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| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the impact of a minimal length, implied by generalized uncertainty principles and quantum gravity models, on unbounded (scattering) trajectories in the Kepler problem. The analysis is based on the precession of the Hamilton vector, which serves as a sensitive probe of orbital perturbations. Within the framework of the deformed Heisenberg algebra, we derive the correction to the trajectory arising from minimal length effects. It is shown that these quantum-gravitational corrections lead to a reduction in the scattering angle. In particular, for massless particles such as photons, the quantization of space results in a weakening of the gravitational lensing effect. Using available experimental data from the observation of the Einstein ring, we estimate the deformation parameter and the corresponding minimal length for the electron and Mercury. These findings highlight potential observational signatures of minimal length scenarios in high-energy astrophysics and gravitational optics. | 本研究では、一般化不確定性原理と量子重力モデルによって示唆される最小長さが、ケプラー問題における無限（散乱）軌道に及ぼす影響を考察する。 解析は、軌道摂動の感度プローブとして機能するハミルトンベクトルの歳差運動に基づいている。 変形ハイゼンベルク代数の枠組みの中で、最小長さ効果から生じる軌道補正を導出する。 これらの量子重力補正は散乱角の減少につながることが示される。 特に、光子のような質量のない粒子の場合、空間の量子化は重力レンズ効果の弱化をもたらす。 アインシュタインリングの観測から得られた利用可能な実験データを用いて、電子と水星の変形パラメータとそれに対応する最小長さを推定する。 これらの結果は、高エネルギー天体物理学および重力光学における最小長さシナリオの潜在的な観測的特徴を浮き彫りにする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We show that cosmological wavefunctions in $φ^n$ theories naturally generalize flat-space $\mathrm{Tr}(φ^3)$ scattering amplitudes: via a simple map from tube variables to Mandelstam invariants, each wavefunction coefficient $ψ_{\mathcal{G}}$ becomes an on-shell amplitude-like object $\mathcal{A}_G$ associated with a generating graph $G$. At tree level these objects coincide with the Cachazo-He-Yuan construction based on Cayley functions that generalizes Parke-Taylor factors. We uncover new graph-based hidden zeros that extend and unify all known cosmological zeros. Based on this zero structure, we uncover a factorization principle dual to unitarity. Instead of factorization across poles, $A\to A_L\times A_R$, a zero at $p_{a\in G_L}\!\cdot\! p_{b\in G_R}=0$ factorizes the generating graph, $G\to G_L\times G_R$, and is equivalent to the shuffle decomposition $\mathcal{A}_G=\mathcal{A}_{G_L}\unicode{x29E2}\mathcal{A}_{G_R}$. Near-zero factorization is a simple consequence of this new structure. Using dual factorization, we show that locality together with the full set of hidden zeros uniquely fixes tree-level cosmological wavefunctions without assuming unitarity. We show that these zeros are equivalent to special enhanced large-$z$ behavior under Britto-Cachazo-Feng-Witten (BCFW) shifts, extending the zeros--BCFW correspondence beyond flat-space amplitudes. We also find evidence for further extensions of the zero structure and loop-level uniqueness. Our results show that cosmology provides a natural arena for on-shell methods and even reveals new structure in flat-space amplitudes. | $φ^n$ 理論における宇宙論的波動関数が、平坦空間 $\mathrm{Tr}(φ^3)$ 散乱振幅を自然に一般化することを示す。 チューブ変数からマンデルスタム不変量への単純な写像により、各波動関数係数 $ψ_{\mathcal{G}}$ は、生成グラフ $G$ に関連付けられたオンシェル振幅のようなオブジェクト $\mathcal{A}_G$ になる。 ツリーレベルでは、これらのオブジェクトは、パーク・テイラー因子を一般化するケイリー関数に基づくカチャゾ・ヘ・ユアン構成と一致する。 我々は、既知のすべての宇宙論的ゼロを拡張および統一する新しいグラフベースの隠れたゼロを発見する。 このゼロ構造に基づいて、ユニタリ性に双対な因数分解原理を発見する。 極をまたいだ因数分解 $A\to A_L\times A_R$ の代わりに、$p_{a\in G_L}\!\cdot\! にゼロが存在する。 p_{b\in G_R}=0$ は生成グラフ $G\to G_L\times G_R$ を因数分解し、シャッフル分解 $\mathcal{A}_G=\mathcal{A}_{G_L}\unicode{x29E2}\mathcal{A}_{G_R}$ と等価です。 ゼロ近傍の因数分解は、この新しい構造の単純な帰結です。 双対因数分解を用いて、局所性と隠れたゼロの完全なセットが、ユニタリ性を仮定することなく、ツリーレベルの宇宙論的波動関数を一意に固定することを示します。 これらのゼロは、Britto-Cachazo-Feng-Witten (BCFW) シフトの下で特別な強化された大きな $z$ 挙動と等価であり、ゼロと BCFW の対応関係をフラット空間振幅を超えて拡張することを示します。 また、ゼロ構造とループレベルの一意性のさらなる拡張の証拠も見つけます。 我々の研究結果は、宇宙論がオンシェル法にとって自然な場を提供し、平坦空間振幅における新たな構造さえも明らかにすることを示している。 |
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| Modelling structure formation across the full dynamical range of the Universe remains a major challenge in cosmology. This difficulty originates from a fundamental limitation of geodesics in general relativity: a one-parameter family of geodesics can cease to be geodesic at a finite time. This implies that the conventional point-particle approximation is not the primary issue; rather, the breakdown of geodesic flow restricts a consistent description across scales. We develop a covariant multi-scale framework that resolves this problem by decomposing spacetime into hierarchical regions separated by matter horizons. We show how to match shared boundary consistently at the level of the action, leading to a covariant backreaction contribution. The resulting construction provides a first-principles theoretical foundation for cosmological zoom-in simulations and yields an effective energy-momentum tensor capturing the impact of the geometric backreaction effect. As an application, we demonstrate that this backreaction naturally produces flat galaxy rotation curves without invoking an additional dark matter component. Our results establish a new perspective on nonlinear structure formation, in which long dynamical range is resolved through a hierarchy of discrete geodesic domains. | 宇宙のダイナミクス全範囲にわたる構造形成のモデリングは、宇宙論における依然として大きな課題である。 この困難は、一般相対性理論における測地線の根本的な限界、すなわち、1パラメータ族の測地線が有限時間で測地線でなくなる可能性があるという点に起因する。 これは、従来の点粒子近似が主要な問題ではなく、測地線の流れの破綻がスケールを超えた一貫した記述を制限していることを意味する。 我々は、時空を物質地平線によって分離された階層的な領域に分解することでこの問題を解決する共変マルチスケールフレームワークを開発した。 我々は、作用のレベルで共有境界を一貫して一致させる方法を示し、共変的な反作用寄与につながることを示す。 結果として得られる構成は、宇宙論的ズームインシミュレーションのための第一原理理論的基盤を提供し、幾何学的反作用効果の影響を捉える有効なエネルギー・運動量テンソルをもたらす。 応用例として、この反作用が追加のダークマター成分を想定することなく、自然に平坦な銀河回転曲線を生成することを示す。 我々の研究結果は、非線形構造形成に関する新たな視点を確立するものであり、そこでは、長い動的範囲が離散的な測地領域の階層構造を通して解明される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Effective field theories for cosmology offer a powerful framework to investigate the dynamics of space--time and address longstanding open puzzles. In this work, we initiate a programme to analyse the ultraviolet completion of vector--tensor quantum field theories within the asymptotic safety paradigm, focusing on generalised Proca theories with a vector condensate. This enables us to assess whether a consistent fundamental UV completion exists and to constrain the set of viable infrared scenarios. Using the non--perturbative functional renormalisation group, we identify several fixed points, including Proca--type candidates, and, among them, a particularly remarkable one with four relevant directions: two associated with gravity and two induced by matter. This provides evidence for the non--perturbative renormalisability of vector--tensor theories. We further outline how the resulting UV critical surface constrains late--time cosmology. | 宇宙論における有効場理論は、時空のダイナミクスを研究し、長年の未解決問題に取り組むための強力な枠組みを提供する。 