。 この変形は、地平線のヌル生成子に沿ったアフィン膨張と対称軸周りの回転の可換作用によって生成され、モヤル・リーフェル変形と類似している。 物理的には、これは地平線の非可換な幾何学的構造を効果的に実現する。 さらに、変形地平線理論におけるコヒーレント状態間の相対エントロピーを計算すると、これは常に正の値であり、変形パラメータに新たな二次補正が現れる。 この補正は、地平線面積がプランクスケール効果が無視できないほど小さいブラックホールにおいて特に重要となる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we construct a perturbative black hole (BH) solution motivated by renormalization group (RG) improvement and investigate the quasinormal modes (QNMs) of the BH under scalar field perturbations in both Schwarzschild-de Sitter (SdS) and Schwarzschild-anti-de Sitter (SAdS) backgrounds. To compute the QNMs in the SdS spacetime, we employ the 6th-order Padé-averaged WKB approximation method, while for the SAdS background we utilize the direct shooting method. We examine the dependence of the QNM frequencies on the free parameter of the solution. Furthermore, we analyze the time evolution of a scalar field perturbation around the BH and present the corresponding time-domain profiles. The QNMs are also extracted from the time-domain data using the matrix pencil method. Using the extracted QNM frequencies, we reconstruct the waveform and compare it with the original time-domain profile, finding good agreement between the two. The QNM frequencies obtained from the 6th-order Padé-averaged WKB method and the time-domain analysis in the SdS background, as well as those obtained from the direct shooting method and time-domain analysis in the SAdS spacetime, show very good consistency. | 本研究では、繰り込み群（RG）の改善に着想を得た摂動ブラックホール（BH）解を構築し、シュワルツシルト・ド・ジッター（SdS）背景とシュワルツシルト・反ド・ジッター（SAdS）背景の両方において、スカラー場摂動下のBHの準正規モード（QNM）を調べた。 SdS時空におけるQNMの計算には、6次パデ平均WKB近似法を用い、SAdS背景では直接シューティング法を用いた。 解の自由パラメータに対するQNM周波数の依存性を調べた。 さらに、BH周辺のスカラー場摂動の時間発展を解析し、対応する時間領域プロファイルを示した。 また、行列ペンシル法を用いて時間領域データからQNMを抽出した。 抽出したQNM周波数を用いて波形を再構成し、元の時間領域プロファイルと比較したところ、両者はよく一致した。 SdS背景における6次パデ平均WKB法と時間領域解析から得られたQNM周波数、およびSAdS時空における直接射撃法と時間領域解析から得られたQNM周波数は、非常に良好な一致を示している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we construct a viable strange star model in the framework of MIT bag model equation of state, $p_r=\frac{1}{3}(ρ-4B)$, where $B$ is the bag constant. Considering extreme Wood-Saxon like parameterisation of baryon number density dependent Bag parameter $(B)$ in the frame work of $f(Q)$ modified gravity. We have determined the possible range of baryon number density ($n$) for stable quark matter inside the star and calculated the corresponding range of $B$. By solving TOV equations, we obtain possible maximum mass and radius considering MIT bag model equation of state with baryon number density dependent $B$. All the physical parameters such as $ρ,~p_r,~p_t$ and anisotropy parameter ($Δ$) have been analysed in this model to established the physical viability as well as acceptability of the model. Then, we study the stability of the model by analysing the causality conditions, energy conditions, generalised TOV equation, Herrera cracking condition and radial variation of adiabatic index. Within the parameter space used here to construct the model, we have predicted the radii of few compact stars and it is found that the model is suitable in predicting the radii of stars where masses lie below the $2.46~M\odot$ and the predicted radii from model are nearly equal to the values obtained from recent observations. It is significant to observe that up to $2.01~M\odot$, it maybe treated as Strange Star (SS). On the other hand, maximum mass above $2.01~M\odot$ and up to $2.46~M\odot$ may be treated as di-quark stars. | 本論文では、MITバッグモデル状態方程式 $p_r=\frac{1}{3}(ρ-4B)$ の枠組みで、実行可能なストレンジスターモデルを構築します。 ここで、$B$ はバッグ定数です。 $f(Q)$ 修正重力の枠組みで、バリオン数密度に依存するバッグパラメータ $(B)$ の極端なウッド・サクソン型パラメータ化を考慮します。 星内部の安定クォーク物質のバリオン数密度 ($n$) の可能な範囲を決定し、対応する $B$ の範囲を計算しました。 TOV 方程式を解くことにより、バリオン数密度に依存する $B$ を持つ MITバッグモデル状態方程式を考慮した、可能な最大質量と半径を取得します。 このモデルでは、$ρ、~p_r、~p_t$ や異方性パラメータ ($Δ$) などのすべての物理パラメータを分析し、モデルの物理的実行可能性と受容性を確立しました。 次に、因果律条件、エネルギー条件、一般化TOV方程式、ヘレラクラッキング条件、断熱指数の半径方向の変化を分析することにより、モデルの安定性を研究します。 ここでモデルを構築するために使用したパラメータ空間内で、いくつかのコンパクト星の半径を予測したところ、質量が$2.46~M\odot$以下の星の半径を予測するのにモデルが適しており、モデルから予測された半径は最近の観測から得られた値とほぼ等しいことがわかりました。 $2.01~M\odot$まではストレンジスター（SS）として扱うことができることを観察することは重要です。 