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| Original Text | 日本語訳 |
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| We review recent progress in string model building in both early and late time cosmology. We describe the main theoretical and phenomenological features of an entire class of inflationary models where inflation is driven by a type IIB Kaehler modulus which enjoys an effective and approximate shift symmetry. We illustrate how reheating can occur via the perturbative decay of the modulus into visible and hidden sector degrees of freedom, paying particular attention to the associated production of axionic dark radiation. We quickly discuss the status of de Sitter vacua versus quintessence model building in string theory, analysing the level of control of these constructions and the main challenges faced by models of dynamical dark energy. We finally present a working model of axion hilltop quintessence in string theory, stressing the importance of initial conditions. | 本稿では、初期宇宙論と後期宇宙論の両方における弦理論モデル構築の最近の進展を概説する。 インフレーションが、有効かつ近似的なシフト対称性を持つタイプIIBケーラーモジュラスによって駆動されるインフレーションモデル群全体の主要な理論的および現象論的特徴を説明する。 モジュラスの可視セクターと隠れセクターの自由度への摂動崩壊を介して再加熱がどのように起こるかを示し、特にそれに伴うアクシオン暗黒放射の生成に注目する。 弦理論におけるド・ジッター真空モデル構築とクインテッセンスモデル構築の現状について簡単に議論し、これらの構築の制御レベルと動的暗黒エネルギーモデルが直面する主な課題を分析する。 最後に、弦理論におけるアクシオンヒルトップクインテッセンスの作業モデルを提示し、初期条件の重要性を強調する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Multifractal Detrended Fluctuation Analysis (MFDFA) is a powerful and widely used technique for characterizing the scaling properties and long-range correlations of complex time series. However, its application often involves significant practical challenges, such as the subjective identification of scaling regions (crossovers) and the disambiguation of the physical origins of multifractality. We introduce MF-toolkit, a high-performance, parallelized Python library designed to address these challenges. It integrates three key innovations: (1) fully automatic crossover detection algorithms (CDV-A and SPIC), which remove operator bias and enhance reproducibility; (2) a built-in implementation of the Iterative Amplitude Adjusted Fourier Transform (IAAFT) for generating surrogate data, enabling the robust identification of the source of multifractality; and (3) a comprehensive suite for generating synthetic time series for rigorous validation. We demonstrate the rigor and utility of MF-toolkit through its application to characterize the multifractal properties of non-stationary noise in gravitational wave (LIGO) data. The MF-toolkit library offers a robust, efficient, and user-friendly tool for advanced time series analysis, facilitating more rigorous and reproducible research across physics and other data-intensive fields. | 多重フラクタルデトレンド変動解析 (MFDFA) は、複雑な時系列のスケーリング特性と長距離相関を特徴付けるための強力で広く使用されている手法です。 しかし、その適用には、スケーリング領域 (クロスオーバー) の主観的な識別や多重フラクタル性の物理的起源の曖昧さの解消など、実際的な大きな課題が伴うことがよくあります。 これらの課題に対処するために設計された高性能並列化 Python ライブラリである MF-toolkit を紹介します。 このライブラリには、次の 3 つの重要なイノベーションが統合されています。 (1) オペレーターのバイアスを取り除き、再現性を向上させる、完全自動のクロスオーバー検出アルゴリズム (CDV-A および SPIC)。 (2) 多重フラクタル性の原因を頑健に識別できるように、サロゲート データを生成するための反復振幅調整フーリエ変換 (IAAFT) の組み込み実装。 (3) 厳密な検証のための合成時系列を生成するための包括的なスイート。 本稿では、重力波（LIGO）データにおける非定常ノイズの多重フラクタル特性を解析するMF-toolkitの適用例を通して、その厳密性と有用性を実証する。 