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| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| The redshift drift provides a kinematic test of the cosmic expansion history through the slow time variation of the redshift of comoving sources. Motivated by the expected Sandage-Loeb measurements from future facilities, we investigate the drift within a cosmographic framework, modeling the Hubble rate through both a second-order Taylor expansion and a $(2,1)$ Padé approximant. We constrain the cosmographic parameters $(H_0,q_0,j_0)$ by combining Pantheon+ and SH0ES type Ia supernovae with gamma-ray bursts and then examine the impact of adding baryon acoustic oscillation measurements from the second DESI data release. The resulting constraints are used to construct a mock Sandage-Loeb catalog, after which the analyses are repeated including the simulated drift data. In this way, we assess the internal consistency of the reconstructed background rather than perform an independent forecast. Accordingly, we find that, for the SNeIa+GRB analysis, the Taylor reconstruction is compatible at the $1σ$ level with the $ω_0ω_1$CDM scenario, whereas the Padé parameterization improves the agreement of $q_0$ with the $Λ$CDM paradigm. Once DESI BAO data are included, the agreement with the reference background models weakens to the $2σ$ level. The addition of the mock Sandage-Loeb sample mainly tightens the bounds on $q_0$ and $j_0$, with moderate shifts in the central values. We finally compare the reconstructed redshift drift with the corresponding behavior predicted by the $Λ$CDM and $ω_0ω_1$CDM scenarios. | 赤方偏移ドリフトは、共動源の赤方偏移の緩やかな時間変化を通して、宇宙膨張史の運動学的検証を提供する。 将来の施設からの予想されるサンデージ・ローブ測定に触発され、我々は宇宙論的枠組みの中でドリフトを調査し、ハッブル率を2次テイラー展開と(2,1)パデ近似の両方でモデル化する。 我々は、Pantheon+とSH0ESのIa型超新星とガンマ線バーストを組み合わせることで宇宙論的パラメータ(H_0,q_0,j_0)$を制約し、次にDESI第2データリリースからのバリオン音響振動測定を追加した場合の影響を調べる。 得られた制約を使用して模擬サンデージ・ローブカタログを作成し、その後、シミュレーションされたドリフトデータを含めて解析を繰り返す。 このようにして、独立した予測を行うのではなく、再構築された背景の内部整合性を評価する。 したがって、SNeIa+GRB解析では、テイラー再構成は$1σ$レベルで$ω_0ω_1$CDMシナリオと整合しているのに対し、パデパラメータ化は$q_0$と$Λ$CDMパラダイムとの一致を改善することがわかった。 DESI BAOデータを含めると、参照背景モデルとの一致は$2σ$レベルに弱まる。 モックサンデージ・ローブサンプルを追加すると、主に$q_0$と$j_0$の境界が狭まり、中心値は中程度にシフトする。 最後に、再構成された赤方偏移ドリフトを、$Λ$CDMおよび$ω_0ω_1$CDMシナリオによって予測される対応する挙動と比較する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Planar AdS black branes have a scaling symmetry that maps a brane solution at one temperature to a solution at another. It is natural to expect that boundary representations of bulk field modes should inherit this symmetry i.e. their correlators should transform covariantly under boundary dilatations. We derive a covariance condition that any boundary representation of interior modes in a planar AdS black brane should satisfy. We then show that Papadodimas-Raju mirror operators satisfy this condition. Thus the Papadodimas-Raju reconstruction of the bulk interior, although state-dependent, inherits the scaling symmetry of planar AdS black holes. | 平面AdSブラックブレーンは、ある温度でのブレーン解を別の温度での解に写像するスケーリング対称性を持つ。 バルク場モードの境界表現もこの対称性を継承する、すなわち、その相関関数が境界膨張の下で共変的に変換されることが期待されるのは自然なことである。 我々は、平面AdSブラックブレーンの内部モードの境界表現が満たすべき共変性条件を導出する。 そして、Papadodimas-Rajuミラー演算子がこの条件を満たすことを示す。 