本研究では、漸近安全性パラダイム内でベクトルテンソル量子場理論の紫外領域における完全性を解析するプログラムを開始し、ベクトル凝縮体を持つ一般化プロカ理論に焦点を当てる。 これにより、一貫した基本的な紫外領域における完全性が存在するかどうかを評価し、実行可能な赤外領域におけるシナリオの集合を制約することができる。 非摂動関数繰り込み群を用いて、プロカ型候補を含むいくつかの固定点を特定し、その中でも特に注目すべき4つの関連方向（重力に関連する2つと物質によって誘発される2つ）を持つ固定点を特定する。 これは、ベクトルテンソル理論の非摂動繰り込み可能性の証拠となる。 さらに、結果として得られる紫外領域における臨界面が、後期宇宙論をどのように制約するかについても概説する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This overview of the study arXiv:2407.18845, regarding the possibility of generating gravitational waves from a curvature-induced phase transition of a non-minimally coupled scalar dark matter field with a Higgs-portal, was showcased at the "Workshop on Standard Model and Beyond 2025" of the Corfu Summer Institute 2025. The phase transition dynamics during the transition from inflation to kination were calculated for various inflationary scales, considering both positive and negative values of the non-minimal coupling, while also examining the potential for triggering electroweak symmetry breaking. Notably, kination enhances the GW amplitudes, significantly restricting the viable parameter space. While the GW spectra follow the usual rule for high-frequencies from high inflationary scales, certain regions of the parameter space allow for a potential detection with future experiments. | ヒッグスポータルを持つ非最小結合スカラー暗黒物質場の曲率誘起相転移から重力波を生成する可能性に関する研究arXiv:2407.18845の概要は、2025年コルフ夏季研究所の「標準模型とそれを超えるワークショップ2025」で紹介されました。 インフレーションからキネーションへの遷移中の相転移ダイナミクスは、非最小結合の正負両方の値を考慮し、さまざまなインフレーションスケールについて計算され、電弱対称性の破れを引き起こす可能性も検討されました。 特に、キネーションは重力波の振幅を増大させ、実行可能なパラメータ空間を大幅に制限します。 重力波スペクトルは、高インフレーションスケールからの高周波に関する通常の規則に従いますが、パラメータ空間の特定の領域では、将来の実験で検出できる可能性があります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the thermodynamics, photon sphere, and dynamical stability of an AdS Ayón--Beato--García (ABG) massive black hole with graviton mass and magnetic charge. The Gibbs free energy exhibits distinct limiting behaviors: it reduces to that of an AdS massive black hole when magnetic charge vanishes, to that of an AdS ABG black hole when graviton mass is zero, and smoothly interpolates to the AdS massive Reissner-Nordström case in the asymptotic regime. Furthermore, the photon sphere and shadow analysis indicate that increasing the graviton mass expands their radii, while increasing the magnetic charge causes contraction, in agreement with earlier studies of black hole spacetimes. Quasinormal mode (QNM) calculations further confirm dynamical stability, as the imaginary part remains negative, ensuring decay of perturbations. Additionally, the real part of the frequency decreases with graviton mass, while the imaginary part initially grows before saturating at higher values. Together, these results provide meaningful insights into the interplay between graviton mass, magnetic charge, and stability, thereby enriching the understanding of black holes in modified gravity theories. | 重力子の質量と磁荷を持つAdS Ayón-Beato-García (ABG) 質量ブラックホールの熱力学、光子球、および動的安定性を調査する。 ギブス自由エネルギーは明確な極限挙動を示す。 磁荷がゼロになるとAdS質量ブラックホールのギブス自由エネルギーに、重力子の質量がゼロになるとAdS ABGブラックホールのギブス自由エネルギーに減少し、漸近領域ではAdS質量Reissner-Nordströmの場合に滑らかに補間される。 さらに、光子球とシャドウの解析は、重力子の質量が増加すると半径が拡大し、磁荷が増加すると収縮することを示しており、これはブラックホール時空に関する以前の研究と一致する。 準正規モード (QNM) 計算は、虚部が負のままであり、摂動の減衰を保証するため、動的安定性をさらに確認する。 さらに、周波数の実数部は重力子の質量とともに減少する一方、虚数部は最初は増加し、その後高値で飽和する。 これらの結果は、重力子の質量、磁荷、および安定性の相互作用に関する有意義な洞察を提供し、修正重力理論におけるブラックホールの理解を深めるものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Universal $T$-matrices, or Hopf algebra dual forms, for quantum groups are revisited, and their contraction theory is developed. As a first illustrative example, the (1+1) timelike $κ$-Poincaré $T$-matrix is explicitly worked out. Afterwards, motivated by recent results on the role of the Hopf algebra dual form of a quantum (1+1) centrally extended Galilei group as the algebraic object underlying non-relativistic quantum reference frame transformations, a new quantum deformation of the (1+1) centrally extended Poincaré Lie algebra is obtained, and its universal $T$-matrix is presented. Finally, the Hopf algebra dual form contraction is applied to this Poincaré $T$-matrix, showing that its corresponding non-relativistic counterpart is precisely the Galilei $T$-matrix associated with quantum reference frames. In this way, the Poincaré Hopf algebra dual form introduced here stands as a natural candidate for describing the symmetry structure of relativistic quantum reference frame transformations. In the appropriate basis, the associated quantum Poincaré group is recognized, remarkably, as a non-trivial central extension of the (1+1) spacelike $κ$-Poincaré dual Hopf algebra. | 量子群の普遍 $T$ 行列、すなわちホップ代数双対形式について再検討し、その縮約理論を展開する。 最初の例として、(1+1) 時間的 $κ$-ポアンカレ $T$ 行列を明示的に導出する。 その後、量子 (1+1) 中心拡張ガリレイ群のホップ代数双対形式が非相対論的量子参照フレーム変換の基礎となる代数的対象として果たす役割に関する最近の結果に触発され、(1+1) 中心拡張ポアンカレ リー代数の新しい量子変形が得られ、その普遍 $T$ 行列が示される。 最後に、このポアンカレ $T$ 行列にホップ代数双対形式縮約を適用し、対応する非相対論的行列が量子参照フレームに関連付けられたガリレイ $T$ 行列と正確に一致することを示す。 このように、ここで導入されたポアンカレ・ホップ代数の双対形式は、相対論的量子参照フレーム変換の対称構造を記述するための自然な候補となる。 適切な基底において、関連する量子ポアンカレ群は、驚くべきことに、(1+1)空間的κ-ポアンカレ双対ホップ代数の非自明な中心拡張として認識される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We establish the linear instability of the semiclassical Einstein-Klein-Gordon system linearised about the Minkowski vacuum spacetime. The proof relies on formulating a forcing problem for both metric and state perturbations within the space of past-compact sections. This geometric framework admits a unique tensor decomposition which, in conjunction with the quantum Møller operator, enables the decoupling of the linearised system into two distinct Cauchy problems. Consequently, the metric perturbations are shown to be governed by a higher-order, nonlocal hyperbolic partial differential equation. By relegating the nonlocal contributions to subleading order, we establish the well-posedness of this forcing problem. Furthermore, we provide a rigorous asymptotic analysis for physically admissible choices of the renormalisation constants. We prove that the system exhibits a late-time linear instability: the metric perturbations grow exponentially, bounded strictly by a universal scale H, thereby indicating a quantum backreaction-driven transition toward a de Sitter cosmological spacetime. Provided the parameters governing the system are restricted to a physically relevant regime, this universal scale is compatible with the measured expansion of our universe. | ミンコフスキー真空時空を中心として線形化された半古典的アインシュタイン・クライン・ゴルドン系の線形不安定性を確立する。 証明は、過去コンパクト断面の空間内で計量摂動と状態摂動の両方に対する強制問題を定式化することに基づいている。 