本ウェブサイトはあくまで非公式です．
研究に用いる場合には，必ず原論文を読んでください．このウェブサイトはあくまで情報収集をサポートするためのものであり，正確性を保証するものではありません．
掲載されている論文の著作権は各論文の著者にあります．
本ウェブサイトで利用しているメタデータ（タイトルやアブストラクト等）はCC0 1.0の下で利用が許可されています．
本ウェブサイトの利用によって生じたあらゆる損害について管理人は責任を負いません．
Thank you to arXiv for use of its open access interoperability. This service was not reviewed or approved by, nor does it necessarily express or reflect the policies or opinions of, arXiv.
本ウェブページの作成にはarXiv APIを使用しています.arXivのオープンアクセスな相互運用性を利用できることについて,arXivに心より感謝申し上げます.このウェブサイトはarXivによってレビューまたは承認されたものではなく，必ずしもarXivの方針または意見を表明または反映するものではありません．
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| In 2025, Bernardes, Erler and Firat proposed a novel, elegant expression for the symplectic form on phase space applicable to non-local theories. We show that this BEF symplectic structure can be derived directly from an $L_\infty$-Lagrangian by following the covariant phase space approach. Moreover, we establish a precise relation between the BEF symplectic structure and the Barnich--Brandt symplectic form for general finite-derivative theories. In particular, we prove that for theories with second-order equations of motion, the BEF symplectic structure coincides with the Barnich--Brandt construction, thereby explaining the emergence of the canonical corner term in general relativity within the BEF approach. We further argue that the BEF symplectic structure naturally encodes information about generic corner terms and some information about boundary conditions. In addition, we develop a general expression for the Hamiltonian in theories in $L_\infty$-form and present several explicit examples illustrating the construction. | 2025年、ベルナルデス、エルラー、フィラットは、非局所理論に適用可能な位相空間上のシンプレクティック形式に関する斬新で洗練された表現を提案した。 本稿では、共変位相空間アプローチを用いることで、このBEFシンプレクティック構造が$L_\infty$-ラグランジアンから直接導出できることを示す。 さらに、一般的な有限微分理論におけるBEFシンプレクティック構造とバーニッヒ-ブラントシンプレクティック形式との間の正確な関係を確立する。 特に、2階運動方程式を持つ理論の場合、BEFシンプレクティック構造はバーニッヒ-ブラント構成と一致することを証明し、BEFアプローチにおける一般相対性理論の正準コーナー項の出現を説明する。 さらに、BEFシンプレクティック構造は、一般的なコーナー項に関する情報と境界条件に関する情報を自然に符号化していると主張する。 さらに、$L_\infty$形式の理論におけるハミルトニアンの一般的な表現を開発し、その構成を説明するいくつかの具体的な例を示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We propose a novel laboratory test of gravity combining seismic-wave measurements with cosmic-ray muon detections. Quantum-gravity corrections to the anharmonic Debye model are derived, yielding a modified bulk modulus that encodes deviations from standard gravity. The usual dependence on density, a dominant source of uncertainty, is removed via muon tomography and seismic velocities measurement. We show that this setup can constrain gravity parameters at a level comparable to current laboratory experiments. Prospects for further improvements are briefly discussed. | 本稿では、地震波測定と宇宙線ミューオン検出を組み合わせた、重力に関する新たな実験室的検証法を提案する。 非調和デバイモデルに対する量子重力補正を導出し、標準重力からのずれを符号化する修正体積弾性率を得る。 不確実性の主要な原因である密度依存性は、ミューオントモグラフィーと地震波速度測定によって除去される。 本手法により、重力パラメータを現在の実験室実験と同等の精度で制約できることを示す。 今後の改善の可能性についても簡単に考察する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Gravitational effective theories are essential for characterizing the space of deviations from General Relativity (GR). Testing these theories against fundamental principles, such as causality and unitarity, can yield constraints on the corresponding parameters. In this paper, we perform such an analysis on the very interesting dynamical Chern-Simons (dCS) gravity. This is a parity violating correction to GR wherein a new scalar field couples to the Pontryagin density $^*R\,R$. It has generated significant interest, including possible new gravitational wave shapes for LIGO/Virgo and new phenomena from cosmic inflation. In this work, we begin by deriving the dispersion relation and wave packet speed on top of a gravitational wave background in dCS gravity. This alters the corresponding Shapiro time delay (which we compute to second order), potentially giving superluminality. Causality then demands a bound on the dCS coupling constant, which we find to be moderately sharper, but compatible with, standard estimates. We then examine a UV completion in the form of a set of $N$ fermions with a (pseudo) Yukawa coupling. By imposing perturbativity and a gravitational species bound, we find that the dCS coupling constant is constrained significantly more, depending on the choice of scale of the species bound. We also identify higher order operators generated from the UV completion. Overall, we find that any dCS corrections to gravitational dynamics should likely be very small on macroscopic systems of observational interest, such as in late-time merging black holes. | 重力有効理論は、一般相対性理論（GR）からの逸脱空間を特徴づける上で不可欠です。 