一方、$2.01~M\odot$より大きく$2.46~M\odot$までの最大質量は、ダイクォーク星として扱うことができます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| An axion-like inflaton coupled to non-Abelian gauge bosons provides a compelling microphysical framework for warm inflation. Starting even from cold initial conditions, in these systems, sphaleron heating may generate thermal friction sufficient to sustain finite temperatures throughout the inflationary epoch. Insisting on shift-symmetric potentials, in this work we revisit the viability of these scenarios under the designation of Minimal Warm Inflation. We examine both observational constraints and model-building limitations on models with a hierarchy between the decay constants appearing in the friction rate and in the inflaton potential. We conclude that the popular clockwork mechanism cannot generate the required hierarchy; however, partial-wave unitarity bounds admit effective descriptions that remain consistent with observations. | 非可換ゲージボソンと結合したアクシオン様インフラトンは、温暖インフレーションの説得力のある微視的枠組みを提供する。 これらのシステムでは、低温の初期条件からでも、スファレロン加熱によって、インフレーション期全体を通して有限温度を維持するのに十分な熱摩擦が生じる可能性がある。 シフト対称ポテンシャルを主張し、本研究では、最小温暖インフレーションという名称の下で、これらのシナリオの実現可能性を再検討する。 摩擦率とインフラトンポテンシャルに現れる崩壊定数の間に階層構造を持つモデルについて、観測上の制約とモデル構築上の制約の両方を検証する。 一般的なクロックワーク機構では必要な階層構造を生成できないが、部分波ユニタリ性境界では、観測と矛盾しない有効な記述が可能であると結論付ける。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we investigate the quantum gravity effects on the tunneling of particles and gravity's rainbow across the event horizon of Kerr-Newman black hole (KNBH) surrounded by the quintessence. The aspect of quantum gravity has been introduced by applying the Generalized Uncertainty Principle (GUP) to the Klein-Gordon equation and the Dirac equation of scalar and fermion particles. By solving the Generalized Klein-Gordon and Dirac equations obeyed by scalar and fermion particles, corrections to the Hawking temperature of the KNBH in the presence of quintessence is discussed. The tunneling of fermions is also examined using the modified Hamilton-Jacobi equation also known as modified Rarita-Schwinger equation, and the corrected Hawking temperature is determined. The corrected Hawking temperature of the KNBH surrounded by quintessence is found to be dependent not only on the properties of the black hole but also on the quantum numbers of the emitted particles and quintessence. Then, we explored the KNBH surrounded by quintessence within the framework of gravity rainbow using rainbow functions. In the context of rainbow functions in loop quantum gravity, we derive the Hawking temperature, heat capacity, equation of state parameters, and entropy for the KNBH surrounded by quintessence. It is found that these quantities are influenced by both the quintessence and the rainbow gravity. | 本論文では、クインテッセンスに囲まれたカー・ニューマンブラックホール（KNBH）の事象の地平線を横切る粒子のトンネル効果と重力の虹に対する量子重力の影響を調査する。 量子重力の側面は、スカラー粒子とフェルミオン粒子のクライン・ゴルドン方程式とディラック方程式に一般化不確定性原理（GUP）を適用することによって導入された。 スカラー粒子とフェルミオン粒子が従う一般化クライン・ゴルドン方程式とディラック方程式を解くことにより、クインテッセンスが存在する場合のKNBHのホーキング温度の補正について議論する。 修正ハミルトン・ヤコビ方程式（修正ラリタ・シュウィンガー方程式とも呼ばれる）を用いてフェルミオンのトンネル効果も調べ、補正されたホーキング温度を決定する。 クインテッセンスに囲まれたKNBHの補正されたホーキング温度は、ブラックホールの特性だけでなく、放出された粒子とクインテッセンスの量子数にも依存することがわかった。 次に、レインボー関数を用いて重力レインボーの枠組みの中でクインテッセンスに囲まれたKNBHを調べた。 ループ量子重力におけるレインボー関数の文脈で、クインテッセンスに囲まれたKNBHのホーキング温度、熱容量、状態方程式パラメータ、およびエントロピーを導出した。 これらの量は、クインテッセンスとレインボー重力の両方の影響を受けることがわかった。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we study the effect of the modified dispersion relation (MDR) on the thermodynamics of the Kerr-Newman black hole surrounded by quintessence and a cloud of string. The thermodynamic properties of the Kerr-Newman black hole are shown to rely not only on the black hole's properties but also on the parameters associated with the modified dispersion relation, quintessence, and the cloud string. Additionally, the equation of state is impacted by these parameters. The remnant and the stability of the black hole are also discussed under the correction of MDR, quintessence, and a cloud of string. In addition, the null geodesic structure of the spacetime is studied using the Hamilton--Jacobi formalism. The effective potential for photon motion is obtained, and the radii of the prograde and retrograde circular photon orbits are determined. The instability of these circular photon orbits is further characterized by the Lyapunov exponent. | 本論文では、クインテッセンスと弦の雲に囲まれたカー・ニューマンブラックホールの熱力学に対する修正分散関係（MDR）の影響を研究する。 