この幾何学的枠組みは、量子モラー演算子と組み合わせることで、線形化された系を2つの異なるコーシー問題に分離できる一意のテンソル分解を許容する。 その結果、計量摂動は高次の非局所双曲型偏微分方程式によって支配されることが示される。 非局所項を次項に追いやることで、この強制問題の適切性を確立する。 さらに、物理的に許容可能な繰り込み定数の選択に対する厳密な漸近解析を提供する。 本研究では、システムが後期に線形不安定性を示すことを証明する。 すなわち、計量摂動は普遍スケールHによって厳密に制限されながら指数関数的に増大し、量子反作用によってド・ジッター宇宙時空への遷移が起こることを示唆する。 システムを支配するパラメータが物理的に妥当な範囲に制限されている限り、この普遍スケールは観測された宇宙膨張と整合する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We identify universal signatures in the bispectrum arising from a transient tachyonic instability of entropic fluctuations during inflation, a phenomenon that naturally arises in hyperbolic field-space geometries. We perform exact numerical calculations directly at the level of fluctuations, without relying on a specific background model, and distinguish two cases. In the light case, with masses around the Hubble scale, our results provide the first-ever computation of the bispectrum due to such tachyonic instabilities. We find a universal magnification of the folded configuration, together with the known non-analytic scaling in the squeezed limit. As an illustrative example, we compute and analyse the bispectrum in angular inflation, demonstrating compatibility with current limits. In the heavy case, with masses well above the Hubble scale, the bispectrum exhibits a distinctive correlation between enhanced folded configurations and a `tachyonic resonance' in mildly squeezed limits, with the resonance scale set by the strength of the instability. While the main qualitative features are reproduced, we show that there exists no UV matching for which a single-field effective description, obtained by integrating out the entropic modes, accurately captures the bispectrum for all kinematic configurations. To facilitate observational applications, we introduce simple bispectrum shape templates suitable for current and forthcoming cosmological surveys. Our model-independent results allow for constraining non-standard inflationary attractors characterised by strongly non-geodesic motion. | 我々は、双曲型場空間幾何学において自然に生じる現象である、インフレーション中のエントロピー変動の一時的なタキオン不安定性から生じるバイスペクトルの普遍的な特徴を特定した。 我々は、特定の背景モデルに頼ることなく、変動レベルで直接正確な数値計算を行い、2つのケースを区別した。 ハッブルスケール付近の質量を持つ軽いケースでは、我々の結果は、このようなタキオン不安定性によるバイスペクトルの史上初の計算を提供する。 我々は、スクイーズド極限における既知の非解析的スケーリングとともに、折り畳まれた構成の普遍的な拡大を発見した。 例として、我々は角度インフレーションにおけるバイスペクトルを計算および分析し、現在の限界との整合性を示した。 ハッブルスケールをはるかに超える質量を持つ重いケースでは、バイスペクトルは、弱くスクイーズド極限における強化された折り畳まれた構成と「タキオン共鳴」との間に特徴的な相関を示し、共鳴スケールは不安定性の強さによって決定される。 主要な定性的特徴は再現されるものの、エントロピーモードを積分消去して得られる単一場有効記述が、すべての運動学的構成に対してバイスペクトルを正確に捉えるようなUVマッチングは存在しないことを示す。 観測への応用を容易にするため、現在および将来の宇宙論的サーベイに適した単純なバイスペクトル形状テンプレートを導入する。 モデルに依存しない我々の結果は、強い非測地線運動によって特徴付けられる非標準的なインフレーションアトラクターを制約することを可能にする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We compute numerically the time evolution of simple semiclassical states describing homogeneous and isotropic spatial geometries in quantum-reduced loop gravity under a deparametrized formulation of the dynamics, in which a reference matter field is taken as a relational time variable for the dynamics of quantum states of the gravitational field. The states which we consider are defined on the Hilbert space of a spin network graph formed by a single six-valent vertex. We find that the quantum dynamics is generally in close agreement with the semiclassical effective dynamics of a homogeneous and isotropic universe throughout the range of validity of the numerical approximation. In particular, an initial state describing a contracting geometry undergoes a dynamical "bounce", where the contraction is halted and turned into an expansion by the quantum dynamics. | 量子縮約ループ重力における均質かつ等方的な空間幾何学を記述する単純な半古典的状態の時間発展を、ダイナミクスの非パラメータ化定式化の下で数値的に計算する。 この定式化では、基準物質場を重力場の量子状態のダイナミクスの関係時間変数として用いる。 我々が考慮する状態は、単一の6価頂点によって形成されるスピンネットワークグラフのヒルベルト空間上で定義される。 量子ダイナミクスは、数値近似の有効範囲全体にわたって、均質かつ等方的な宇宙の半古典的有効ダイナミクスと概ねよく一致することがわかった。 特に、収縮する幾何学を記述する初期状態は、量子ダイナミクスによって収縮が停止され膨張に転じる、動的な「跳ね返り」を経験する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Understanding when inflationary perturbations become genuinely nonlinear near the horizon crossing requires methods that go beyond both linear perturbation theory and the gradient expansion. In this work, we introduce a nonlinear lattice framework for single-field inflation based on a shear-free, locally Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker geometry. This approach captures inhomogeneous local expansion rates, curvature contributions to the local Friedmann equation, and proper-volume weighting at a fraction of the computational cost of full numerical relativity. We construct fully nonlinear $δN$ observables on uniform-density slices, together with other practical time-dependent estimators for the curvature perturbations. After validating the framework in a standard slow-roll regime, we apply it to Starobinsky's linear-potential model featuring an intermittent ultra-slow-roll (USR) phase and a sharp potential transition. During this non-attractor USR regime, the lattice captures the separation of curvature perturbation estimators, the growth and subsequent stabilisation of non-Gaussianity, and a transient weakening of the shear-free approximation when the inflaton velocity becomes very small. Our framework provides a practical intermediate approach between rigid background lattice simulations and full numerical relativity, offering a nonlinear bridge between lattice methods, the $δN$ formalism, and the stochastic inflation formalism. | 地平線付近でインフレーション摂動が真に非線形になるタイミングを理解するには、線形摂動理論と勾配展開の両方を超える手法が必要です。 本研究では、せん断のない局所フリードマン・ルメートル・ロバートソン・ウォーカー幾何学に基づく、単一場インフレーションのための非線形格子フレームワークを導入します。 このアプローチは、不均一な局所膨張率、局所フリードマン方程式への曲率寄与、および固有体積重み付けを、完全な数値相対論の計算コストのほんの一部で捉えます。 均一密度スライス上で完全に非線形な$δN$観測量と、曲率摂動に対するその他の実用的な時間依存推定量を構築します。 標準的なスローロール領域でフレームワークを検証した後、断続的な超スローロール（USR）フェーズと急激なポテンシャル遷移を特徴とするスタロビンスキーの線形ポテンシャルモデルにこれを適用します。 この非アトラクターUSR領域では、格子は曲率摂動推定量の分離、非ガウス性の成長とその後の安定化、およびインフラトン速度が非常に小さくなったときのせん断フリー近似の一時的な弱化を捉えます。 私たちのフレームワークは、剛体背景格子シミュレーションと完全な数値相対性理論の中間的な実用的なアプローチを提供し、格子法、δN形式、および確率的インフレーション形式の間の非線形な橋渡しを提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The modeling of gravitational wave ringdown has traditionally relied on linear perturbation theory, which mainly describes the late-time behavior of a perturbed black hole after a binary merger. However, the need for more accurate ringdown models has motivated the understanding of nonlinear gravitational effects. In this paper, we summarize the main properties and latest developments of quadratic effects in ringdown models, which are expected to be detectable with next-generation gravitational wave detectors, and will allow for new consistency tests of general relativity. | 重力波リングダウンのモデリングは、従来、主に連星合体後の摂動を受けたブラックホールの後期挙動を記述する線形摂動理論に依存してきた。 しかし、より精度の高いリングダウンモデルの必要性から、非線形重力効果の理解が求められてきた。 