MF-toolkitライブラリは、高度な時系列解析のための堅牢で効率的かつ使いやすいツールを提供し、物理学をはじめとするデータ集約型分野における、より厳密で再現性の高い研究を促進する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Solar-System constraints on a general scalar-tensor theory with generic non-minimal coupling function, non-canonical kinetic function, and scalar potential, are investigated in both the metric and Palatini formalisms. A unified post-Newtonian treatment is developed, yielding analytical expressions for the effective scalar mass, the effective gravitational coupling, and the parametrised post-Newtonian parameters $γ$ and $β$. The results show explicitly how the choice of variational principle affects the weak-field phenomenology. Comparison with Solar-System observations, primarily the Cassini bound on $γ$, indicates that the observational impact of the formalism is strongly model dependent. Generic non-minimally coupled scalar fields may satisfy significantly weaker local bounds in the Palatini case because of stronger Yukawa suppression, whereas in Brans-Dicke gravity the differences are typically small and become appreciable only in restricted regions of parameter space. For the point-particle source considered here, Palatini $f(\hat{R})$ gravity reproduces the general-relativistic exterior post-Newtonian limit, unlike metric $f(R)$ gravity. | 一般的な非最小結合関数、非正準運動関数、およびスカラーポテンシャルを持つ一般的なスカラーテンソル理論に対する太陽系制約を、計量形式とパラティーニ形式の両方で調査する。 統一的なポストニュートン処理を開発し、有効スカラー質量、有効重力結合、およびパラメータ化されたポストニュートンパラメータγとβの解析的表現を得る。 結果は、変分原理の選択が弱場現象にどのように影響するかを明確に示している。 太陽系観測、特にγに対するカッシーニの制約との比較は、形式の観測的影響がモデルに強く依存することを示している。 一般的な非最小結合スカラー場は、より強い湯川抑制のためにパラティーニの場合には著しく弱い局所的制約を満たす可能性があるが、ブランズ・ディッケ重力ではその差は通常小さく、パラメータ空間の限られた領域でのみ顕著になる。 ここで考察する点粒子源の場合、パラティーニの$f(\hat{R})$重力は、計量$f(R)$重力とは異なり、一般相対論的な外部ポストニュートン極限を再現します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Fast Radio Bursts (FRBs) are among the most intriguing phenomena observed in radio astronomy. So far, about 130 FRB signals have been confirmed and characterized by different surveys, and the CHIME telescope has recently reported a new catalog of 4539 bursts. Therefore, these numbers are expected to increase in the coming years. The detection, or lack thereof, of lensed FRB events can be used to probe Primordial Black Holes (PBHs) as a fraction of dark matter. We investigate the potential of three upcoming radio telescopes, LOFAR2.0, FAST Core Array, and BINGO, to test the PBH scenario. We forecast that LOFAR2.0 will constrain $f_{\mathrm{PBH}} < 0.16$ for PBH masses $M_{\rm PBH}>1\,{M_{\odot}}$, while FAST Core Array and BINGO will restrict $f_{\mathrm{PBH}} < 0.39$ for $M_{\rm PBH}>10\,{M_{\odot}}$ and $M_{\rm PBH}>10^{-2}\,{M_{\odot}}$, respectively. Despite the existence of stricter constraints, FRB lensing offers an independent and complementary probe of PBHs in the Universe, which will improve in the future. | 高速電波バースト（FRB）は、電波天文学で観測される最も興味深い現象の一つです。 これまでに、さまざまな調査によって約130個のFRB信号が確認され、特徴づけられており、CHIME望遠鏡は最近、4539個のバーストの新しいカタログを発表しました。 したがって、これらの数は今後数年間で増加すると予想されます。 重力レンズ効果を受けたFRBイベントの検出、あるいは検出されないことは、暗黒物質の一部としての原始ブラックホール（PBH）を調査するために利用できます。 私たちは、3つの次世代電波望遠鏡、LOFAR2.0、FAST Core Array、およびBINGOがPBHシナリオを検証する可能性について調査します。 LOFAR2.0は、PBH質量$M_{\rm PBH}>1\,{M_{\odot}}$に対して$f_{\mathrm{PBH}} < 0.16$を制約すると予測される一方、FAST Core ArrayとBINGOは、それぞれ$M_{\rm PBH}>10\,{M_{\odot}}$と$M_{\rm PBH}>10^{-2}\,{M_{\odot}}$に対して$f_{\mathrm{PBH}} < 0.39$を制約すると予測される。 