したがって、バルク内部のPapadodimas-Raju再構成は、状態依存ではあるものの、平面AdSブラックホールのスケーリング対称性を継承する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We show that the notion of a black hole mass could be superceded by that of a topological charge in a spacetime without matter and curvature singularity. This feature emerges through a set new spacetime solutions of first order gravity in vacuum, named as bubble spacetimes, constructed here by weaving together the degenerate and nondegenerate metric phases. For a static bubble, the boundary surface connecting the two phases is characterized by a universal topological number. Notably, this surface coincides with the photon sphere of the conventional black hole irrespective of the presence of the cosmological constant. In contrast, a phase boundary located at the event horizon is shown to be topologically trivial. Thus, along with the black hole mass, the photon sphere also acquires a topological interpretation. | 本稿では、物質と曲率の特異点のない時空において、ブラックホールの質量という概念が位相電荷という概念に置き換えられることを示す。 この特徴は、真空中の一次重力の新しい時空解であるバブル時空と呼ばれる一連の解を通して現れる。 バブル時空は、縮退した計量位相と非縮退した計量位相を織り合わせることによって構築される。 静的なバブルの場合、2つの位相をつなぐ境界面は普遍的な位相数によって特徴づけられる。 注目すべきは、この面は宇宙定数の存在に関わらず、従来のブラックホールの光子球と一致することである。 対照的に、事象の地平線に位置する位相境界は位相的に自明であることが示される。 したがって、ブラックホールの質量とともに、光子球も位相的な解釈を得る。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study how to implement and transform frame perspectives for quantum processes in the process-matrix formalism. We argue that, for pure processes, the causal reference frames (CRF)and time-delocalized subsystems (TDS) formalisms should be understood as coordinate parametrizations of a single perspective-neutral higher-order object. A genuine perspective arises when one endows the process with additional frame data by choosing an operational foliation into circuit fragments (events). With this distinction, existing no-go results acquire a clear scope: they rule out unitary transformations that preserve time foliation, attempting to switch perspectives while keeping the fragment boundaries -- hence the global past/future partition -- fixed. Focusing on the quantum switch, we construct explicit maps that transform perspectives unitarily at the price of reshuffling the notions of past and future. We then show that unitary transformations between perspectives can also be achieved in a different way, namely by extending the process with subsystems that define quantum reference frames and provide a shared spatiotemporal scaffold. In this extended setting, complementary CRF/TDS perspectives become unitarily related while preserving global past and future. We discuss how this frame-perspectival approach informs the broader question of empirical realizability of abstract process matrices. | 本稿では、プロセス行列形式において量子プロセスのフレーム視点をどのように実装し、変換するかを研究する。 純粋プロセスの場合、因果参照フレーム（CRF）と時間非局在化サブシステム（TDS）形式は、単一の視点中立な高階オブジェクトの座標パラメータ化として理解されるべきであると主張する。 真の視点は、回路断片（イベント）への操作的葉層構造を選択することによって、プロセスに追加のフレームデータを与えるときに生じる。 この区別により、既存の不可能な結果の範囲が明確になる。 すなわち、時間葉層構造を維持するユニタリ変換を排除し、断片境界（したがってグローバルな過去/未来の分割）を固定したまま視点を切り替えようとする。 量子スイッチに焦点を当て、過去と未来の概念を再編成する代償として視点をユニタリに変換する明示的なマップを構築する。 次に、視点間のユニタリ変換は、量子参照フレームを定義し、共有された時空間的足場を提供するサブシステムでプロセスを拡張することによって、別の方法でも達成できることを示す。 この拡張された枠組みにおいて、相補的なCRF/TDSの視点は、グローバルな過去と未来を維持しながら、統一的に関連付けられる。 本稿では、この枠組み視点に基づくアプローチが、抽象的なプロセス行列の経験的実現可能性というより広範な問題にどのように影響を与えるかを論じる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The early dark energy resolution of Hubble tension seems to be suggesting a scale-invariant Harrison-Zeldovich spectrum of primordial scalar perturbation, i.e. $n_s=1$ ($|n_s-1|\sim {\cal O}(0.001)$) for $H_0\sim 73$km/s/Mpc. In this work, we propose a possibility to acquire $n_s=1$ in single field slow-roll models of inflation. In our consideration, the potential of inflaton during inflation still preserve the shape of well-known single field inflation models in deep slow-roll region, but inflation ends suddenly due to a large step of inflaton potential. In particular, we investigate the implication of our scheme for chaotic inflation and Starobinski inflation, and show how they can be compatible with the observation for $n_s=1$. | ハッブル張力の初期ダークエネルギー分解は、原始スカラー摂動のスケール不変ハリソン・ゼルドビッチスペクトル、すなわち $H_0\sim 73$km/s/Mpc の場合 $n_s=1$ ($|n_s-1|\sim {\cal O}(0.001)$) を示唆しているように思われる。 