本稿では、次世代重力波検出器で検出可能と期待されるリングダウンモデルにおける二次効果の主な特性と最新の進展について概説する。 これらの効果は、一般相対性理論の新たな整合性検証を可能にするだろう。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the dynamical stability and phase transition behavior in a holographic superfluid model incorporating higher-order self-interaction terms $λ|ψ|^4$, $τ|ψ|^6$, and a non-minimal coupling $h(ψ)=e^{α|ψ|^2}$. Thermodynamic and dynamical stability analyzes show that the thermodynamic stability and dynamical stability of the system are consistent. Phase diagram analysis reveals rich critical and supercritical phenomena. For fixed $λ<0$ and $α$, increasing $τ$ shrinks the first-order phase transition region to a critical point and then enters the supercritical region. When varying $α$, the system can exhibit no critical point and, most notably, a double critical phenomenon in which, as $α$ increases, the system first enters the supercritical region and then re-enters the first-order phase transition region. This double critical phenomenon driven by a single parameter is reported for the first time in holographic superfluid models, revealing a complex nonmonotonic coupling effect between the non-minimal coupling and higher-order interaction terms. | 高次の自己相互作用項 $λ|ψ|^4$、$τ|ψ|^6$、および非最小結合 $h(ψ)=e^{α|ψ|^2}$ を組み込んだホログラフィック超流体モデルにおける動的安定性と相転移挙動を調査する。 熱力学的および動的安定性の解析により、システムの熱力学的安定性と動的安定性が一致することが示される。 相図解析により、豊富な臨界現象と超臨界現象が明らかになる。 $λ<0$ および $α$ を固定すると、$τ$ の増加により一次相転移領域が臨界点まで縮小し、その後超臨界領域に入る。 $α$ を変化させると、システムは臨界点を示さず、最も注目すべきは、$α$ の増加に伴い、システムがまず超臨界領域に入り、その後一次相転移領域に再び入るという二重臨界現象を示すことがある。 単一のパラメータによって引き起こされるこの二重臨界現象は、ホログラフィック超流動モデルにおいて初めて報告され、非最小結合と高次相互作用項との間の複雑な非単調結合効果を明らかにしている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we perform a detailed study of the thermodynamic properties of a charged black hole in bumblebee gravity in the presence of a global monopole. We also analyze the optical characteristics of this black hole solution, highlighting the influence of Lorentz symmetry violation and the global monopole on the black hole shadow. Furthermore, we examine the trajectories of both photons and test particles in this spacetime, showing how the geometric parameters alter their paths. Moreover, we study the dynamics of neutral test particles, with particular attention to the location of the innermost stable circular orbits (ISCOs). Finally, we investigate massless scalar perturbations and derive bounds on the greybody factors, illustrating how the black hole's geometric parameters affect field propagation, energy emission, and radiation sparsity in this background. | 本論文では、グローバルモノポールが存在するバンブルビー重力における荷電ブラックホールの熱力学的性質を詳細に研究する。 また、このブラックホール解の光学的特性を分析し、ローレンツ対称性の破れとグローバルモノポールがブラックホールシャドウに及ぼす影響を明らかにする。 さらに、この時空における光子とテスト粒子の軌跡を調べ、幾何学的パラメータがそれらの経路をどのように変化させるかを示す。 加えて、中性テスト粒子のダイナミクスを研究し、特に最内安定円軌道（ISCO）の位置に注目する。 最後に、質量ゼロのスカラー摂動を調査し、グレイボディ因子の境界を導出し、ブラックホールの幾何学的パラメータがこの背景における場の伝播、エネルギー放出、および放射の疎性にどのように影響するかを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct black hole geometries coexisting with anisotropic matter in (anti)-de Sitter spacetime. We specifically focus on the black hole phase transitions that occur in anti-de Sitter spacetime and analyze the effects of the incorporated matter fields. Its local stability is examined by evaluating the heat capacity, while global stability is investigated in greater detail through phase transition analysis. The black hole system coexisting with the matter field allows for a phase transition from a small black hole to a large black hole. This demonstrates that the constructed geometry with the matter field would resemble that of the Reissner-Nordström black hole. We examine null geodesics, particularly unstable homoclinic orbits, which allow us to obtain Lyapunov exponents that characterize sensitivity to initial conditions. Finally, we analyze the relationship between the different black hole phases and the behavior of these Lyapunov exponents. | 我々は、（反）ド・ジッター時空において異方性物質と共存するブラックホールの幾何学を構築する。 特に、反ド・ジッター時空で発生するブラックホールの相転移に焦点を当て、組み込まれた物質場の影響を分析する。 局所的な安定性は熱容量を評価することで調べ、全体的な安定性は相転移解析を通してより詳細に調査する。 物質場と共存するブラックホール系は、小さなブラックホールから大きなブラックホールへの相転移を可能にする。 これは、物質場を含む構築された幾何学がライスナー・ノルドシュトロムブラックホールのそれに似ていることを示している。 我々は、ヌル測地線、特に不安定なホモクリニック軌道を調べ、初期条件に対する感度を特徴付けるリアプノフ指数を得る。 最後に、異なるブラックホール相とこれらのリアプノフ指数の挙動との関係を分析する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the coupled dynamics of symmetry breaking and phase separation during quenches across the critical point in a first-order phase transition. Based on the Einstein-Maxwell-scalar theory, we construct a holographic superfluid model with $\mathbb{Z}_2$ symmetry. By introducing higher-order nonlinear terms $λΨ^4$ and $τΨ^6$ into the scalar field potential, we realize a rich phase structure, which enables us to study the coupling effects between symmetry breaking and phase separation. Furthermore, by preparing initial conditions with well-defined spatial partitions, we discover a new triggering mechanism for the invasion phenomenon, namely that kinks serve as triggering sites for the phase separation process. This study reveals a novel coupling mechanism between topological defects and phase separation, enriches our understanding of nonequilibrium structure formation in strongly coupled systems. | 本研究では、一次相転移における臨界点を横切る急冷過程における対称性の破れと相分離の連成ダイナミクスを調査する。 アインシュタイン・マクスウェル・スカラー理論に基づき、$\mathbb{Z}_2$対称性を持つホログラフィック超流動モデルを構築する。 スカラー場ポテンシャルに高次の非線形項$λΨ^4$と$τΨ^6$を導入することで、複雑な相構造を実現し、対称性の破れと相分離の連成効果を研究する。 さらに、明確な空間分割を持つ初期条件を用意することで、侵入現象の新たなトリガー機構、すなわちキンクが相分離過程のトリガーサイトとして機能することを発見する。 本研究は、トポロジカル欠陥と相分離の間の新たな連成機構を明らかにし、強結合系における非平衡構造形成の理解を深めるものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The breakdown of Lorentz invariance, a potential signature of quantum gravity, offers a window into physics beyond general relativity. We investigate how such a violation, embodied by the Einstein-Bumblebee black hole spacetime, influences the nonlocal quantum correlations. Specifically, we study the quantum steering and Bell nonlocality between modes trapped inside and outside the event horizon of an Einstein-Bumblebee black hole. Our analysis demonstrates that quantum steering for an initially correlated state is confined to a narrow region near the event horizon, with the Lorentz-violating parameter further constraining this domain. Notably, the degree of steering asymmetry is significantly modulated by both the distance from the horizon and the Lorentz-violating parameter, with the two spatially separated regions exhibiting opposite trends. Furthermore, the Bell nonlocality measurable by an external observer strengthens with increasing distance from the black hole. These findings confirm the persistence of nonclassical correlations in a Lorentz-violating gravitational background and and offer a novel perspective on the interplay between quantum information and fundamental spacetime symmetries. | 量子重力の潜在的な兆候であるローレンツ不変性の破れは、一般相対性理論を超える物理学への窓を開く。 