より厳しい制約が存在するにもかかわらず、FRBレンズは宇宙におけるPBHの独立した補完的なプローブとして機能し、将来的にその精度が向上するだろう。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose an effective non-relativistic framework in which wave-function collapse emerges as a deterministic dynamical instability induced by gravitational self-interaction and regulated by short-distance repulsion. The dynamics is described by a nonlinear Schrödinger equation supplemented by a phenomenological repulsive sector ensuring regularity at high densities. Using a variational Gaussian ansatz, we derive an explicit effective energy functional and show that extended quantum states lose stability beyond a critical mass scale. This loss of stability is associated with a bifurcation in the reduced dynamical system governing the wave-function width, leading to the emergence of stable localized configurations. Within this picture, collapse corresponds to the dynamical selection of one of these localized attractors, driven by infinitesimal asymmetries in the initial state and occurring without stochastic noise or environmental coupling. The mechanism provides a controlled and quantitative realization of gravity-induced localization, extending Schrödinger--Newton-type models while avoiding their pathological short-distance behavior. Possible implications for mesoscopic systems probing the quantum-to-classical transition are briefly discussed. | 本稿では、重力自己相互作用によって誘発され、短距離斥力によって制御される決定論的な動的不安定性として波動関数の崩壊が生じる、有効な非相対論的枠組みを提案する。 このダイナミクスは、高密度における規則性を保証する現象論的な斥力セクターによって補完された非線形シュレディンガー方程式によって記述される。 変分ガウス仮説を用いて、明示的な有効エネルギー汎関数を導出し、拡張された量子状態が臨界質量スケールを超えると安定性を失うことを示す。 この安定性の喪失は、波動関数の幅を支配する縮小された力学系における分岐と関連しており、安定な局在配置の出現につながる。 この枠組みでは、崩壊は、初期状態における微小な非対称性によって駆動され、確率的ノイズや環境結合なしに発生する、これらの局在アトラクターの1つの動的選択に対応する。 このメカニズムは、重力による局在化を制御された定量的な形で実現し、シュレーディンガー・ニュートン型モデルを拡張しつつ、その病的な短距離挙動を回避する。 量子から古典への遷移を探るメゾスコピック系への応用可能性についても簡単に考察する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Thermodynamics provides a useful interpretation of scalar-tensor gravity, in which the effective imperfect fluid admitted by the nonminimal coupling features a temperature that is associated with the departure from general relativity. However, in this construction, certain thermodynamical quantities are defined with respect to a particular conformal frame. In the present work, we show that the originally proposed effective temperature assigned to nonminimally coupled scalar field theories is not frame invariant, and can thus be arbitrarily tuned by a change of frame. This raises the question of whether temperature can be viewed as an intrinsic property of a scalar-tensor theory rather than a particular representation of it. Working instead with the frame invariant formulation of scalar-tensor gravity, we find that the frame invariant effective fluid is perfect with identically vanishing temperature. The departure from general relativity is then governed not by temperature, but rather by a frame invariant chemical potential, similar to minimal theories. Therefore, general relativity can be interpreted as a state of diffusive equilibrium for any scalar-tensor theory, regardless of whether it is minimal or nonminimal. | 熱力学は、スカラーテンソル重力の有用な解釈を提供する。 この解釈では、非最小結合によって許容される有効不完全流体は、一般相対性理論からの逸脱に関連する温度を持つ。 しかし、この構成では、特定の熱力学的量は特定の共形フレームに関して定義されている。 本研究では、非最小結合スカラー場理論に割り当てられた当初提案された有効温度はフレーム不変ではなく、フレームの変更によって任意に調整できることを示す。 