これらの理論を因果律やユニタリ性などの基本原理に照らして検証することで、対応するパラメータに制約を与えることができます。 本論文では、非常に興味深い動的チャーン・サイモンズ（dCS）重力について、このような解析を行います。 これは、新しいスカラー場がポントリャーギン密度$^*R\,R$に結合する、GRに対するパリティ違反の補正です。 LIGO/Virgoにおける新たな重力波形状の可能性や、宇宙インフレーションからの新たな現象など、大きな関心を集めています。 本研究では、まずdCS重力における重力波背景上の分散関係と波束速度を導出します。 これにより、対応するシャピロ時間遅延（2次まで計算）が変化し、超光速が生じる可能性があります。 次に、因果律によりdCS結合定数に制約が課せられますが、これは標準的な推定値よりもやや厳しいものの、整合性があることが分かりました。 次に、(擬似)湯川結合を持つN個のフェルミオンの集合という形でUV完成を調べます。 摂動論と重力種制約を課すことで、種制約のスケールの選択に応じて、dCS結合定数が著しく制約されることが分かりました。 また、UV完成から生成される高次演算子も特定しました。 全体として、観測的に興味深い巨視的なシステム、例えば後期合体ブラックホールなどでは、重力ダイナミクスに対するdCS補正は非常に小さいと考えられます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Optically levitated sensors inside a Fabry-Pérot cavity have been proposed for high-frequency gravitational-wave (GW) detection, though their configuration for gravitational wave sensitivity exhibits counterintuitive features. We provide a new detailed general relativistic derivation of the interaction between a gravitational wave and a levitated object in an optical cavity, demonstrating gauge independence of the observable response. We find a strong asymmetric dependence of the strain signal on trap position, maximized when the sensor is located near the input mirror, in agreement with previous results. A key new result of this work is the consequence of this asymmetry on the noise coupling: the coupling of input-mirror displacements to the strain signal can be highly suppressed relative to that of end-mirror displacements and common-mode mirror motion. These results clarify the physical origin of the gravitational wave interaction with such a sensor and establish crucial design principles for optical levitation based high-frequency GW detectors. | ファブリ・ペロー共振器内に光学的に浮上させたセンサーは、高周波重力波（GW）検出に提案されているが、重力波感度に関するその構成は直感に反する特徴を示している。 本稿では、重力波と光共振器内の浮上物体との相互作用に関する、一般相対論に基づく詳細な導出を新たに提示し、観測可能な応答のゲージ不変性を実証する。 ひずみ信号はトラップ位置に対して強い非対称依存性を示し、センサーが入力ミラー付近にある場合に最大となることが分かった。 これは以前の結果と一致する。 本研究の重要な新成果は、この非対称性がノイズ結合に及ぼす影響である。 入力ミラーの変位とひずみ信号の結合は、端ミラーの変位やコモンモードミラーの動きの結合に比べて大幅に抑制される。 これらの結果は、このようなセンサーと重力波との相互作用の物理的起源を明らかにし、光学的浮上に基づく高周波GW検出器の重要な設計原理を確立するものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| This proceedings contribution provides an overview of Loop Blow-up Inflation and updates its observational predictions and their comparison with the latest CMB and BAO data from combined analyses of SPT, Planck, ACT, and BICEP/Keck, as well as ACT DR6 constraints on extra dark radiation. It is based on work originally published in arXiv:2403.04831, carried out in collaboration with L. Brunelli, M. Cicoli, A. Hebecker, and R. Kuespert, and presented at the 2025 Workshop on Quantum Gravity and Strings. We focus on string loop corrections to the Kähler potential, long regarded as a potential threat to blow-up inflation in the Large Volume Scenario. We argue that these corrections, previously assumed avoidable, are in fact generically present and qualitatively alter the original non-perturbative picture: they invalidate slow-roll near the minimum and instead generate a new slow-roll regime at larger field values, where the scalar potential transitions from an exponential to a power-law plateau. This leads to modified inflationary dynamics and distinct cosmological predictions, including an increased tensor-to-scalar ratio. We confront all three SM-location scenarios with the latest constraints on $n_s$, $r$, and $ΔN_{\rm eff}$. The tighter bound on extra dark radiation requires an updated Giudice-Masiero coefficient in Scenario III, yielding revised predictions presented here for the first time. All scenarios remain consistent with recent observations, with the ACT+DESI combination yielding near-perfect agreement in $n_s$ for vanishing extra dark radiation at $0.03σ$ deviation. We also comment on subleading loop corrections, which improve robustness by reducing the field value required for slow roll. These results highlight that string loop effects, rather than being merely detrimental, can play a constructive role in realising viable inflation in string compactifications. | この論文集への寄稿では、ループ・ブローアップ・インフレーションの概要と、その観測予測の更新、およびSPT、Planck、ACT、BICEP/Keckの複合解析による最新のCMBおよびBAOデータとの比較、ならびにACT DR6による余剰暗黒放射の制約について述べています。 これは、もともとarXiv:2403.04831に掲載された研究に基づいており、L. Brunelli、M. Cicoli、A. Hebecker、R. Kuespertとの共同研究で実施され、2025年の量子重力と弦に関するワークショップで発表されました。 私たちは、大規模体積シナリオにおけるブローアップ・インフレーションの潜在的な脅威として長らく考えられてきた、ケーラー・ポテンシャルに対する弦ループ補正に焦点を当てています。 我々は、これまで回避可能と考えられていたこれらの補正が実際には一般的に存在し、元の非摂動的な描像を質的に変化させると主張する。 