我々は、アインシュタイン・バンブルビーブラックホール時空に具現化されたこのような破れが、非局所的な量子相関にどのように影響するかを調査する。 具体的には、アインシュタイン・バンブルビーブラックホールの事象の地平線の内側と外側に閉じ込められたモード間の量子ステアリングとベル非局所性を研究する。 我々の分析は、初期に相関のある状態に対する量子ステアリングが事象の地平線近傍の狭い領域に限定され、ローレンツ破れパラメータがこの領域をさらに制約することを示している。 注目すべきは、ステアリングの非対称性の程度が、地平線からの距離とローレンツ破れパラメータの両方によって大きく変調され、空間的に分離された2つの領域が逆の傾向を示すことである。 さらに、外部観測者によって測定可能なベル非局所性は、ブラックホールからの距離が増加するにつれて強まる。 これらの発見は、ローレンツ対称性を破る重力背景において非古典的相関が持続することを確認するとともに、量子情報と基本的な時空対称性との相互作用に関する新たな視点を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate kinematic and optical signatures of Lorentz-violation in the strong-field region of a rotating bumblebee black hole generated by a scalar-gradient bumblebee field. Through the analysis of spin precession of test gyroscopes and timelike geodesic motion in the spacetime, we find that Lorentz-violating effect suppresses the Lense-Thirring precession near the horizon, while enhancing geodetic precession in the static, spherically symmetric limit. For bound circular orbits in the equatorial plane, the Lorentz-violation leads to an increase in the periastron precession frequency. Furthermore, images of a geometrically thin accretion disk reveal that the Lorentz-violation has a negligible impact on the critical curve, but significantly shrinks the inner shadow and enhances the lensed ring. These results indicate that inner shadow measurements, combined with selected precession observables, may provide complementary probes of Lorentz-violating effects in strong-field gravity. | スカラー勾配バンブルビー場によって生成された回転バンブルビーブラックホールの強磁場領域におけるローレンツ対称性の破れの運動学的および光学的特徴を調査した。 試験用ジャイロスコープのスピン歳差運動と時空における時間的測地線運動の解析を通して、ローレンツ対称性の破れ効果は、地平線付近のレンス・ティリング歳差運動を抑制する一方で、静的で球対称な極限では測地線歳差運動を増強することがわかった。 赤道面内の束縛円軌道の場合、ローレンツ対称性の破れは近星点歳差運動の周波数を増加させる。 さらに、幾何学的に薄い降着円盤の画像から、ローレンツ対称性の破れは臨界曲線にほとんど影響を与えないが、内側の影を大幅に縮小し、レンズリングを増強することが明らかになった。 これらの結果は、内側影の測定と選択された歳差運動の観測量を組み合わせることで、強重力におけるローレンツ対称性の破れ効果を補完的に探ることができる可能性を示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Primordial black holes (PBHs) are widely considered as candidates for dark matter in many recent studies, and they are often modeled as Schwarzschild or Kerr black holes (BHs), which have curvature singularities. Nevertheless, resolving the classical singularity may require quantum gravity motivated corrections, thereby yielding an effective quantum corrected BH spacetime geometry different from the Schwarzschild or Kerr cases. Therefore, it is well motivated to consider BHs beyond the Schwarzschild or Kerr as viable PBH candidates. Based on these considerations, we investigate quantum Oppenheimer Snyder BHs as PBHs which could account for all the dark matter. Our results show that these BHs have temperatures and greybody factors markedly different from the Schwarzschild case, suppressing Hawking emission and thereby relaxing the $γ$-ray constraints from HEAO-1, COMPTEL, and EGRET, which, relative to the Schwarzschild case, broadens the allowed PBH mass window in the asteroid-mass range where PBHs can constitute all of the dark matter. | 原始ブラックホール（PBH）は、近年の多くの研究において暗黒物質の候補として広く検討されており、曲率特異点を持つシュワルツシルトブラックホールまたはカーブラックホール（BH）としてモデル化されることが多い。 しかしながら、古典的な特異点を解消するには、量子重力に基づく補正が必要となる場合があり、その結果、シュワルツシルトやカーの場合とは異なる、量子補正された有効なBH時空幾何学が生じる。 したがって、シュワルツシルトやカー以外のBHをPBHの候補として検討することは十分に妥当である。 これらの考察に基づき、我々はすべての暗黒物質を説明できる可能性のあるPBHとして、量子オッペンハイマー・スナイダーBHを調査する。 我々の結果は、これらのブラックホールの温度とグレイボディ係数がシュワルツシルトの場合とは著しく異なり、ホーキング放射を抑制することで、HEAO-1、COMPTEL、EGRETによるγ線制約を緩和し、シュワルツシルトの場合と比較して、原始ブラックホールが暗黒物質のすべてを構成できる小惑星質量範囲における原始ブラックホールの許容質量範囲を広げることを示している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose a new mechanism for generating a primordial electromagnetic relic during the recombination--decoupling transition, based on the rate-dependent thermodynamics of the cosmic photon gas. Treating the photon sector as an open system coupled to the electron plasma, we show that a finite Thomson relaxation rate generates a departure from instantaneous thermal equilibrium, leading to non-adiabatic mode squeezing. As this relaxation rate rapidly decreases across recombination, the system quickly loses the ability to further amplify the deviation, and the squeezing freezes out at a small but finite value. This dynamics is naturally described as a narrow transition layer between an adiabatic tracking regime and a post-relaxation freeze-out regime. By a canonical transformation, the reduced evolution equation is recast into a forced oscillator with a smooth effective potential, clarifying the origin of the squeezing and the selection of the relic scale. Projecting the resulting non-equilibrium electromagnetic relic onto the magnetic sector, we derive the corresponding spectrum and show that its characteristic peak is controlled not by the squeezing parameter alone but by the weighted combination \(k^3\mathscr S_k\). In representative realizations, the peak corresponds today to scales of order \(10\)--\(20\) Mpc, while the present-day field amplitude remains extremely small. The mechanism is therefore better viewed as a source of a frozen non-equilibrium electromagnetic relic than as a complete explanation of the observed cosmic magnetic fields. | 宇宙光子ガスの速度依存熱力学に基づき、再結合・分離遷移中に原始電磁波残骸を生成する新たなメカニズムを提案する。 光子セクターを電子プラズマと結合した開放系として扱うことで、有限のトムソン緩和率が瞬間的な熱平衡からの逸脱を引き起こし、非断熱的なモードスクイージングにつながることを示す。 この緩和率は再結合期を通じて急速に減少するため、系は逸脱をさらに増幅する能力を急速に失い、スクイージングは小さくても有限の値で凍結する。 このダイナミクスは、断熱追跡領域と緩和後凍結領域の間の狭い遷移層として自然に記述される。 正準変換により、縮約された進化方程式は滑らかな有効ポテンシャルを持つ強制振動子に書き換えられ、スクイージングの起源と残骸スケールの選択が明らかになる。 結果として生じる非平衡電磁波の残存物を磁場セクターに投影すると、対応するスペクトルが得られ、その特徴的なピークはスクイージングパラメータだけではなく、重み付き組み合わせ \(k^3\mathscr S_k\) によって制御されることがわかります。 代表的な実現例では、ピークは現在 \(10\)～\(20\) Mpc 程度のスケールに対応しますが、現在の磁場振幅は極めて小さいままです。 したがって、このメカニズムは、観測された宇宙磁場の完全な説明というよりも、凍結された非平衡電磁波の残存物の発生源として捉える方が適切です。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| It has been shown that, in spacetime dimensions $n\geq 3$, that the Kasner-scalar field solutions to the Einstein-scalar fields equations with potential $V_0 e^{-s φ}$, where $s |