これは、温度をスカラーテンソル理論の特定の表現ではなく、その固有の性質と見なすことができるかどうかという疑問を提起する。 代わりに、スカラーテンソル重力のフレーム不変定式化を用いて検討すると、フレーム不変有効流体は、温度が常にゼロとなる完全流体であることがわかる。 したがって、一般相対性理論からの逸脱は、温度ではなく、最小理論と同様に、フレーム不変化学ポテンシャルによって支配される。 したがって、一般相対性理論は、最小理論であろうと非最小理論であろうと、あらゆるスカラーテンソル理論における拡散平衡状態として解釈することができる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Ground-based gravitational wave detectors are now routinely surveying the dark Universe, finding hundreds of collisions between compact objects such as black holes and neutron stars. However, terrestrial non-Gaussian noise artefacts, commonly known as glitches, reduce the sensitivity to signals and can overlap signals, producing biased astrophysical inferences. We introduce a hierarchical Bayesian model to measure the glitch rate, which improves upon existing trigger-counting methods in its capacity to measure the rate down into the low signal-to-noise regime without contamination from the Gaussian noise background, provided the population is accurately modelled. The methodology builds on standard hierarchical inference, but includes several novel features, including hierarchical inference with quantile compression (HIQC), a generic approximation method for the hierarchical recycled likelihood, and a time-domain rate estimated by fitting basis functions. We validate the methodology using simulated data with injected glitches and then apply it to data from the fourth LIGO-Virgo-KAGRA observing run, demonstrating time-resolved inferences of the glitch rate over a 24 h period. The inferred glitch rate is consistent with estimates from trigger counts, but does not require an arbitrary threshold and provides a more fine-grained view of the temporal behaviour. Finally, we demonstrate how our individual-detector rate estimates can be transformed into a coincident glitch probability and utilise this to validate that the retracted gravitational-wave candidate GW230630_070659 is likely a pair of coincident glitches. | 地上重力波検出器は現在、暗黒宇宙を日常的に調査しており、ブラックホールや中性子星などのコンパクト天体間の衝突を数百件発見している。 しかし、グリッチとして一般的に知られる地上の非ガウスノイズアーティファクトは、信号に対する感度を低下させ、信号と重なり合うことで、偏った天体物理学的推論を生み出す可能性がある。 我々は、グリッチ率を測定するための階層ベイズモデルを導入する。 このモデルは、母集団が正確にモデル化されていることを前提として、ガウスノイズの背景による汚染なしに、低信号対雑音比領域まで率を測定できる点で、既存のトリガーカウント法よりも優れている。 この手法は標準的な階層推論に基づいているが、階層推論と分位点圧縮（HIQC）、階層的リサイクル尤度の汎用近似法、基底関数のフィッティングによって推定される時間領域率など、いくつかの新しい機能が含まれている。 我々は、グリッチを注入したシミュレーションデータを用いて手法を検証し、その後、第4回LIGO-Virgo-KAGRA観測ランのデータに適用し、24時間にわたるグリッチ発生率の時間分解推定を実証した。 推定されたグリッチ発生率は、トリガーカウントからの推定値と一致するが、任意の閾値を必要とせず、時間的挙動をより詳細に把握できる。 最後に、個々の検出器の発生率推定値を同時グリッチ発生確率に変換する方法を示し、これを利用して、撤回された重力波候補GW230630_070659が同時グリッチのペアである可能性が高いことを検証した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The double Schwarzschild solution in the equal mass case is studied in bispherical coordinates. An explicit conformal transformation from cylindrical Weyl coordinates to bispherical coordinates is given in terms of elliptic functions. A multi-domain spectral method for spacetimes in bispherical coordinates is presented to numerically reconstruct this solution. | 質量が等しい場合の二重シュワルツシルト解を、 双球座標系で研究する。 円筒ワイル座標から双球座標への明示的な共形変換を、 楕円関数を用いて 示す。 