すなわち、これらの補正は最小値付近でのスローロールを無効にし、代わりに、スカラーポテンシャルが指数関数からべき乗則プラトーへと遷移する、より大きな場の値で新たなスローロール領域を生成する。 これは、インフレーションダイナミクスの修正と、テンソル対スカラー比の増加を含む、異なる宇宙論的予測につながる。 我々は、3つの標準模型位置シナリオすべてを、$n_s$、$r$、および$ΔN_{\rm eff}$に関する最新の制約と照らし合わせる。 余剰暗黒放射に対するより厳しい制約は、シナリオIIIにおけるGiudice-Masiero係数の更新を必要とし、ここで初めて提示される改訂された予測をもたらす。 すべてのシナリオは最近の観測と整合しており、ACT+DESIの組み合わせは、$n_s$に関して、$0.03σ$の偏差でほぼ完全な一致をもたらす。 また、スローロールに必要な場の値を減らすことで堅牢性を向上させる、サブリーディングループ補正についても考察する。 これらの結果は、ストリングループ効果が単に有害なだけでなく、ストリングコンパクト化における実現可能なインフレーションを実現する上で建設的な役割を果たす可能性があることを示している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We investigate observational tests that can be used to distinguish between broad classes of cosmological models. This is achieved using curvature-consistency tests of the Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (FLRW) models, which we investigate in two scenarios where they can be violated; (i) when the optical properties of the cosmology deviate from the expectations of FLRW, and also (ii) when the large-scale expansion of the cosmology is different from FLRW. We identify useful ways to determine the properties of these alternative scenarios in terms of the violation of the curvature-consistency tests, and propose a new null test that can be used to isolate cosmologies with non-FLRW observational relations. The characteristic signatures we find can be used, together with the results of recent and upcoming cosmological observations, to probe and/or rule out large classes of cosmological models. This becomes an increasingly important task as the number of proposals in the literature increases, as cosmologists attempt to explain tensions, anomalies, and the dark sector of the Universe. Our approach provides a clear route for telling apart these different proposals, and offers a new opportunity for using precision cosmological data to efficiently discriminate between cosmological models. | 本研究では、宇宙論モデルの幅広いクラスを区別するために使用できる観測的テストを調査します。 これは、フリードマン・ルメートル・ロバートソン・ウォーカー（FLRW）モデルの曲率整合性テストを用いて行われ、このテストが破られる可能性のある2つのシナリオ、すなわち(i)宇宙論の光学的特性がFLRWの予測から逸脱する場合、および(ii)宇宙論の大規模膨張がFLRWと異なる場合について調査します。 曲率整合性テストの破れという観点から、これらの代替シナリオの特性を決定するための有用な方法を特定し、FLRW以外の観測関係を持つ宇宙論を分離するために使用できる新しいヌルテストを提案します。 我々が発見した特徴的なシグネチャは、最近および今後の宇宙論観測の結果と併せて、宇宙論モデルの幅広いクラスを検証および/または排除するために使用できます。 宇宙論研究者が宇宙の緊張、異常、そしてダークセクターを説明しようと試みるにつれ、文献における提案の数が増加し、この課題はますます重要になってきています。 私たちの手法は、これらの異なる提案を明確に区別するための道筋を示し、高精度な宇宙論データを用いて宇宙論モデルを効率的に識別するための新たな機会を提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We review and announce recent results on the asymptotic behavior of asymptotically Euclidean relativistic initial data sets and asymptotic foliations thereof. In particular, we discuss the geometrization of asymptotic flatness and of asymptotic geometric (in-)\-variants such as mass, energy, linear momentum, angular momentum and center of mass as well as their relations to certain geometric asymptotic foliations such as the CMC- and STCMC-foliations. | 本稿では、漸近的にユークリッド的な相対論的初期データセットの漸近挙動と、それらの漸近的な葉層構造に関する最近の研究成果を概説し、発表する。 特に、漸近的な平坦性、および質量、エネルギー、線運動量、角運動量、重心などの漸近的な幾何学的（不）変量の幾何学化、ならびにCMC葉層構造やSTCMC葉層構造などの特定の幾何学的漸近葉層構造との関係について議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| The concept of freely falling frames suggests that gravity exhibits a local Lorentz gauge symmetry and requires a background Minkowski reference frame. The gauge vector fields of a Yang-Mills-type theory can be constructed from the transformations to these local freely falling frames, thereby leading to a composite theory of gravity. We propose coordinate conditions under which an exact black-hole solution can be obtained. Our analysis of planar gravitational waves reveals that, despite the large symmetry group, composite gravity possesses only four physical degrees of freedom. We elaborate a Hamiltonian formulation of composite gravity, derive the full set of constraints for the nonlinear theory, and outline the pathway toward its quantization. | 自由落下フレームの概念は、重力が局所的なローレンツゲージ対称性を示し、背景となるミンコフスキー参照フレームを必要とすることを示唆している。 ヤン・ミルズ型理論のゲージベクトル場は、これらの局所的な自由落下フレームへの変換から構築でき、それによって複合重力理論につながる。 我々は、厳密なブラックホール解が得られる座標条件を提案する。 平面重力波の解析により、大きな対称群にもかかわらず、複合重力は物理的に4つの自由度しか持たないことが明らかになった。 