時空次元 $n\geq 3$ において、ポテンシャル $V_0 e^{-s φ}$ を持つアインシュタイン・スカラー場方程式のカスナー・スカラー場解（ただし、$s |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Accurately modeling the inspiral-merger-ringdown (IMR) signal of coalescing compact objects is essential for the test of general relativity. However, it is known that astrophysical environments can distort gravitational-wave (GW) signal and, if ignored, may bias parameter estimation or even our understanding of gravity. Previous studies suggest that various astrophysical environmental effects can be modeled in a unified way by introducing an effective acceleration. However, such models are based on stationary phase approximation (SPA) and post-Newtonian (PN) formalism, which are inconsistent with the fast orbital evolution and strong gravity in the final merger-ringdown phase. To overcome this limit, we introduce frequency-domain spectral differentiation (FSD), which maps the time shift of the signal caused by acceleration into a differentiation in the frequency domain. The mapping does not rely on SPA or PN formalism, therefore can be used to construct the accelerated waveform across the entire IMR phases. We compare the FSD waveforms with the conventional SPA+PN ones, and find that the former more faithfully match the simulated signals of accelerating sources, especially in the merger-ringdown phase and when higher-order FSD corrections are included. A Fisher information matrix analysis suggests that FSD waveforms can achieve higher precision than SPA+PN waveforms in measuring effective acceleration. Therefore, the FSD method offers a more self-consistent treatment of various astrophysical environmental effects in the final merger-ringdown phase of binary GW sources. | 合体するコンパクト天体のインスパイラル・マジャー・リングダウン（IMR）信号を正確にモデル化することは、一般相対性理論の検証に不可欠です。 しかし、天体物理学的環境は重力波（GW）信号を歪ませる可能性があり、これを無視すると、パラメータ推定や重力に関する理解に偏りが生じる可能性があることが知られています。 これまでの研究では、有効加速度を導入することで、さまざまな天体物理学的環境効果を統一的にモデル化できることが示唆されています。 しかし、このようなモデルは定常位相近似（SPA）とポストニュートン（PN）形式に基づいており、最終段階の合体・リングダウンにおける高速な軌道進化と強い重力とは矛盾しています。 この限界を克服するために、加速度によって引き起こされる信号の時間シフトを周波数領域の微分にマッピングする周波数領域スペクトル微分（FSD）を導入します。 このマッピングはSPAやPN形式に依存しないため、IMRの全段階にわたる加速波形を構築するために使用できます。 FSD波形を従来のSPA+PN波形と比較したところ、FSD波形の方が加速する重力波源のシミュレーション信号とより忠実に一致することがわかった。 特に合体・リングダウン段階において、また高次のFSD補正を考慮した場合にその傾向が顕著である。 フィッシャー情報行列解析の結果、FSD波形は実効加速の測定においてSPA+PN波形よりも高い精度を達成できることが示唆された。 したがって、FSD法は連星重力波源の最終合体・リングダウン段階における様々な天体環境効果を、より自己整合的に扱うことができる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Quasinormal modes describe the relaxation of perturbed black holes and relate ringdown observables to the background geometry. In this work we study the problem in a de Sitter setting within a generalized Proca branch that generates an effective positive cosmological constant and admits an exact de Sitter vacuum. Using this vacuum, we derive closed expressions for scalar mode frequencies and identify the change in damping behavior between light and heavy fields. The resulting formulas show explicitly how the theory parameters determine the de Sitter-like part of the spectrum. | 準正規モードは、摂動を受けたブラックホールの緩和を記述し、リングダウン観測量を背景幾何学と関連付けます。 本研究では、有効な正の宇宙定数を生成し、厳密なド・ジッター真空を許容する一般化されたプロカ分岐内のド・ジッター設定でこの問題を研究します。 この真空を用いて、スカラーモード周波数の閉じた式を導出し、軽い場と重い場の間の減衰挙動の変化を特定します。 得られた式は、理論パラメータがスペクトルのド・ジッター様の部分をどのように決定するかを明確に示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We prove a No-Go theorem for singularity resolution in gravitational collapse: within any analytic gravitational theory, including general relativity and all theories with polynomial actions, quantum corrections introduced solely as effective matter sources are insufficient to halt singularities. This rules out singularity resolution via effective energy density in a broad class of quantum gravity approaches, including asymptotic safety and noncommutative geometry, which inevitably yield finite-time singularities or geodesic incompleteness. Resolution strictly requires either non-analytic modifications to the gravitational action, or a vanishing effective energy density at high densities (as realized in loop quantum gravity's Planck stars). The theorem is proved via an intrinsic $f(\mathbb{Q})$ gravity framework, extended universally to general relativity, $f(\mathbb{R})$, and $f(\mathbb{T})$ through the geometrical trinity--with regularity criteria and junction conditions grounded in non-metricity, free of standard GR tools. | 重力崩壊における特異点解消に関する不可能性定理を証明する。 一般相対性理論や多項式作用を持つすべての理論を含む、あらゆる解析的重力理論において、有効物質源としてのみ導入される量子補正は、特異点を阻止するには不十分である。 これは、漸近的安全性や非可換幾何学など、有限時間特異点や測地線不完全性を必然的に生み出す広範な量子重力アプローチにおいて、有効エネルギー密度による特異点解消を排除する。 解消には、重力作用への非解析的修正、あるいは高密度領域における有効エネルギー密度の消失（ループ量子重力のプランク星で実現される）のいずれかが厳密に必要となる。 この定理は、幾何学的三位一体を通して一般相対性理論、$f(\mathbb{R})$、および$f(\mathbb{T})$に普遍的に拡張された、内在的な$f(\mathbb{Q})$重力フレームワークによって証明され、標準的なGRツールに頼らず、非計量性に基づいた正則性基準と接合条件が用いられています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study Matrix theory at strong coupling in a setting describing two static objects a fixed distance apart, using numerical techniques. We reproduce the exact general relativistic force law between the two objects as an entropic force in Matrix theory. This involves employing an operator algebra that represents an external observer measuring the relative positions and momenta of the two objects. We identify the location of the horizons of the objects from this entropic force and are led to a modification of the Schwarzschild spacetime inside the horizon. We find evidence that the inside of a black hole is instead to be described by AdS space. The conclusions constitute numerical validation of Verlinde's entropic gravity proposition and the fuzzball paradigm. | 本研究では、数値的手法を用いて、一定の距離を隔てた2つの静止物体を記述する設定において、強結合領域における行列理論を研究する。 行列理論において、2つの物体間の一般相対論的力法則をエントロピー力として正確に再現する。 これには、2つの物体の相対位置と運動量を測定する外部観測者を表す演算子代数を用いる。 このエントロピー力から物体の事象の地平線の位置を特定し、地平線内部におけるシュワルツシルト時空の修正へと導かれる。 ブラックホールの内部はAdS空間で記述されるべきであるという証拠を見出す。 これらの結論は、Verlindeのエントロピー重力命題とファズボール・パラダイムの数値的検証となる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A computer, in order to perform a given computation, requires a certain amount of space (memory) and a certain amount of time (runtime). This leaves certain computations beyond reach due to technological limits on processing speed and memory density. Some computations, such as the halting problem, are not possible even in principle. However, curved spacetimes and exotic fields appear to provide avenues to accelerate computation, for instance by exploiting time dilation. Impossible computations seemingly become tractable, butting up against intuition. However, we show that such schemes are consistently thwarted by physical effects from quantum gravity (including swampland conjectures) and quantum field theory in curved space. More precisely, we show that an observer and a computer able to withstand energy scales up to order $E$ can, by using relativistic effects, accelerate computation at a rate of at most $\mathcal O(1)E$ e-folds per unit time in natural units: $(\lnα)/τ\lesssim E$. The Bekenstein bound for entropy can then be understood as the space (memory) analogue to (run)time: if a computer of length scale $D$, operating at energies up to order $E$, has access to $N$ different memory states, then $(\ln N)/D\lesssim E$. | コンピュータが特定の計算を実行するには、一定量の空間（メモリ）と一定量の時間（実行時間）が必要です。 そのため、処理速度とメモリ密度の技術的な限界により、一部の計算は実行不可能となります。 停止問題のような一部の計算は、原理的にも不可能です。 