双球座標系における時空のための多領域スペクトル法を提示し、 この解を数値的に再構成する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Gravitational wave (GW) observations of binary black hole (BBH) mergers provide a unique opportunity to probe the nature of spacetime in the strong-field and dynamical regime. We present updated constraints on deviations from the Kerr metric using BBH inspirals from the fourth Gravitational-Wave Transient Catalog (GWTC-4). Building on our previous GWTC-3 analysis, we employ a theory-agnostic framework in which non-Kerr effects of the Johannsen metric are incorporated as parametrized corrections to the GW phase within the post-Newtonian framework. We perform Bayesian parameter estimation on a selected subset of GWTC-4 events to constrain the deformation parameters $α_{13}$ and $ε_3$, yielding significantly tighter bounds compared to earlier results. When varied individually, the deformation parameters are found to be consistent with zero, providing no evidence for departures from the Kerr geometry. Our results reinforce the validity of General Relativity, particularly the Kerr hypothesis, and highlight the progress enabled by GWTC-4. | 重力波 (GW) による連星ブラックホール (BBH) 合体の観測は、強重力場および動的領域における時空の性質を探るユニークな機会を提供する。 我々は、第 4 重力波過渡カタログ (GWTC-4) の BBH 合体を用いて、カー計量からのずれに関する最新の制約を提示する。 我々の以前の GWTC-3 解析に基づいて、我々は理論に依存しないフレームワークを採用し、ヨハンセン計量の非カー効果をポスト ニュートンフレームワーク内の GW 位相に対するパラメーター化された補正として組み込む。 我々は、GWTC-4 イベントの選択されたサブセットに対してベイズ パラメーター推定を行い、変形パラメーター $α_{13}$ および $ε_3$ を制約し、以前の結果と比較して大幅にタイトな境界を得た。 変形パラメーターを個別に変化させた場合、ゼロと一致することがわかり、カー幾何学からのずれの証拠は得られなかった。 我々の研究結果は、一般相対性理論、特にカー仮説の妥当性を裏付けるものであり、GWTC-4によって可能になった進歩を浮き彫りにするものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study a minimal two-field scalar-tensor completion of Starobinsky inflation motivated by the one-loop effective action of scalar-tensor gravity. The model admits an exact Starobinsky branch, but the relevant question is whether nearby trajectories generate observable multifield effects. We show that a non-trivial class of initial conditions relaxes to an attractor-connected slow-roll branch continuously connected to the Starobinsky solution. We then solve the coupled adiabatic and entropy perturbation equations numerically. On the branch studied here, the entropy mode remains sufficiently suppressed that its sourcing of the curvature perturbation is negligible, while the tensor sector is unchanged. The inflationary observables therefore remain effectively Starobinsky-like, providing a robustness test of Starobinsky inflation against a minimal radiative scalar-tensor deformation. | 我々は、スカラーテンソル重力の1ループ有効作用に触発された、スタロビンスキーインフレーションの最小2場スカラーテンソル補完を研究する。 このモデルは厳密なスタロビンスキー分岐を許容するが、関連する問題は、近傍の軌道が観測可能な多場効果を生成するかどうかである。 我々は、非自明な初期条件のクラスが、スタロビンスキー解に連続的に接続されたアトラクター接続スローロール分岐に緩和することを示す。 次に、結合された断熱摂動方程式とエントロピー摂動方程式を数値的に解く。 ここで研究した分岐では、エントロピーモードは十分に抑制されたままであり、曲率摂動の発生源は無視できるほど小さい一方、テンソルセクターは変化しない。 したがって、インフレーション観測量は実質的にスタロビンスキー型のままであり、最小限の放射性スカラーテンソル変形に対するスタロビンスキーインフレーションの堅牢性テストを提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study flat Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (FLRW) models with a perfect fluid matter source and a scalar field minimally coupled to matter with power-law-exponential \textquotedblleft hybrid\textquotedblright potential. Using expansion-normalised variables, we formulate the field equations as a constrained three-dimensional dynamical system and determine its equilibrium structure. We show that viable cosmological histories, consisting of a transient matter or radiation era followed by late-time accelerated