本研究では、インフレーションの単一フィールドスローロールモデルで $n_s=1$ を獲得する可能性を提案する。 我々の考察では、インフレーション中のインフラトンのポテンシャルは、深いスローロール領域ではよく知られた単一フィールドインフレーションモデルの形状を依然として保持しているが、インフレトンポテンシャルの大きなステップによりインフレーションは突然終了する。 特に、我々のスキームがカオス的インフレーションとスタロビンスキーインフレーションに与える影響を調査し、それらが $n_s=1$ の観測とどのように整合するかを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study QED$_2$ in de Sitter space as a minimal interacting gauge theory in which cosmological expansion directly competes with quantum dynamics. In cosmic time, the hopping redshifts as $1/a(t)$ while the electric term grows as $g^2 a(t)$, sweeping the spectrum through a moving narrow-gap region in the $(τ,m)$ plane. Exact diagonalization shows that this defines a pseudo-critical line governing the loss of adiabaticity, excitation growth, and redshifted response. Using matrix-product states at a fixed mass, we separate the fixed-cutoff thermodynamic limit from the continuum extrapolation. The late-time dip survives in the infinite physical box size limit, and shifts to later $τ$ as the lattice spacing goes to zero, with current data favoring $τ_* \approx 3.1$, while the dip depth remains less controlled. For Gibbs initial states, the same mechanism produces an irreversibility front in the relative entropy that tracks the pseudo-critical line and is detectable via LOCC-accessible observables. These results identify de Sitter QED$_2$ as a controlled setting for linking curved-space gauge dynamics, near-critical spectral structure, and operational irreversibility. | 我々は、宇宙膨張が量子力学と直接競合する最小相互作用ゲージ理論として、ド・ジッター空間における QED$_2$ を研究する。 宇宙時間では、ホッピングは $1/a(t)$ のように赤方偏移し、電気項は $g^2 a(t)$ のように成長し、スペクトルは $(τ,m)$ 平面内の移動する狭ギャップ領域を通過する。 厳密な対角化により、これが断熱性の喪失、励起成長、および赤方偏移応答を支配する擬臨界線を定義することが示される。 固定質量での行列積状態を使用して、固定カットオフ熱力学的極限を連続外挿から分離する。 後期時間のディップは無限の物理的ボックスサイズ極限で存続し、格子間隔がゼロに近づくにつれてより後の $τ$ にシフトし、現在のデータは $τ_* \approx 3.1$ を支持しているが、ディップの深さはあまり制御されていない。 ギブス初期状態の場合、同じメカニズムによって相対エントロピーに不可逆性フロントが生成され、擬似臨界線に沿って、LOCCでアクセス可能な観測量によって検出可能となる。 これらの結果は、曲がった空間ゲージダイナミクス、臨界近傍のスペクトル構造、および操作上の不可逆性を結びつけるための制御された設定として、ド・ジッターQED$_2$を特定するものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The point-particle approximation is foundational to modelling clustering of matter in the universe, but is fundamentally inconsistent within General Relativity due to associated spacetime singularities. This bottleneck has historically restricted the study of matter clustering to linear scales. We resolve this by utilising the recent observation that a matter horizon precedes the formation of caustics in expanding spacetimes. This allows for the isolation of singularities via spacetime surgery. By glueing distinct spacetime sheets related by a discrete transformation across the shared boundary, we derive a covariant backreaction term that contributes to the effective energy-momentum tensor. We demonstrate that the spacetime backreaction contribution modifies local particle trajectories, naturally producing flat galaxy rotation curves in the outskirts without the need for dark matter particles. | 点粒子近似は宇宙における物質のクラスター形成をモデル化する上で基礎となるものですが、関連する時空特異点のために一般相対性理論とは根本的に矛盾しています。 このボトルネックにより、物質クラスター形成の研究はこれまで線形スケールに限定されてきました。 本研究では、膨張する時空において物質地平線が集束線の形成に先行するという最近の観測結果を利用することで、この問題を解決します。 