しかし、曲がった時空とエキゾチックな場は、例えば時間の遅れを利用することで、計算を加速する道筋を提供するように見えます。 不可能な計算が、直感に反して、扱いやすくなっているように見えます。 しかし、このようなスキームは、量子重力（スワンプランド予想を含む）と曲がった空間における量子場理論の物理的効果によって一貫して阻止されることを示します。 より正確には、エネルギーのスケールがオーダー $E$ まで耐えられる観測者とコンピュータは、相対論的効果を利用することで、自然単位で単位時間あたり最大 $\mathcal O(1)E$ e-fold の割合で計算を加速できることを示します。 $(\lnα)/τ\lesssim E$。 エントロピーのベッケンシュタイン限界は、(実行)時間の空間(メモリ)類似物として理解できます。 長さスケール$D$のコンピュータが、オーダー$E$までのエネルギーで動作し、$N$個の異なるメモリ状態にアクセスできる場合、$(\ln N)/D\lesssim E$となります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The close similarities of the three laws of black hole mechanics, discovered by Bardeen, Carter and Hawking, with the laws of thermodynamics led to the identification of a multiple of the area of the event horizon with entropy. However, developments over the past two decades have shown that this paradigm has some important limitations, especially because of the teleological nature of event horizons. After a brief review of these limitations, we will show that they can be overcome using quasi-local horizons. Specifically, the new first law applies to black holes in general relativity that can be \emph{arbitrarily far from equilibrium} and refers to \emph{finite} changes that occur due to \emph{physical processes} at the horizon. The second law is now a \emph{quantitative} statement that relates the change in the area of a dynamical horizon segment due to fluxes of energy falling into the black hole. Together, they lead one to identify black hole entropy with the area of marginally trapped surfaces in quasi-local horizons, generalizing recent {perturbative} findings that it should be identified not with the area of the event horizon but with the area of a marginally trapped surface inside it. | バーディーン、カーター、ホーキングによって発見されたブラックホール力学の3つの法則と熱力学の法則との密接な類似性から、事象の地平線の面積の倍数がエントロピーと同一視されるに至った。 しかし、過去20年間の発展により、このパラダイムにはいくつかの重要な限界があることが明らかになってきた。 特に、事象の地平線の目的論的な性質が問題となる。 これらの限界を簡単に概説した後、準局所的な地平線を用いることでこれらの限界を克服できることを示す。 具体的には、新しい第一法則は、平衡状態から任意に離れることができる一般相対性理論のブラックホールに適用され、地平線における物理的プロセスによって生じる有限の変化を指す。 第二法則は、ブラックホールに流入するエネルギーの流れによる動的地平線セグメントの面積の変化を関連付ける定量的な記述となる。 これらを総合すると、ブラックホールのエントロピーは準局所的な事象の地平線における境界的に捕捉された面の面積と同一視できるという結論に至り、事象の地平線の面積ではなく、その内部にある境界的に捕捉された面の面積と同一視すべきであるという最近の摂動論的知見を一般化することになる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recent advances in semiclassical gravity, both in our understanding of the gravitational path integral and the algebraic structure of a gravitating subregion, rely on the presence of an observer to obtain a nontrivial Hilbert space for closed universe backgrounds. Here I examine this proposal from a postmodern lens, identifying attempts to define ``observer rules'' as manifestations of metanarrative breakdown: the observer both supplies and undermines the perturbative gravitational Hilbert space. Rather than resolving this tension, I advocate for a post-postmodern acceptance of the incompatibility between observer-dependent and observer-free descriptions of closed universes, treating the ambiguity as a feature of quantum gravity's fundamental degrees of freedom. To my knowledge, this is the first reference to post-postmodernism in concert with physics. | 半古典重力における近年の進歩、すなわち重力経路積分と重力領域における代数構造の理解は、閉じた宇宙の背景に対して非自明なヒルベルト空間を得るために観測者の存在に依存している。 本稿では、この提案をポストモダンの視点から検討し、「観測者規則」を定義しようとする試みをメタナラティブの崩壊の現れとして捉える。 すなわち、観測者は摂動重力ヒルベルト空間を提供すると同時に、それを弱体化させるのである。 この矛盾を解消するのではなく、観測者依存型と非観測者型の閉じた宇宙の記述の不整合をポスト・ポストモダン的に受け入れることを提唱し、その曖昧さを量子重力の基本的な自由度の特徴として扱う。 私の知る限り、物理学とポスト・ポストモダニズムを結びつけた最初の試みである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate whether a dynamical wormhole could survive in a universe that undergoes a cosmological bounce. First, the conditions under which a wormhole could persist from a contracting to an expanding phase of the cosmos are presented. Then, the only two known cosmological solutions of Einstein's equations representing wormholes are analyzed, and it is shown that both dynamical wormholes exist for all cosmic times on both sides of a bouncing universe and at the bounce itself. We also provide a detailed analysis of the causal structure of such spacetimes and the matter content of the wormhole. Finally, some possible astrophysical manifestations of surviving wormholes in a bouncing universe are mentioned. Our results show that, at least for the Kim and Pérez-Raia Neto solutions, there is no topology change in the chosen cosmological model with a bounce. |  ストレージからの読み取り中にサーバーエラーが発生しました。 エラーコード: ABORTED。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This paper investigates the optical images of neutron stars within the framework of the radiatively inefficient accretion flow model, taking into account a polytropic equation of state. After obtaining the numerical solutions of the neutron star, we solved numerically the geodesic equations together with the radiative transfer equation. We mainly examine the effects of the polytropic index $N$ and the observer inclination angle $θ_o$ on the image morphology. The obtained images are also compared with the shadow of a Schwarzschild black hole. It is shown that, under the assumption that photon trajectories are terminated at the neutron star surface, the image exhibits a bright higher order structure surrounding an inner dark region. As $N$ increases, the size of the higher-order image gradually expands. As $θ_o$ increases, the obscuration of the neutron star silhouette by radiation originating outside the equatorial plane becomes more pronounced. Compared with the black hole shadow obtained under the same parameter configuration, the neutron star exhibits a larger higher order image and a more extended obscured inner dark region, whereas the higher order image of the black hole is more readily distinguishable. These results indicate significant differences in the optical appearance of neutron stars and black holes, and thus provide a theoretical basis for distinguishing between them through high resolution imaging. | 本論文では、放射効率の低い降着流モデルの枠組みの中で、ポリトロピック状態方程式を考慮した中性子星の光学的像を調査する。 中性子星の数値解を得た後、測地線方程式と放射伝達方程式を数値的に解いた。 主に、ポリトロピック指数 $N$ と観測者の傾斜角 $θ_o$ が像の形態に及ぼす影響を調べた。 得られた像は、シュワルツシルトブラックホールの影とも比較した。 光子の軌道が中性子星表面で終端するという仮定の下では、像は内側の暗い領域を取り囲む明るい高次構造を示すことが示された。 $N$ が増加するにつれて、高次像のサイズは徐々に拡大する。 $θ_o$ が増加するにつれて、赤道面外からの放射による中性子星のシルエットの遮蔽がより顕著になる。 同じパラメータ設定で得られたブラックホールの影と比較すると、中性子星はより大きな高次像とより広範囲にわたる内部の暗い領域を示す一方、ブラックホールの高次像はより容易に識別できる。 