我々は、複合重力のハミルトニアン形式を詳細に説明し、非線形理論の制約条件の完全なセットを導出し、その量子化への道筋を概説する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We perform a comprehensive observational test of a canonical quintessence model driven by an exponential potential, motivated by its emergence in higher-dimensional theories, string-inspired scenarios, and modified gravity. Using a Markov Chain Monte Carlo framework, we constrain the model with the latest high-precision observational datasets including Cosmic Chronometers, Baryon Acoustic Oscillation, Pantheon+, and DES-SN5YR Type Ia Supernovae. The combined data significantly tighten the parameter bounds on (H0, Omega_m0, eta0, gamma) and yield predictions for the Hubble parameter H(z), the distance modulus mu(z), and the scaled comoving angular diameter distance that remain in excellent agreement with observations and closely follow the LCDM baseline. An information-theoretic model comparison using the Akaike Information Criterion shows that the exponential quintessence model remains statistically comparable with LCDM despite having additional parameters. The model successfully reproduces the transition from matter domination to late-time acceleration, maintains w_tot > -1, and provides an age of the universe consistent with Planck 2018. Statefinder diagnostics indicate trajectories approaching the LCDM fixed point with small deviations, and energy condition analysis confirms physical viability, with only the Strong Energy Condition violated at late times as required for acceleration. | 我々は、高次元理論、弦理論に触発されたシナリオ、および修正重力理論における出現に触発され、指数ポテンシャルによって駆動される標準的なクインテッセンスモデルの包括的な観測的検証を行った。 マルコフ連鎖モンテカルロ法を用いて、宇宙クロノメーター、バリオン音響振動、Pantheon+、およびDES-SN5YR Ia型超新星を含む最新の高精度観測データセットでモデルを制約した。 これらのデータを組み合わせることで、(H0、Omega_m0、eta0、gamma)のパラメータ境界が大幅に狭まり、ハッブルパラメータH(z)、距離係数mu(z)、およびスケーリングされた共動角直径距離の予測値が得られ、これらは観測値と非常によく一致し、LCDMのベースラインに非常に近い値を示した。 赤池情報量規準を用いた情報理論的モデル比較では、指数クインテッセンスモデルは追加のパラメータを持つにもかかわらず、統計的にLCDMと同等であることが示された。 このモデルは、物質優勢から後期加速への遷移をうまく再現し、w_tot > -1 を維持し、Planck 2018 と一致する宇宙年齢を提供します。 Statefinder の診断では、軌道が小さなずれで LCDM 固定点に近づいていることが示され、エネルギー条件の分析では、加速に必要な後期において強いエネルギー条件のみが破られるという物理的な妥当性が確認されています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| The quantum nature of gravity remains experimentally unverified, despite recent proposals to probe it using tabletop experiments such as gravity-mediated entanglement schemes. In parallel, consistent formulations of classical--quantum dynamics have been developed as alternative descriptions of gravity, in which quantum matter interacts with a classical mediator assumed to be fundamentally classical. In this work, we show that classical--quantum dynamics arise generically as an effective description of fully quantum systems under decoherence, providing a bridge between fully quantum and classical--quantum dynamics. We derive the reduced dynamics, which are generically non-Markovian, using an explicit hidden model in which the mediator is coupled to unobserved environmental degrees of freedom. We identify a concrete criterion for when a classical--quantum interpretation is valid: the semi-Wigner operator associated with the mediator sector must remain positive semidefinite, which can be expressed as a positivity condition on nonlocal kernels governing the evolution. In the short-memory limit, the reduced evolution reproduces Markovian classical--quantum dynamics of Oppenheim and collaborators. Our results imply that a classical mediator can arise effectively from decohered quantum dynamics, so that experimental agreement with classical-quantum models does not uniquely determine whether the mediator is fundamentally classical. | 重力の量子性は、重力媒介エンタングルメントスキームなどの卓上実験を用いて検証しようとする最近の提案にもかかわらず、実験的に未検証のままである。 並行して、量子物質が根本的に古典的であると仮定される古典的な媒介者と相互作用する、重力の代替記述として、古典-量子ダイナミクスの一貫した定式化が開発されてきた。 本研究では、古典-量子ダイナミクスが、デコヒーレンス下の完全量子システムの有効な記述として一般的に生じ、完全量子ダイナミクスと古典-量子ダイナミクスの間の橋渡しとなることを示す。 我々は、媒介者が観測されない環境自由度と結合している明示的な隠れモデルを用いて、一般的に非マルコフである縮約ダイナミクスを導出する。 我々は、古典-量子解釈が有効となる具体的な基準を特定する。 すなわち、媒介者セクターに関連付けられた半ウィグナー演算子は正半定値でなければならず、これは進化を支配する非局所カーネルの正値条件として表現できる。 短期記憶極限では、縮小された時間発展は、オッペンハイムらが提唱したマルコフ型の古典量子力学を再現する。 我々の結果は、古典的な媒介者がデコヒーレンスした量子力学から効果的に生じる可能性があることを示唆しており、古典量子モデルとの実験的一致は、媒介者が根本的に古典的であるかどうかを一意に決定するものではない。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We present a framework that reformulates gravitational lensing as an optical phenomenon governed by an effective refractive index, enabling exploration of modified gravity theories using undergraduate-level mathematics and optics. After deriving the general deflection angle for arbitrary spherically symmetric fields, we establish the observational baseline using standard general relativity, including the lens equation and Einstein ring properties. Assuming the optical relation holds for modified effective potentials, we apply the formalism to deep-MOND, Yukawa-type, and power-law ($f(R)$) models, providing closed-form analytical expressions for the deflection angle and Einstein radius. Numerical ray-tracing simulations validate these analytical results. This framework serves as a conceptual bridge to contemporary research, offering students computational experience and critical awareness of gravitational lensing foundations. | 本稿では、重力レンズを有効屈折率によって支配される光学現象として再定式化する枠組みを提示し、学部レベルの数学と光学を用いて修正重力理論を探求することを可能にする。 