これにより、時空手術によって特異点を分離することが可能になります。 離散変換によって関連付けられた異なる時空シートを共通境界で接着することで、有効エネルギー・運動量テンソルに寄与する共変的な反作用項を導出します。 時空反作用項が局所的な粒子軌道を変化させ、暗黒物質粒子を必要とせずに銀河の外縁部で自然に平坦な銀河回転曲線を生成することを示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We numerically construct a five-dimensional Proca-Maxwell system coupled to an infinite tower of higher-derivative gravity, parameterized by the correction order and coupling constant. While the first-order correction case recovers standard Einstein gravity results, and the second-order correction (Gauss-Bonnet) case fails to resolve the central singularity in the vanishing frequency limit, we demonstrate that higher-order corrections effectively regularize the spacetime, yielding globally regular solutions. A key finding is the emergence of a ``frozen state'' in the supercritical regime: as the field frequency approaches zero, matter concentrates entirely within a critical radius, creating a regular core that externally mimics an extremal black hole. We further reveal that introducing the electric charge fundamentally alters this behavior; the electrostatic repulsion counteracts the gravitational collapse, effectively ``unfreezing'' the system and preventing the formation of the critical core. Significantly, unlike models relying on exotic matter, our solutions satisfy all standard energy conditions across the entire parameter space, establishing a physically viable pathway for constructing regular black hole mimickers. | 我々は、補正次数と結合定数によってパラメータ化された、高階微分重力の無限塔に結合した5次元プロカ・マクスウェル系を数値的に構築した。 一次補正の場合、標準的なアインシュタイン重力の結果が再現され、二次補正（ガウス・ボンネ）の場合、周波数ゼロ極限で中心特異点を解消できないが、高次補正は時空を効果的に正則化し、大域的に正則な解をもたらすことを示す。 重要な発見は、超臨界領域における「凍結状態」の出現である。 場の周波数がゼロに近づくと、物質は臨界半径内に完全に集中し、外部的には極限ブラックホールを模倣する正則なコアが形成される。 さらに、電荷を導入するとこの挙動が根本的に変化することを明らかにする。 静電反発力が重力崩壊に対抗し、システムを効果的に「解凍」して臨界コアの形成を防ぐ。 特筆すべきは、エキゾチック物質に依存するモデルとは異なり、我々の解はパラメータ空間全体にわたってすべての標準エネルギー条件を満たしており、通常のブラックホール模倣体を構築するための物理的に実現可能な道筋を確立している点である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we derive the general solutions for a cylindrically symmetric space-time filled with a cosmological perfect fluid obeying $p=γρ$ ($0\leq γ\leq 1$), where $γ=1$ represents a stiff or Zeldovich fluid. Using Marder's metric with coefficients depending on $t$ and $r$, we obtain explicit solutions of the gravitational field equations for the three cases $δ= 1, 0, -1$, corresponding to exponential, power-law, and trigonometric behaviors of the metric functions. The resulting space-times exhibit anisotropic evolution, nontrivial expansion and shear, and curvature singularities, with energy density and pressure profiles determined by the integration constants. These solutions provide a comprehensive framework for modeling cylindrically symmetric cosmologies, offering insights into early-universe dynamics and anisotropic gravitational phenomena. The versatility of the solutions also opens avenues for extensions to higher-dimensional or modified gravity scenarios, making them a valuable tool for both theoretical and phenomenological studies in general relativity. | 本研究では、$p=γρ$ ($0\leq γ\leq 1$) を満たす宇宙論的完全流体で満たされた円筒対称時空の一般解を導出します。 ここで、$γ=1$ は剛性流体またはゼルドビッチ流体を表します。 $t$ と $r$ に依存する係数を持つマーダー計量を用いて、計量関数の指数関数的、べき乗則的、三角関数的挙動に対応する 3 つのケース $δ= 1, 0, -1$ に対する重力場方程式の明示的な解を得ます。 得られた時空は、異方性進化、非自明な膨張とせん断、曲率特異点を示し、エネルギー密度と圧力プロファイルは積分定数によって決定されます。 これらの解は、円筒対称宇宙論をモデル化するための包括的な枠組みを提供し、初期宇宙のダイナミクスと異方性重力現象に関する洞察を与えます。 