これらの結果は、中性子星とブラックホールの光学的外観に大きな違いがあることを示しており、高解像度イメージングによって両者を区別するための理論的根拠を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We relate the structure of non-perturbative corrections to BPS black hole observables in flat-spacetime theories with certain properties of probe charged particles in the near-horizon geometry. Concretely, we consider 4d $\mathcal{N} = 2$ supergravity with an infinite tower of F-terms and probe branes in $\text{AdS}_2\times \mathbf{S}^2$ backgrounds threaded by constant electric-magnetic fields. The higher dimensional operators we pick are computed by Type II topological string theory, and we approximate them via the constant map contribution, which is valid at large volume and can be interpreted as arising from D0-branes integrated out in M-theory on a Calabi-Yau threefold times a circle. We analyze the resulting force conditions on massive particles carrying $(q_A, p^A)$ charges, their classical trajectories, and the 1-loop effective action they produce. A simple semiclassical analysis allows us to understand qualitatively the structure of the non-perturbative corrections. The exact path integral assessment then reproduces the Gopakumar--Vafa integral of the flat-spacetime theory, now evaluated in the black hole attractor geometry. Thus, we make explicit how the physics of the fully backreacted black hole solution is controlled by the behaviour of the light D-brane states which generate the relevant set of higher derivative corrections. | 我々は、平坦な時空理論における非摂動補正の構造を、近傍の地平線幾何学におけるプローブ荷電粒子の特定の性質を持つBPSブラックホール観測量に関連付ける。 具体的には、定数電磁場によって貫かれたAdS_2×S2背景における、無限のF項とプローブブレーンの塔を持つ4次元$\mathcal{N} = 2$超重力を考える。 我々が選択する高次元演算子はタイプII位相弦理論によって計算され、大きな体積で有効であり、カラビ・ヤウ3重円上のM理論で積分されたD0ブレーンから生じると解釈できる定数マップ寄与によって近似する。 我々は、$(q_A, p^A)$電荷を持つ質量粒子に対する結果として生じる力条件、それらの古典的な軌道、およびそれらが生成する1ループ有効作用を分析する。 単純な半古典的解析により、非摂動補正の構造を定性的に理解することができます。 次に、正確な経路積分評価を行うと、平坦時空理論のゴパクマール・ヴァファ積分が再現され、今度はブラックホールアトラクターの幾何学で評価されます。 このようにして、完全バックリアクション型ブラックホール解の物理が、関連する高階微分補正を生成する軽いDブレーン状態の振る舞いによってどのように制御されるかが明確になります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A recent preprint by Sugiyama et al. reported the discovery of twelve candidates for short-timescale (less than one day) gravitational microlensing events based on high-cadence photometric observations of the Andromeda Galaxy (M31) using the Subaru Hyper Suprime-Cam. These detections were attributed to a large population of planetary-mass primordial black holes (PBHs) that could account for the entirety of the dark matter in the Milky Way and M31 halos. However, these results are in clear tension with previous searches for short-timescale microlensing events toward the Magellanic Clouds, such as those by the OGLE survey. In addition, both the temporal and spatial distributions of the Subaru candidates are inconsistent with expectations for microlensing events. Here, we reanalyze the Subaru data using an independent difference image analysis photometric pipeline. We find that all twelve candidates identified by Sugiyama et al. exhibit asymmetric light curves and/or variability on multiple nights of Subaru observations. Our analysis reveals that among them ten objects are RR Lyrae stars, one is an eclipsing binary, and one is an unclassified variable star. We find no compelling evidence for short-timescale microlensing events among the candidates identified in the Subaru data set, nor for a significant population of planetary-mass PBHs as dark matter components. Our results underscore the necessity of robust variable-star rejection in high-cadence microlensing searches using large telescopes. | 杉山らによる最近のプレプリントでは、すばる望遠鏡のハイパー・シュプリーム・カムを用いたアンドロメダ銀河（M31）の高頻度測光観測に基づき、短時間スケール（1日未満）の重力マイクロレンズ現象の候補を12個発見したと報告されている。 これらの検出は、天の川銀河とM31ハローの暗黒物質全体を説明できる惑星質量原始ブラックホール（PBH）の大規模な集団に起因するとされている。 しかし、これらの結果は、OGLEサーベイなどによるマゼラン雲方向の短時間スケールのマイクロレンズ現象のこれまでの探索結果とは明らかに矛盾している。 さらに、すばる望遠鏡の候補の時間的および空間的分布は、マイクロレンズ現象の予想と一致しない。 本稿では、独立した差分画像解析測光パイプラインを用いてすばる望遠鏡のデータを再解析する。 その結果、杉山らが特定した12個の候補すべてが、すばる望遠鏡による複数夜の観測において、非対称な光度曲線や変動を示す天体が特定されました。 私たちの分析によると、これらの天体のうち10個はRR Lyrae型変光星、1個は食連星、1個は分類不能な変光星でした。 すばる望遠鏡のデータセットで特定された候補天体の中に、短時間スケールのマイクロレンズ現象を示す決定的な証拠は見つかりませんでした。 また、暗黒物質成分として惑星質量原始ブラックホールが多数存在するという証拠も見つかりませんでした。 私たちの結果は、大型望遠鏡を用いた高頻度マイクロレンズ探索において、変光星を確実に除外する必要性を強調しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We analyse the 1/16-BPS superconformal index for BPS black holes at equal charge in $AdS_5 \times S_5$, uncovering evidence for a new instability in the microcanonical ensemble along the small black hole saddle. This is indicated by instanton condensation in the matrix model description of the index. This instability occurs for black holes of radius close to, but below, the scale at which black holes become `small', and implies a new dominant phase in this region. We propose a connection to the partially deconfined phase in the field theory dual description. This would resolve recent confusion about the location of the partially deconfined phase in the BPS phase diagram and promises new avenues for understanding confinement, partial deconfinement, and the encoding of colour degrees of freedom under the holographic map. We also motivate the importance of instantons in partial deconfinement from a matrix model perspective. | 我々は、$AdS_5 \times S_5$ における等電荷の BPS ブラックホールの 1/16-BPS 超共形指数を解析し、小さなブラックホールの鞍点に沿ったミクロカノニカル アンサンブルにおける新たな不安定性の証拠を明らかにした。 これは、指数の行列モデル記述におけるインスタントン凝縮によって示される。 この不安定性は、ブラックホールが「小さい」スケールに近いがそれより小さい半径のブラックホールで発生し、この領域における新たな支配的な相を示唆する。 我々は、場の理論の双対記述における部分的に閉じ込められた相との関連性を提案する。 これは、BPS 相図における部分的に閉じ込められた相の位置に関する最近の混乱を解消し、閉じ込め、部分的閉じ込め解除、およびホログラフィック写像の下での色自由度の符号化を理解するための新たな道筋を約束する。 我々はまた、行列モデルの観点から、部分的閉じ込め解除におけるインスタントンの重要性を動機づける。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The time-of-arrival problem asks for the probability distribution for when a quantum particle reaches a specified location. It has been the subject of decades of debate, exemplifying the lack of a self-adjoint time observable in quantum theory. In the Page-Wootters framework, time is a relational quantity, emerging from correlations between a system and a clock induced by a global Hamiltonian constraint. We construct a time-of-arrival distribution by inverting the Page-Wootters approach, asking what time a clock reads given that the particle arrives at some fixed position. The result coincides with a common approach to the time-of-arrival problem, suggesting a potential relational interpretation of the latter. In addition to providing a relational description of the time-of-arrival problem, this gives an application of the Page-Wootters formalism to a concrete physical problem, and reveals some complications with its canonical interpretation as a theory of conditional probabilities. | 到着時間問題は、量子粒子が特定の位置に到達する確率分布を求める問題です。 これは数十年にわたる議論の対象となっており、量子論において自己共役な観測可能な時間が存在しないことを示す例となっています。 Page-Woottersの枠組みでは、時間は関係量であり、グローバルなハミルトニアン制約によって誘発されるシステムと時計の間の相関から生じます。 私たちはPage-Woottersのアプローチを逆転させ、粒子が固定位置に到達した場合に時計が示す時刻を問うことで、到着時間分布を構築します。 この結果は、到着時間問題に対する一般的なアプローチと一致しており、後者の関係的解釈の可能性を示唆しています。 これは、到着時間問題の関係的記述を提供するだけでなく、Page-Wootters形式を具体的な物理問題に適用し、条件付き確率の理論としての正準的な解釈におけるいくつかの複雑さを明らかにします。 |