任意の球対称場に対する一般的な偏向角を導出した後、レンズ方程式やアインシュタインリングの特性を含む標準的な一般相対性理論を用いて観測基準を確立する。 修正された有効ポテンシャルに対して光学関係が成り立つと仮定し、この形式をディープMOND、湯川型、およびべき乗則（$f(R)$）モデルに適用し、偏向角とアインシュタイン半径の閉形式解析式を提供する。 数値光線追跡シミュレーションにより、これらの解析結果の妥当性を検証する。 この枠組みは、現代の研究への概念的な架け橋となり、学生に重力レンズの基礎に関する計算経験と批判的認識を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We construct static, spherically symmetric black hole solutions in quasi-topological gravity (QTG) coupled to Born-Infeld nonlinear electrodynamics. Starting from the spherically reduced action, we derive closed-form expressions for the electric field, the nonlinear Lagrangian, and the metric function, the latter involving hypergeometric functions. We consider specific versions of QTG in which vacuum black holes are regular, and show that, for some of these models, charged black holes develop a curvature singularity at a finite radius in their interior. In contrast, in models such as a Born-Infeld-type QTG, charged black holes remain regular. In this case, however, the de Sitter core of the neutral solution is replaced by an anti-de Sitter core. We also discuss several limiting regimes of these solutions. | 準位相重力（QTG）とボーン・インフェルド非線形電気力学を結合させた系において、静的で球対称なブラックホール解を構築する。 球対称に縮小された作用から出発して、電場、非線形ラグランジアン、および計量関数（後者は超幾何関数を含む）の閉形式表現を導出する。 真空ブラックホールが正則となるQTGの特定のバージョンを考察し、これらのモデルの一部では、荷電ブラックホールが内部の有限半径で曲率特異点を生じることを示す。 対照的に、ボーン・インフェルド型QTGのようなモデルでは、荷電ブラックホールは正則のままである。 ただし、この場合、中性解のド・ジッター核は反ド・ジッター核に置き換えられる。 また、これらの解のいくつかの極限領域についても議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
We investigate the spin-charge-induced scalarization of Kerr--Newman (KN) black holes in the Einstein--Maxwell-scalar (EMS) theory with a scalar potential and positive coupling parameter. In the linearized theory, there exists a bound of $0| 我々は、スカラーポテンシャルと正の結合パラメータを持つアインシュタイン・マクスウェル・スカラー（EMS）理論における、スピン電荷によって誘起されるカー・ニューマン（KN）ブラックホールのスカラー化を調査する。 線形化された理論では、$θ$方向の有効スカラー質量項を解析することにより、不安定性を示す負の領域の開始スピン$a_c$に対して、$0 | |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We use a canonical parametrization of twisted geometries describing the classical phase space of loop quantum gravity on a fixed graph, and establish its explicit correspondence with the associated frame bases and spinorial descriptions. Applied to the two-vertex model, this framework yields analytical bounds on the evolution of the total area, proving the existence of a non-vanishing lower bound at finite times. These findings, previously observed only numerically, suggest a bounce-like behavior and highlight the usefulness of these variables for the study of more general configurations. As a second result, the canonical variables are shown to simplify the gauge-fixing procedure, generalizing previous results restricted to two-vertex models with four links. | 我々は、固定グラフ上のループ量子重力の古典的位相空間を記述するねじれ幾何学の正準パラメータ化を用い、関連するフレーム基底およびスピノール記述との明示的な対応関係を確立する。 この枠組みを2頂点モデルに適用すると、総面積の進化に関する解析的境界が得られ、有限時間における非零の下限の存在が証明される。 これまで数値的にのみ観測されていたこれらの結果は、バウンスのような挙動を示唆し、より一般的な構成の研究におけるこれらの変数の有用性を強調する。 2つ目の結果として、正準変数はゲージ固定手順を簡略化することが示され、4つのリンクを持つ2頂点モデルに限定されていた以前の結果を一般化する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| This work constructs a new class of traversable wormhole solutions with a double-throat topology, modeled as a localized perturbation of the Ellis-Bronnikov metric in a string cloud background. Embedding diagrams and the analysis of curvature invariants, including the Kretschmann scalar and the Weyl invariant, illustrate the geometric transition from single to double-throat structures as a function of the perturbation amplitude. By imposing the zero-tidal condition, we derive analytical expressions for the energy density and pressures, showing an asymptotic $r^{-2}$ decay characteristic of a string cloud, endowed with the topology of a global monopole. A key finding is that the energy density converges to a positive constant at the center, with the radial pressure becoming negative. This local behavior provides the repulsive support necessary to inflate the inter-throat region with non-exotic matter, concentrating Null Energy Condition violations to the throat vicinities. These results suggest that multi-throat geometries offer a natural mechanism for localizing exotic matter while maintaining a physical asymptotic background. | 本研究では、ストリングクラウド背景におけるエリス・ブロニコフ計量の局所的摂動としてモデル化された、二重スロートトポロジーを持つ新しいクラスの通過可能なワームホール解を構築します。 