カー・ニューマンブラックホールの熱力学的特性は、ブラックホールの特性だけでなく、修正分散関係、クインテッセンス、および弦の雲に関連するパラメータにも依存することが示される。 さらに、状態方程式もこれらのパラメータの影響を受ける。 MDR、クインテッセンス、および弦の雲の補正の下でのブラックホールの残骸と安定性についても議論する。 加えて、ハミルトン・ヤコビ形式を用いて時空のヌル測地線構造を研究する。 光子運動の有効ポテンシャルが得られ、順行および逆行の円形光子軌道の半径が決定される。 これらの円形光子軌道の不安定性は、リアプノフ指数によってさらに特徴付けられる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We clarify the relationship between rotation and the energy condition for stationary rotating wormhole solutions of the Einstein equations coupled to a phantom field in five-dimensional spacetime with equal angular momenta, particularly with large asymmetry between the two sides. It was shown by Dzhunushaliev et al. that the violation of the null energy condition can become arbitrarily small due to rotation. We find that the degree of violation of the null energy condition is essentially determined by the angular momentum and shows little dependence on asymmetry, that is, the mass difference between the two asymptotic regions. We also discuss the relation between the wormhole spacetime and the Myers-Perry black hole. We find that the geometry asymptotes to the extremal Myers-Perry spacetime in the limit of large angular momentum, while the non-extremal black hole geometry cannot be reproduced in any limit. | 本稿では、等角運動量を持つ5次元時空におけるファントム場に結合したアインシュタイン方程式の定常回転ワームホール解について、特に両側に大きな非対称性がある場合の回転とエネルギー条件の関係を明らかにする。 Dzhunushalievらは、回転によってヌルエネルギー条件の違反が任意に小さくなり得ることを示した。 我々は、ヌルエネルギー条件の違反の程度は本質的に角運動量によって決定され、非対称性、すなわち2つの漸近領域間の質量差にはほとんど依存しないことを発見した。 また、ワームホール時空とマイヤーズ・ペリーブラックホールの関係についても議論する。 我々は、大きな角運動量の極限において、幾何学が極限マイヤーズ・ペリー時空に漸近する一方、非極限ブラックホールの幾何学はどの極限においても再現できないことを発見した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the thermodynamics and thermodynamic geometry of several Anti--de Sitter black hole solutions arising from nonlinear electromagnetic theories, namely the ModMax, nonlinear electrodynamics (NED), and Euler--Heisenberg AdS black holes, together with their holographically dual conformal field theory (CFT) descriptions. The analysis is carried out within three entropy frameworks: the standard Bekenstein--Hawking entropy and the generalized Rényi and Kaniadakis entropies. For each system, we analyze the phase structure through the behavior of temperature, specific heat, and the scalar curvature obtained from geometrothermodynamics (GTD). We find that thermodynamic critical points correspond to extrema in the temperature--entropy relation and coincide with divergences of the specific heat. These locations are reproduced by singularities in the Legendre--invariant GTD curvature, demonstrating a consistent geometric interpretation of the phase transitions. A comparison between the bulk black hole systems and their dual CFT counterparts shows that the number and structure of critical points are preserved under the holographic correspondence. Our results further reveal that the Euler--Heisenberg AdS black hole exhibits a more intricate phase structure compared with the ModMax and NED cases, while the Kaniadakis entropy consistently generates an additional critical point across all systems considered. These findings highlight the combined influence of nonlinear electromagnetic dynamics and generalized entropy formalisms on the critical behavior of AdS black holes and their dual CFTs. | 非線形電磁気理論から生じるいくつかの反ド・ジッターブラックホール解、すなわちModMax、非線形電磁気学（NED）、およびオイラー・ハイゼンベルクAdSブラックホールの熱力学と熱力学的幾何学を、それらのホログラフィック双対共形場理論（CFT）記述とともに調査する。 解析は、標準的なベッケンシュタイン・ホーキングエントロピー、および一般化されたレニーエントロピーとカニアダキスエントロピーの3つのエントロピーフレームワーク内で実施される。 各システムについて、温度、比熱、および幾何熱力学（GTD）から得られるスカラー曲率の挙動を通して相構造を解析する。 熱力学的臨界点は、温度-エントロピー関係の極値に対応し、比熱の発散と一致することがわかった。 これらの位置は、ルジャンドル不変GTD曲率の特異点によって再現され、相転移の一貫した幾何学的解釈を示している。 バルクブラックホール系とその双対CFT対応系との比較から、臨界点の数と構造はホログラフィック対応の下で保存されることがわかった。 さらに、オイラー・ハイゼンベルクAdSブラックホールはModMaxおよびNEDの場合と比較してより複雑な位相構造を示す一方、カニアダキスエントロピーは検討したすべての系において一貫して追加の臨界点を生成することが明らかになった。 