これらの解の汎用性は、より高次元または修正された重力シナリオへの拡張の道も開き、一般相対性理論における理論的および現象論的研究の両方にとって貴重なツールとなる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We carry out a test of the fundamental Etherington relation (cosmic distance duality relation) which relates the luminosity distance $D_{\rm L}$ and angular diameter distance $D_{\rm A}$ in metric theories of gravity. We use the latest measurements of the angular diameter distance as a function of redshift from the Dark Energy Spectroscopic Instrument Data Release 2 (DESI-DR2) and the luminosity distance from a variety of compilations of Supernovae of Type Ia (SNeIa). Our results indicate that these measurements are statistically consistent with the Etherington relation. In addition to providing a confirmation of the underlying assumptions of the Etherington relation, i.e., the metric nature of gravity, Lorentz invariance and photon number conservation, our results are also a stringent test of any residual systematic effects. We interpret the absence of evidence of any deviation from this relation to constrain the evolution of the absolute magnitude of SNeIa to $dM/dz = 0.07 \pm 0.07$ over and above the systematics that are already accounted for in the SNeIa analyses. We discuss how the Etherington relation can be used to constrain systematic parameters in the analyses of dynamical dark energy using geometric probes, to make it more robust against systematic effects. | 本研究では、重力の計量理論において光度距離 $D_{\rm L}$ と角径距離 $D_{\rm A}$ を関連付ける基本的なエザリントン関係（宇宙距離双対関係）の検証を行います。 検証には、ダークエネルギー分光観測装置データリリース2（DESI-DR2）による赤方偏移の関数としての角径距離の最新測定値と、Ia型超新星（SNeIa）の様々なデータセットからの光度距離を用います。 その結果、これらの測定値はエザリントン関係と統計的に整合していることが示されました。 本研究の結果は、重力の計量性、ローレンツ不変性、光子数保存といったエザリントン関係の根底にある仮定を裏付けるだけでなく、残存する系統誤差を厳密に検証するものでもあります。 この関係からの逸脱を示す証拠がないことから、SNeIaの絶対等級の進化は、SNeIa解析ですでに考慮されている系統誤差に加えて、$dM/dz = 0.07 \pm 0.07$に制約されると解釈します。 幾何学的プローブを用いた動的ダークエネルギー解析において、系統誤差に対する耐性を高めるために、エザリントン関係をどのように系統誤差パラメータの制約に利用できるかについて議論します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Vacuum fluctuations of quantum fields provide an unavoidable environment for any quantum system coupled to it. We study the interplay between boundary conditions and acceleration in determining decoherence of a two-level Unruh-DeWitt detector coupled to a scalar field in a cylindrical cavity. We show that the decoherence rate closely follows the emission profile, and exhibits {\it Purcell-like} enhancement for both inertial and uniformly accelerated detectors. The acceleration induces an effective smearing of the resonant density of states, diluting the resonance enhancement for large accelerations while replacing the inertial off-resonant decay with an oscillatory behavior for small accelerations. For moderate accelerations, this interplay between cavity-induced and acceleration-assisted effects results in an extended region of cavity parameters where decoherence is strongly suppressed, particularly in regimes where the inertial detector otherwise experience strong decoherence. Thus, contrary to naive expectations, the Unruh thermality in a suitably engineered cavity can enhance rather than degrade quantum coherence, providing a very uncharacteristic feature of quantum fields in non-inertial frames. | 量子場の真空ゆらぎは、それに結合したあらゆる量子系にとって避けられない環境を提供する。 我々は、円筒形空洞内のスカラー場に結合した2準位Unruh-DeWitt検出器のデコヒーレンスを決定する際の境界条件と加速度の相互作用を研究する。 デコヒーレンス率は放出プロファイルに密接に従い、慣性検出器と一様に加速された検出器の両方でパーセル型増強を示すことを示す。 加速は共鳴状態密度の実効的なぼやけを引き起こし、大きな加速では共鳴増強を希釈する一方、小さな加速では慣性非共鳴減衰を振動挙動に置き換える。 中程度の加速では、空洞誘起効果と加速補助効果のこの相互作用により、特に慣性検出器が強いデコヒーレンスを経験する領域において、デコヒーレンスが強く抑制される空洞パラメータの広い領域が生じる。 したがって、素朴な予想に反して、適切に設計された空洞内のアンルー熱は、量子コヒーレンスを低下させるのではなく、むしろ向上させる可能性があり、非慣性系における量子場の非常に珍しい特徴をもたらす。 |