埋め込み図と、クレッチマン・スカラーやワイル不変量を含む曲率不変量の解析により、摂動振幅の関数として、単一スロート構造から二重スロート構造への幾何学的遷移が示されます。 ゼロ潮汐条件を課すことで、エネルギー密度と圧力の解析的表現を導出し、グローバルモノポールのトポロジーを備えたストリングクラウドに特徴的な漸近的な$r^{-2}$減衰を示します。 重要な発見は、エネルギー密度が中心で正の定数に収束し、半径方向の圧力が負になることです。 この局所的な挙動は、スロート間領域を非エキゾチック物質で膨張させるために必要な反発力を提供し、ヌルエネルギー条件違反をスロート近傍に集中させます。 これらの結果は、多重喉形状が、物理的な漸近的背景を維持しながら、異質な物質を局在化させるための自然なメカニズムを提供することを示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| The quantum field theory for a massless scalar field on a two-dimensional non-singular black hole spacetime gives a non-vanishing probability for a particle to tunnel out of the black hole. The black hole spacetime contains an outer and an inner horizon, and the transition amplitude between a one-particle state localized inside the inner horizon, and a one-particle state localized outside the outer horizon is non-zero, even when the regions where the states are localized are causally disconnected. The total tunnelling probability asymptotes to a maximal value that depends on the background spacetime geometry only through the surface gravity of the two horizons, and is polynomially suppressed by the sum of the inverse surface gravities of the inner and outer horizons. | 2次元非特異ブラックホール時空上の質量ゼロのスカラー場に対する量子場理論は、粒子がブラックホールからトンネル効果によって脱出する確率がゼロではないことを示している。 ブラックホール時空は外側の事象の地平線と内側の事象の地平線を含み、内側の事象の地平線の内側に局在する1粒子状態と外側の事象の地平線の外側に局在する1粒子状態との間の遷移振幅は、状態が局在する領域が因果的に分離している場合でもゼロではない。 全トンネル確率は、2つの事象の地平線の表面重力のみを介して背景時空の幾何学に依存する最大値に漸近し、内側と外側の事象の地平線の逆表面重力の和によって多項式的に抑制される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We investigate the effective dynamics of a spatially flat FLRW universe coupled to a massless scalar field by applying the improved generalized uncertainty principle (GUP)-inspired deformations to the algebra of Ashtekar-Barbero variables. We consider deformations, once only in the geometry sector, and once in both the geometry and matter sectors. We show that in both cases, the classical singularity is replaced with a non-singular, emergent universe coasting from a constant-volume state in the infinite relational past time without a bounce. As expected, a constant geometric GUP parameter leads to fiducial anomalies, but we resolve it by employing an improved scheme in which this parameter is inversely proportional to the gravitational momentum. This leads to a universal, invariant maximum energy density while preserving the emergent nature of the universe. A Lyapunov stability analysis reveals that the improved scheme drives the universe toward classicality faster than the constant scheme. | 空間的に平坦な FLRW 宇宙と質量ゼロのスカラー場が結合した宇宙の実効的なダイナミクスを、アシュテカール・バルベロ変数の代数に改良された一般化不確定性原理 (GUP) に基づく変形を適用することで調査します。 変形は、幾何学セクターのみの場合と、幾何学セクターと物質セクターの両方の場合の 2 段階で検討します。 どちらの場合も、古典的な特異点は、無限の関係的過去時間における一定体積状態から跳ね返りなく流れ出る非特異な創発宇宙に置き換えられることを示します。 予想通り、一定の幾何学的 GUP パラメータは基準異常を引き起こしますが、このパラメータが重力運動量に反比例する改良されたスキームを用いることでこれを解決します。 これにより、宇宙の創発性を維持しながら、普遍的で不変な最大エネルギー密度が得られます。 リアプノフ安定性解析により、改良されたスキームは、一定のスキームよりも速く宇宙を古典性へと導くことが明らかになりました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We present a geometric framework for adaptive whitening in gravitational-wave detectors, reformulating the problem from a sequence of spectral factorizations to parallel transport on a principal bundle. We identify the whitening filter as a section over the manifold of power spectra and derive the minimum-phase connection as the unique geometric structure that enforces signal causality while preserving signal-to-noise ratio. This construction yields a rigorous definition of geometric drift, a coordinate-independent scalar measuring the intrinsic instability of the detector noise floor. The central result is the flatness theorem, which proves that the curvature of the connection vanishes for scalar fields. This establishes a holonomic update law, guaranteeing that the optimal filter correction is path-independent and determined solely by the instantaneous noise state, free from geometric phase or hysteresis. This framework unifies the static theory of Wiener-Hopf factorization with the dynamic requirements of real-time control, providing a rigorous certification for the stability of zero-latency calibration routines and establishing a foundation for gauge-theoretic signal processing (GTSP) in next-generation detector networks. | 重力波検出器における適応型ホワイトニングのための幾何学的枠組みを提示し、問題をスペクトル分解のシーケンスから主束上の平行移動へと再定式化する。 ホワイトニングフィルタをパワースペクトルの多様体上の断面として特定し、信号対雑音比を維持しながら信号の因果律を強制する唯一の幾何学的構造として最小位相接続を導出する。 