これらの発見は、非線形電磁力学と一般化エントロピー形式がAdSブラックホールとその双対CFTの臨界挙動に及ぼす複合的な影響を強調するものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The integrability or non-integrability of a spacetime usually refers to whether the motion of massive or massless particles in the spacetime is integrable or not. The standard black hole spacetimes such as the Schwarzschild and Kerr metrics are always integrable for both timelike and null geodesics. They belong to a first type of spacetime. However, the Melvin type spacetimes as a second type of spacetime are non-integrable, regardless of whether they are for massive or massless particle motion. In this paper, we discover the possibility of a third type of spacetime with non-integrable dynamics of timelike geodesics and integrable dynamics of null geodesics. In fact, conformal transformations may transform type one solutions into type three. This is due to the conformal factors preventing the separation of variables from the Hamilton-Jacobi equation and leading to the absence of a fourth constant of motion for the massive particle dynamics. Nevertheless, the massless particle motion still remains integrable in these metrics for any conformal factors because the conformal factors have no effect on the null geodesics whatsoever. The conformal Kerr metric is an example of the third type of spacetime. In addition to the conformal transformation method, other paths may yield the third type of spacetime. The Kerr-Bertotti-Robinson black hole metric and the accelerating Schwarzschild spacetime are two examples of non-conformal solutions that are also of type three. | 時空の可積分性または非可積分性とは、通常、時空内の質量のある粒子または質量のない粒子の運動が可積分であるかどうかを指します。 シュワルツシルト計量やカー計量などの標準的なブラックホール時空は、時間的測地線とヌル測地線の両方に対して常に可積分です。 これらは第一のタイプの時空に属します。 しかし、第二のタイプの時空であるメルビン型時空は、質量のある粒子の運動であろうと質量のない粒子の運動であろうと、非可積分です。 本論文では、時間的測地線の非可積分ダイナミクスとヌル測地線の可積分ダイナミクスを持つ第三のタイプの時空の可能性を発見します。 実際、共形変換によって、タイプ 1 の解がタイプ 3 に変換される可能性があります。 これは、共形因子がハミルトン・ヤコビ方程式からの変数の分離を妨げ、質量のある粒子のダイナミクスに対する第 4 の運動定数の不在につながるためです。 それにもかかわらず、共形因子はヌル測地線に全く影響を与えないため、質量のない粒子の運動は、共形因子に関係なく、これらの計量内で依然として積分可能です。 共形カー計量は、第3タイプの時空の一例です。 共形変換法に加えて、他の経路でも第3タイプの時空が得られる可能性があります。 カー・ベルトッティ・ロビンソンブラックホール計量と加速シュワルツシルト時空は、第3タイプでもある非共形解の2つの例です。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Soft hairs of black holes are the Noether charges associated to the generalized Bondi-Metzner-Sachs symmetries. In this work, the images of soft-haired Kerr black holes were studied. For an eternal black hole, the image is rotated, dilated and drifting compared to that of the bald counterpart in the celestial plane. The rotation and the dilation are independent of the time, while the drifting is at a constant speed and in a fixed direction. These effects all depend on angular directions. The soft hair of an astronomical black hole can change due to the emission of the gravitational or electromagnetic wave from the various physical processes occurring in the vicinity of the horizon. Then, the image roams in the observer's view, causing the image memory effect, the smoking gun for the existence of the soft hair. The magnitude of the image memory effect of a huge, spinning black hole accompanied by a much smaller one was estimated. It turns out that this effect is proportional to the mass of the large black hole, increases with its spin, but descreases with the mass ratio. Due to the limited angular resolution of the current and the future detectors, this effect is hard to be detected, if the impact of the cosmological expansion is ignored. | ブラックホールのソフトヘアは、一般化されたボンディ・メッツナー・ザックス対称性に関連するネーター電荷です。 本研究では、ソフトヘアを持つカーブラックホールの像を調べました。 永遠のブラックホールの場合、像は天球面上の無毛のブラックホールの像と比較して、回転、膨張、ドリフトしています。 回転と膨張は時間に依存せず、ドリフトは一定の速度で固定された方向に行われます。 これらの効果はすべて角度方向に依存します。 天体ブラックホールのソフトヘアは、事象の地平線付近で発生するさまざまな物理過程からの重力波または電磁波の放出によって変化する可能性があります。 すると、像は観測者の視界内で移動し、ソフトヘアの存在を示す決定的な証拠である像記憶効果を引き起こします。 巨大な回転ブラックホールとそれに伴うはるかに小さなブラックホールの像記憶効果の大きさを推定しました。 この効果は、巨大ブラックホールの質量に比例し、スピンが増加するにつれて大きくなるが、質量比が増加するにつれて小さくなることが判明した。 現在および将来の検出器の角度分解能が限られているため、宇宙膨張の影響を無視すれば、この効果を検出することは困難である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We develop a fully relativistic framework to study the rotational response of gravitationally coupled two-fluid neutron stars within the slow-rotation approximation. Treating the two components as independently conserved perfect fluids interacting only through spacetime curvature, we derive the coupled equilibrium and frame-dragging equations and exploit their linear structure to construct a basis decomposition of the rotational response. This formulation leads to a natural definition of the effective total moment of inertia, which generalizes the single-fluid concept and depends solely on the equilibrium background. It further reveals that the coupled system admits two intrinsic collective rotational eigenmodes, characterized by distinct eigen-moments of inertia, even in the absence of relative rotation between the fluids. Applying this framework to neutron stars containing dark matter, we explore how the presence of an additional gravitationally bound component modifies the global rotational response and its relation to tidal deformability. Our results demonstrate that the persistence or breakdown of rotational-tidal universality in two-fluid neutron stars is governed by dark-sector microphysics rather than by the mere presence of an additional component, and establish a unified framework for interpreting rotational observables, intrinsic mode structure, and universal relations in multi-component relativistic stars. | 我々は、低速回転近似の範囲内で、重力的に結合した2流体中性子星の回転応答を研究するための完全相対論的枠組みを開発する。 2つの成分を、時空の曲率のみを介して相互作用する独立に保存される完全流体として扱い、結合した平衡方程式とフレームドラッギング方程式を導出し、それらの線形構造を利用して回転応答の基底分解を構築する。 この定式化により、単一流体の概念を一般化し、平衡背景のみに依存する、有効全慣性モーメントの自然な定義が得られる。 さらに、結合系は、流体間の相対回転がない場合でも、異なる固有慣性モーメントによって特徴付けられる2つの固有の集団回転固有モードを持つことが明らかになる。 この枠組みを暗黒物質を含む中性子星に適用し、重力的に結合した追加の成分の存在が、全体的な回転応答と潮汐変形能との関係をどのように変化させるかを調べる。 我々の研究結果は、2流体中性子星における回転潮汐普遍性の持続または崩壊は、単に付加的な成分が存在することではなく、ダークセクターの微視的物理によって支配されることを示しており、多成分相対論的星における回転観測量、固有モード構造、および普遍的関係を解釈するための統一的な枠組みを確立するものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Gravitational waves constitute a powerful probe of the underlying theory of gravity. In extensions of general relativity, additional degrees of freedom, such as scalar fields in the gravitational sector, can modify their propagation through changes in the effective friction term and propagation speed. These modifications may potentially induce resonant phenomena leading to distinctive signatures in the gravitational wave spectrum. One important aspect to be investigated is whether the resonances can be strong enough to enhance the underlying background of primordial tensor modes to levels detectable by upcoming gravitational wave detectors, such as LISA or the Einstein telescope. The characteristic peaks in the SBGW spectrum depend on the parameters of the resonant model as well as on the parameters of the primordial tensor spectrum, such as $r$ and $n_{t}$. Thus these resonance effects open a powerful pathway to explore physics of the very early Universe by amplifying otherwise feeble signals to experimentally detectable levels. Here we analyze how the signals of the primordial Universe can resonate in these scenarios, bringing the early universe physics into the realm of experimental access. | 重力波は、重力の根底にある理論を検証する強力な手段となる。 一般相対性理論の拡張では、重力セクターにおけるスカラー場などの追加の自由度によって、有効摩擦項と伝播速度の変化を通じて伝播が変化する可能性がある。 これらの変化は、共鳴現象を引き起こし、重力波スペクトルに特徴的なシグナルをもたらす可能性がある。 調査すべき重要な点の1つは、共鳴が十分に強く、原始テンソルモードのバックグラウンドを、LISAやアインシュタイン望遠鏡などの次世代重力波検出器で検出可能なレベルまで増幅できるかどうかである。 SBGWスペクトルの特徴的なピークは、共鳴モデルのパラメータだけでなく、$r$や$n_{t}$などの原始テンソルスペクトルのパラメータにも依存する。 したがって、これらの共鳴効果は、微弱な信号を実験的に検出可能なレベルまで増幅することで、初期宇宙の物理学を探求する強力な道を開く。 本稿では、原始宇宙の信号がこれらのシナリオにおいてどのように共鳴し、初期宇宙の物理学を実験的に検証可能な領域へと導くのかを分析する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate spherically symmetric and static traversable wormholes supported by exotic matter, focusing on solutions sourced by physically motivated dark matter energy density profiles. Considering the Thomas-Fermi-type distribution, we construct explicit forms of the shape function $b(r)$ and analyze the resulting radial and tangential pressures, carefully addressing the requirements of the flare-out condition at the throat and the absence of horizons. We explore zero-tidal-force configurations as well as inhomogeneous equations of state, demonstrating how appropriate choices of the radial pressure allow for finite and well-behaved redshift functions throughout the spacetime. Boundary