この構成により、検出器のノイズフロアの本質的な不安定性を測定する座標に依存しないスカラーである幾何学的ドリフトの厳密な定義が得られる。 中心的な結果は平坦性定理であり、スカラー場に対して接続の曲率がゼロになることを証明する。 これにより、最適なフィルタ補正が経路に依存せず、幾何学的位相やヒステリシスから解放され、瞬時ノイズ状態のみによって決定されることを保証するホロノミック更新法則が確立される。 このフレームワークは、ウィーナー・ホップ分解の静的理論とリアルタイム制御の動的要件を統合し、ゼロ遅延校正ルーチンの安定性に対する厳密な認証を提供するとともに、次世代検出器ネットワークにおけるゲージ理論的信号処理（GTSP）の基盤を確立する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Here we investigate a possible presence of a fifth force at the Galactic Center (GC), and its potential influence on the stellar orbits around the central supermassive black hole of our Galaxy. For this purpose we simulated the stellar orbits in a Yukawa gravity model that predicts the emergence of a fifth force, and fitted them into the observed orbit of S2 star around Sgr A* at the GC. The fitting was performed using Markov chain Monte Carlo method which enabled us to constrain the parameters of Yukawa interaction describing the strength $δ$ and the range $λ$ of a fifth force. We studied the following cases for a fifth force range $λ$, when it is: i) about a few hundred AU (i.e. deep inside the orbit of S2 star), ii) about a thousand AU (i.e. approximately the size of S2 star orbit), and iii) several thousand AU (i.e. much larger than the size of S2 star orbit). The obtained results showed that as the range $λ$ of a fifth force increases, its strength $δ$ also increases and relative error $Δδ/δ$ decreases. The resulting fifth-force strengths in all three cases are respectively: $δ\sim$ 0.005, 0.02 and 0.15. These results are consistent with the corresponding results of both our previous studies and those of other authors, regardless of the different Yukawa-like potentials used to model a fifth force. In addition, we also studied whether the possible small discrepancies from the prediction of General Relativity for the Schwarzschild precession of S2 star could be caused by a fifth force. For this purpose we used the $f_\mathrm{SP}$ parameter that was recently measured in the case of S2 star by GRAVITY Collaboration in 2020. We found that the obtained estimates in all three cases are compatible, within the error intervals, with the measured value of $f_\mathrm{SP} = 1.10\pm 0.19$. | ここでは、銀河中心 (GC) における第 5 の力の存在の可能性と、それが銀河の中心にある超大質量ブラックホールの周りの恒星の軌道に及ぼす潜在的な影響について調査します。 この目的のために、第 5 の力の出現を予測する湯川重力モデルで恒星の軌道をシミュレーションし、それを GC の Sgr A* の周りの S2 星の観測された軌道に当てはめました。 当てはめは、第 5 の力の強さ $δ$ と範囲 $λ$ を記述する湯川相互作用のパラメータを制約できるマルコフ連鎖モンテカルロ法を使用して実行されました。 第 5 の力の範囲 $λ$ について、次のケースを調査しました。 i) 数百 AU 程度 (つまり、S2 星の軌道の奥深く)、ii) 約 1000 AU 程度 (つまり、S2 星の軌道の大きさとほぼ同じ)、iii) 数千 AU 程度 (つまり、S2 星の軌道の大きさよりもはるかに大きい)。 得られた結果から、第5の力の範囲 $λ$ が増加するにつれて、その強度 $δ$ も増加し、相対誤差 $Δδ/δ$ が減少することがわかった。 結果として得られた第5の力の強度は、3 つのケースすべてにおいて、それぞれ $δ\sim$ 0.005、0.02、0.15 であった。 これらの結果は、第5の力をモデル化するために使用された異なる湯川型ポテンシャルに関係なく、我々の以前の研究および他の著者の対応する結果と一致している。 さらに、S2 星のシュワルツシルト歳差運動に関する一般相対性理論の予測からのわずかなずれが、第5の力によって引き起こされる可能性があるかどうかも調べた。 この目的のために、GRAVITYコラボレーションが2020年にS2星の場合に最近測定した$f_\mathrm{SP}$パラメータを使用しました。 3つのケースすべてで得られた推定値は、誤差範囲内で、測定値$f_\mathrm{SP} = 1.10\pm 0.19$と一致することがわかりました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Type Ia supernova (SN) magnitudes present correlations due to the fact that their peculiar velocities are sourced by the large-scale structure of the Universe. This effect can be used to constrain properties related to the distribution and growth of matter perturbations. We analyze both Pantheon+ and Dark Energy Survey (DES-Y5) SN catalogues in combination with CMB data from Planck PR4 to constrain $σ_8$ in $Λ$CDM, optionally including both curvature and a modified growth index $γ$. We show that SN and CMB datasets are highly complementary and capable of measuring $σ_8$, $γ$ and $Ω_k$ simultaneously. Using only SN, we find $σ_8 = 0.73 \pm 0.22$ ($0.87 \pm 0.31$) for Pantheon+ (DES-Y5) in the base flat $Λ$CDM model. Interestingly, allowing for free $γ$ and $Ω_k$, we find hints of positive curvature: $Ω_k = -0.011 \pm 0.006$ $(-0.014 \pm 0.005)$, which exclude flatness at 2.2$σ$ (3.0$σ$), for the combination of CMB with Pantheon+ (DES-Y5). Such hints do not degrade if we also include a modified amplitude of CMB lensing, parametrized by $A_L$. We find that $γ= 0.519^{+0.061}_{-0.099}$ ($0.461^{+0.085}_{-0.069}$), which are consistent with the predictions of General Relativity. In terms of $fσ_8(z)$, we find $fσ_8(0.024)=0.461^{+0.066}_{-0.035}$ ($fσ_8(0.038) = 0.498^{+0.045}_{-0.050}$) for CMB + Pantheon+ (DES-Y5). Finally, the strong degeneracy between all three $Ω_k$, $γ$ and $H_0$ results in a broader CMB $H_0$ posterior. However, if we include SH0ES $H_0$ data, which is in known strong tension with the CMB in flat $Λ$CDM, we find that the $H_0$ tension is recast in terms of a significantly negative curvature and suppressed growth of structures. | Ia型超新星（SN）の等級は、その固有速度が宇宙の大規模構造に由来するという事実により相関関係を示します。 