conditions at a finite radius are implemented to ensure vanishing energy density and pressures, and asymptotic expansions are derived to characterize the behavior of the metric and matter content near the edge of the dark matter halo. Additionally, we reformulate the Einstein field equations entirely in terms of the energy density, radial and tangential pressures, and their derivatives, providing a framework to analyze the matter distribution independently of the explicit metric functions. Our results offer a systematic methodology to construct physically consistent wormhole geometries supported by realistic dark matter halos, highlighting the intricate interplay between matter profiles, equations of state, and geometric constraints. | 我々は、異質な物質によって支えられた球対称かつ静的な通過可能なワームホールを調査し、物理的に動機づけられた暗黒物質エネルギー密度プロファイルから生じる解に焦点を当てる。 トーマス・フェルミ型の分布を考慮し、形状関数 $b(r)$ の明示的な形式を構築し、結果として生じる半径方向および接線方向の圧力を解析し、喉部でのフレアアウト条件と地平線の不在の要件に注意深く対処する。 我々は、ゼロ潮汐力構成と不均一な状態方程式を探索し、半径方向の圧力を適切に選択することで、時空全体にわたって有限かつ良好な赤方偏移関数が得られることを示す。 有限半径での境界条件を実装して、エネルギー密度と圧力がゼロになることを保証し、漸近展開を導出して、暗黒物質ハローの端付近での計量と物質含有量の挙動を特徴付ける。 さらに、アインシュタイン場の方程式をエネルギー密度、動径方向および接線方向の圧力、そしてそれらの導関数を用いて完全に再定式化し、明示的な計量関数とは独立して物質分布を解析するための枠組みを提供します。 本研究の結果は、現実的なダークマターハローによって支えられた物理的に整合性のあるワームホール形状を構築するための体系的な手法を提供し、物質プロファイル、状態方程式、および幾何学的制約間の複雑な相互作用を明らかにします。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study Schwarzschild AdS black holes in Cotton gravity, focusing on their thermodynamics and information recovery via the island formula. Treating the cosmological constant as pressure and the Cotton parameter as an independent variable, we find that the Bekenstein-Hawking area law holds, while the Cotton parameter dramatically affects phase structure. For a positive Cotton parameter, black holes admit an extremal limit and exhibit Van der Waals-like criticality with first and second order phase transitions; for a negative Cotton parameter, no extremal limit or criticality occurs. Using the island prescription, we show that without islands, the entanglement entropy of Hawking radiation grows unboundedly, violating unitarity, while including islands after Page time restores the Page curve, with late-time entropy saturating at twice the Bekenstein-Hawking value. Page time can be expressed in terms of thermodynamic quantities, displaying critical behavior for positive Cotton parameter, whereas in negative Cotton gravity small black holes recover information rapidly and large ones more slowly, with pressure reducing Page time. Our results reveal a direct link between black hole thermodynamics, quantum information recovery, and modified gravity | 我々はコットン重力におけるシュワルツシルトAdSブラックホールを研究し、その熱力学と島公式による情報回復に焦点を当てる。 宇宙定数を圧力、コットンパラメータを独立変数として扱うと、ベッケンシュタイン・ホーキング面積法則が成り立つ一方、コットンパラメータは相構造に劇的な影響を与えることがわかる。 コットンパラメータが正の場合、ブラックホールは極限を持ち、一次および二次相転移を伴うファンデルワールスのような臨界性を示す。 コットンパラメータが負の場合、極限も臨界性も生じない。 島処方を用いると、島がない場合、ホーキング放射のエンタングルメントエントロピーは際限なく増大し、ユニタリ性を破るが、ページ時間後に島を含めるとページ曲線が回復し、後期エントロピーはベッケンシュタイン・ホーキング値の2倍で飽和する。 ページ時間は熱力学的量で表すことができ、正のコットンパラメータでは臨界挙動を示すが、負のコットン重力では、小さなブラックホールは情報を急速に回復し、大きなブラックホールはよりゆっくりと回復し、圧力によってページ時間が減少する。 我々の研究結果は、ブラックホールの熱力学、量子情報回復、および修正重力の間に直接的な関連性があることを明らかにしている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The higher-order WKB Mathematica code for computing quasinormal modes, whose accuracy was significantly enhanced through extensions to higher orders and, in particular, through the use of Padé resummation, has been widely employed in numerous studies over the past several years. In this work, we present an updated and optimized version of the code. The main improvement consists in expanding the effective potential in a Taylor series around its maximum, rather than evaluating the full analytic expression of the WKB formula for each specific potential. This modification leads to a substantial reduction in computation time. In cases where the effective potential is complicated and involves non-rational functions, the speed gain can reach several orders of magnitude, while preserving the accuracy of the method. | 準正規モードを計算するための高次WKB法を用いたMathematicaコードは、高次への拡張、特にパデ再和法の使用によって精度が大幅に向上し、過去数年間にわたり数多くの研究で広く利用されてきました。 本稿では、このコードの更新版および最適化版を紹介します。 主な改良点は、各ポテンシャルに対してWKB公式の完全な解析式を評価するのではなく、有効ポテンシャルをその最大値付近でテイラー級数展開することです。 この変更により、計算時間が大幅に短縮されます。 有効ポテンシャルが複雑で非有理関数を含む場合、この方法の精度を維持しながら、速度は数桁向上する可能性があります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We compute the vacuum expectation value of the stress-energy tensor of a scalar field on a product spacetime composed of an FLRW background times a compact dimension ($\mathcal{M}^{1, \,d-1} \times \mathcal{S}^1$), where the size of the latter is allowed to vary with time. We modify the standard adiabatic regularization prescription to obtain analytic expressions for both $d=3$ and $d=4$. In the massless and conformally coupled limit, the leading order time-dependent results are consistent with known time-independent Casimir contributions. Furthermore, in this limit the higher-order time-dependent corrections, when the FLRW and compact-dimension scale factors coincide, match known results for ($1+d$)-dimensional FLRW spacetime. | FLRW背景とコンパクト次元の積時空（$\mathcal{M}^{1, \,d-1} \times \mathcal{S}^1$）上のスカラー場の応力エネルギーテンソルの真空期待値を計算します。 ここで、コンパクト次元のサイズは時間とともに変化します。 標準的な断熱正則化処方を修正して、$d=3$と$d=4$の両方について解析的表現を得ます。 質量ゼロで共形結合の極限では、主要な時間依存の結果は、既知の時間非依存カシミール寄与と一致します。 さらに、この極限では、FLRWとコンパクト次元のスケール因子が一致する場合、高次の時間依存補正は、（$1+d$）次元FLRW時空に関する既知の結果と一致します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The images of Sagittarius A${}^*$ published by the Event Horizon Telescope (ETH) Collaboration in 2022 present features that were associated with an emission ring consistent with what is expected from an accretion disc surrounding the supermassive black hole at the center of our Galaxy. Here, we generate images of Sgr~A${}^*$ across different configurations of a simple accretion disc model that became successful, in our previous work, in reproducing the main features observed in M87*. Their best image, here reproduced in Fig. 1, suggests a geometric configuration of an inclined disk with three bright regions; which we have considered as our first configuration. Since we were not convinced with the results of this first configuration, we also explore in detail the case of nearly edge-on orientations which are a priori the expected geometry for a relaxed disc, as seen from the plane of the galaxy. We have produced simulated images using an efficient ray tracing and geodesic deviation methodology that allows to account for deformation, relativistic and magnification effects. We compare our synthetic images with the EHT images reconstructed with data from April 6 and 7 of 2017. We found that, although the EHT Collaboration seems to discard the image from April 6, our best suggested image resembles the output from the {\sc Themis} pipeline for April 6; which for us gives support for the edge-on configuration. | 2022 年にイベント ホライズン テレスコープ (ETH) コラボレーションによって公開されたいて座 A${}^*$ の画像には、銀河中心の超大質量ブラックホールを取り囲む降着円盤から予想されるものと一致する放射リングに関連する特徴が示されています。 ここでは、以前の研究で M87* で観測された主な特徴を再現することに成功した単純な降着円盤モデルのさまざまな構成で Sgr~A${}^*$ の画像を生成します。 図 1 に再現されている彼らの最良の画像は、3 つの明るい領域を持つ傾斜円盤の幾何学的構成を示唆しており、これを最初の構成として検討しました。 この最初の構成の結果に納得できなかったため、銀河面から見た緩和円盤の幾何学的形状として事前に予想される、ほぼエッジ オンの向きの場合も詳細に検討します。 我々は、変形、相対論的効果、および拡大効果を考慮できる効率的な光線追跡および測地線偏差手法を用いてシミュレーション画像を生成しました。 我々は、合成画像を2017年4月6日と7日のデータで再構築されたEHT画像と比較しました。 EHTコラボレーションは4月6日の画像を破棄しているようですが、我々が提案した最良の画像は、4月6日のThemisパイプラインの出力に似ており、エッジオン構成を裏付けるものであることがわかりました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the early stages of an oscillatory reheating phase in an inflaton plus spectator axion-SU(2) system, including both an axion-gauge Chern-Simons coupling $χF\tilde{F}$ and a gravitational Chern-Simons coupling $χR\tilde{R}$. Assuming an isotropic SU(2) background configuration of chromo-natural type and quadratic potentials, we numerically solve the coupled background and tensor perturbation equations during the first e-fold of reheating. The gravitational Chern-Simons term induces a helicity-dependent modification of the tensor kinetic coefficient, yielding a chiral enhancement of the tensor power spectrum on the order of tens of percent for a representative benchmark. We illustrate how such an early-time enhancement can map to a narrow feature in the present-day stochastic gravitational wave spectrum, potentially relevant for upcoming and proposed space-based detectors, while a fully self-consistent determination of the peak scale requires scanning comoving wavenumbers and specifying the reheating history. | 我々は、アクシオンゲージのチャーン・サイモンズ結合 $χF\tilde{F}$ と重力チャーン・サイモンズ結合 $χR\tilde{R}$ の両方を含む、インフラトンとスペクテーターアクシオン-SU(2)系における振動再加熱フェーズの初期段階を研究する。 