この効果は、物質摂動の分布と成長に関連する特性を制約するために使用できます。 私たちは、Pantheon+とDark Energy Survey（DES-Y5）のSNカタログを、Planck PR4のCMBデータと組み合わせて分析し、曲率と修正成長指数γの両方をオプションで含めて、ΛCDMにおけるσ_8を制約します。 SNとCMBデータセットは非常に相補的であり、σ_8、γ、Ω_kを同時に測定できることを示します。 SNのみを使用して、基本平坦ΛCDMモデルでPantheon+（DES-Y5）のσ_8 = 0.73 \pm 0.22（0.87 \pm 0.31）を見つけました。 興味深いことに、$γ$ と $Ω_k$ を自由に設定すると、正の曲率の兆候が見つかります。 $Ω_k = -0.011 \pm 0.006$ $(-0.014 \pm 0.005)$ となり、CMB と Pantheon+ (DES-Y5) の組み合わせでは 2.2$σ$ (3.0$σ$) で平坦性が除外されます。 このような兆候は、$A_L$ でパラメータ化された修正された CMB レンズ振幅も含めると劣化しません。 $γ= 0.519^{+0.061}_{-0.099}$ ($0.461^{+0.085}_{-0.069}$) となり、一般相対性理論の予測と一致します。 $fσ_8(z)$ に関して、CMB + Pantheon+ (DES-Y5) の場合、$fσ_8(0.024)=0.461^{+0.066}_{-0.035}$ ($fσ_8(0.038) = 0.498^{+0.045}_{-0.050}$) となります。 最後に、3 つの $Ω_k$、$γ$、および $H_0$ の間の強い縮退により、CMB $H_0$ の事後分布が広くなります。 しかし、平坦な $Λ$CDM の CMB と強い矛盾があることが知られている SH0ES $H_0$ データを含めると、$H_0$ の矛盾は、著しく負の曲率と構造の成長の抑制という観点から再定義されることがわかります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| General relativity and quantum mechanics are incompatible at the Planck scale. This contention can be examined if a quantum computer is set to operate at a rate that exceeds the classical limit of one operation per Planck volume-time, or equivalently $2^{491}$ m$^{-3}$ s$^{-1}$. Here we quantify the relation between the logical qubit count and the extent to which classicality is challenged. We argue that 500 logical qubits are sufficient to reject theories confined to a laboratory. We account for the operational cost of computation and communication at all scales up to and including the observable universe, ultimately constrained by a 1600-logical-qubit computer. Remarkably, current plans for commercial quantum computers are projected to surpass this limit, thereby putting the quantum-gravity standoff to the test. | 一般相対性理論と量子力学はプランクスケールでは両立しない。 この主張は、量子コンピュータをプランク体積時間あたり1回の演算、すなわち$2^{491}$ m$^{-3}$ s$^{-1}$を超える速度で動作するように設定した場合に検証できる。 ここでは、論理量子ビット数と古典性がどの程度挑戦されるかの関係を定量化する。 我々は、500個の論理量子ビットがあれば、実験室に限定された理論を否定するのに十分であると主張する。 我々は、観測可能な宇宙を含むあらゆるスケールでの計算と通信の運用コストを考慮し、最終的には1600個の論理量子ビットのコンピュータによって制約される。 驚くべきことに、商用量子コンピュータの現在の計画では、この限界を超えることが予測されており、量子重力の対立が試されることになる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We present a detailed, fully nonlinear study of binary systems involving one black hole and one boson star, considering the effects of both a quartic self-interaction and a solitonic potential for the scalar field. First, we show the importance of using initial data for which the boson star is in an equilibrated configuration to obtain accurate gravitational waveforms, and discuss methods to further improve constraint violations in the initial data. We then present a series of head-on collisions, showing that even in this simplified scenario the radiative efficiency varies significantly with the scalar potential chosen. In addition to this, we present a preliminary study of inspiral configurations, showing that an appropriate scalar self-interaction can suppress tidal disruption. We comment throughout on implications for attempts to build model-agnostic waveform template banks for exotic compact objects. | 本稿では、ブラックホール1個とボソン星1個からなる連星系について、スカラー場の4次自己相互作用とソリトンポテンシャルの両方の影響を考慮した、詳細な完全非線形研究を提示する。 まず、正確な重力波形を得るためには、ボソン星が平衡状態にある初期データを用いることの重要性を示し、初期データにおける制約違反をさらに改善する方法について議論する。 次に、正面衝突の一連の例を示し、この単純化されたシナリオにおいても、放射効率が選択されたスカラーポテンシャルによって大きく変化することを示す。 さらに、インスパイラル構成の予備研究を行い、適切なスカラー自己相互作用が潮汐破壊を抑制できることを示す。 最後に、特異なコンパクト天体に対するモデル非依存の波形テンプレートバンク構築の試みに対する影響について、随所で考察する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We study the protocol of entanglement harvesting when two local probes couple to the vacuum of a real scalar quantum field with arbitrary temporal profiles. We use a Hermite expansion to efficiently compute smeared field propagators in closed-form, recasting the negativity between the probes as a matrix product. We then optimize the protocol under different signalling conditions, enhancing entanglement harvesting by several orders of magnitude. This optimization would take current experimental proposals beyond the regime of second order perturbation theory. | 本研究では、任意の時間プロファイルを持つ実スカラー量子場の真空に2つの局所プローブが結合する場合のエンタングルメントハーベスティングのプロトコルを研究する。 エルミート展開を用いて、プローブ間のネガティビティを行列積として再定式化し、スミアード場プロパゲーターを効率的に閉形式で計算する。 次に、異なる信号条件下でプロトコルを最適化し、エンタングルメントハーベスティングを数桁向上させる。 この最適化により、現在の実験的提案は2次摂動論の領域を超えるものとなるだろう。 |