クロモナチュラル型で二次ポテンシャルの等方性SU(2)背景構成を仮定し、再加熱の最初のeフォールド中に結合された背景方程式とテンソル摂動方程式を数値的に解く。 重力チャーン・サイモンズ項は、テンソル運動係数のヘリシティ依存の修正を誘発し、代表的なベンチマークでは、テンソルパワースペクトルのカイラル増強が数十パーセント程度になる。 このような初期の増強が、現在の確率的重力波スペクトルの狭い特徴にどのように対応し、将来および提案されている宇宙ベースの検出器にとって潜在的に重要になる可能性があるかを示します。 一方、ピークスケールの完全な自己無撞着な決定には、共動波数スキャンと再加熱履歴の指定が必要です。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We apply the point particle EFT approach to a compact star to systematically compute dynamical tidal love numbers for various non-rotating compact objects, extending the treatment of {arXiv:2307.10391[hep-th], arXiv:2407.08327 [gr-qc]}. We calculate the scattering amplitude in Black Hole Perturbation Theory(BPHT) for \textit{arbitrary} non-rotating compact stars using the Mano-Suzuki-Takasugi(MST) method with non zero surface reflectivity and match it with that obtained from point particle EFT order by order in the low frequency expansion. This sets up a systematic framework for extracting the static and dynamical tidal love numbers(TLNs) to any order in the multipole expansion. In this paper, we employ the technique to compute the Next-to-Next-to Leading Order TLN upto a universal constant and its Renormalization Group equation for non-viscous Neutron stars and Neutron stars admixed with Bosonic or Fermionic dark matter. | 我々は、点粒子 EFT アプローチをコンパクト星に適用し、様々な非回転コンパクト天体の動的潮汐ラブ数を体系的に計算し、{arXiv:2307.10391[hep-th]、arXiv:2407.08327 [gr-qc]} の扱いを拡張します。 我々は、非ゼロの表面反射率を持つ Mano-Suzuki-Takasugi (MST) 法を用いて、任意の非回転コンパクト星のブラックホール摂動理論 (BPHT) における散乱振幅を計算し、それを低周波展開の次数ごとに点粒子 EFT から得られた値と一致させます。 これにより、多重極展開の任意の次数まで静的および動的潮汐ラブ数 (TLN) を抽出するための体系的な枠組みが構築されます。 本論文では、非粘性中性子星およびボソンまたはフェルミオン暗黒物質が混入した中性子星について、普遍定数までの次々高次TLNとその繰り込み群方程式を計算する手法を用いる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Pulsar Timing Arrays have recently reported strong evidence for a stochastic gravitational wave background. In standard analyses, it is modeled through pulsar-dependent Fourier coefficients assumed to follow gaussian statistics, so that the signal is fully characterized by its two-point function. However, if the background arises from a finite population of inspiralling supermassive black hole binaries, non-gaussian features may emerge, making the determination of higher-order correlators essential. In this work, we compute the complete four-point correlator of the stochastic gravitational wave background Fourier coefficients for four arbitrary pulsar positions, identifying it as the leading probe of non-gaussianity. The result separates into a gaussian contribution, proportional to the square of the two-point function, and a genuinely non-gaussian connected component, whose non-trivial angular dependence generalizes the Hellings and Downs correlation to four pulsars. This angular structure depends only on averages of products of antenna pattern functions, and is therefore expected to be independent of the specific physical origin of the background. We further propose to incorporate the four-point correlator into the parameter-estimation pipeline by deriving a marginalized likelihood that perturbatively accounts for non-gaussian effects. Our results provide the theoretical framework to search for non-gaussian features in pulsar timing array data, opening the way to a more complete characterization of gravitational-wave backgrounds. | パルサータイミングアレイは最近、確率的重力波背景の強力な証拠を報告した。 標準的な解析では、ガウス統計に従うと仮定されるパルサー依存のフーリエ係数によってモデル化され、信号は2点相関関数によって完全に特徴付けられる。 しかし、背景が合体する超大質量ブラックホール連星の有限集団から生じる場合、非ガウス的な特徴が現れる可能性があり、高次相関関数の決定が不可欠となる。 本研究では、任意の4つのパルサー位置における確率的重力波背景のフーリエ係数の完全な4点相関関数を計算し、これを非ガウス性の主要なプローブとして特定した。 結果は、2点相関関数の2乗に比例するガウス成分と、真に非ガウス的な連結成分に分離され、その非自明な角度依存性は、ヘリングスとダウンズの相関を4つのパルサーに一般化する。 この角度構造はアンテナパターン関数の積の平均のみに依存するため、背景の具体的な物理的起源とは無関係であると予想されます。 さらに、非ガウス効果を摂動的に考慮した周辺化尤度を導出することで、4点相関器をパラメータ推定パイプラインに組み込むことを提案します。 本研究の結果は、パルサータイミングアレイデータにおける非ガウス特性を探索するための理論的枠組みを提供し、重力波背景のより完全な特性評価への道を開きます。 |