expansion, arise in restricted regions of parameter space. A central result is that the physically relevant trajectories are confined to an invariant plane, which contains both the transient matter point $\mathcal{B}$ and the accelerated point $\mathcal{C}$. We further show, by centre-manifold analysis, that the accelerated point $\mathcal{C}$ is not a global attractor: it attracts trajectories with $φ>0$ and repels those with $φ<0$. For dust, a standard matter era requires vanishing coupling of the scalar field to matter, while for radiation the interaction term vanishes identically. Finally, we discuss the issue that the qualitative cosmological dynamics may be independent of the precise functional form of the scalar-field potential. | 我々は、完全な流体物質源と、べき乗則指数型ハイブリッドポテンシャルで物質に最小限に結合したスカラー場を持つ平坦なフリードマン・ルメートル・ロバートソン・ウォーカー（FLRW）モデルを研究する。 膨張正規化変数を用いて、場の方程式を制約付き3次元力学系として定式化し、その平衡構造を決定する。 過渡的な物質時代または放射時代に続いて後期の加速膨張が起こるという、実行可能な宇宙史は、パラメータ空間の限られた領域で発生することを示す。 重要な結果は、物理的に関連する軌道が、過渡的な物質点$\mathcal{B}$と加速点$\mathcal{C}$の両方を含む不変平面に限定されるということである。 さらに、中心多様体解析により、加速点 $\mathcal{C}$ はグローバルアトラクターではないことを示します。 $φ>0$ の軌道を引き付け、$φ<0$ の軌道を反発します。 ダストの場合、標準的な物質時代ではスカラー場と物質の結合がゼロである必要がありますが、放射の場合は相互作用項が恒等的にゼロになります。 最後に、定性的な宇宙論的ダイナミクスがスカラー場ポテンシャルの正確な関数形式に依存しない可能性があるという問題について議論します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Gravitational-wave events are interpreted in terms of Bayesian posteriors for their source properties inferred under unphysical reference priors. Though these parameter estimates are important intermediate data products for downstream analyses, across the catalog they provide generically biased sourced properties and are therefore unsuitable for direct astrophysical interpretation. Hierarchical parameter estimation is the solution, where joint analysis of the entire catalog of observations not only reduces statistical uncertainties but actually informs the correct prior. Population-informed source properties from there derived are naturally suited to astrophysical interpretation and catalog statistics, such as identification of exceptional events from previous and ongoing observing runs. Using the latest LIGO-Virgo-KAGRA data, we thus demonstrate that population inference is not optional to interpret gravitational-wave observations. | 重力波イベントは、非物理的な参照事前分布の下で推定された発生源特性のベイズ事後分布に基づいて解釈されます。 これらのパラメータ推定値は、下流解析にとって重要な中間データですが、カタログ全体を通して、一般的に偏った発生源特性を提供するため、直接的な天体物理学的解釈には適していません。 階層的なパラメータ推定が解決策であり、観測カタログ全体の共同解析によって統計的不確実性が低減されるだけでなく、正しい事前分布が実際に得られます。 そこから導出される集団情報に基づく発生源特性は、天体物理学的解釈やカタログ統計、例えば過去および現在進行中の観測ランからの例外的なイベントの特定などに自然に適しています。 最新のLIGO-Virgo-KAGRAデータを用いて、重力波観測の解釈において集団推論が必須であることを示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We compute the efficiency of the reversible Stirling engine, with and without regeneration, for a broad class of working substances including Van der Waals fluids, quantum ideal gases (Bose and Fermi), Bose-Einstein condensates, thermal conformal field theories (CFTs), and holographic CFTs. Regeneration acts as an internal heat recycling mechanism that enhances efficiency by reducing the net heat exchange with external reservoirs. For regenerative Stirling cycles, a central role is played by the intrinsic heat mismatch between the two isochoric branches, which controls the deviation of the efficiency from the Carnot bound and quantifies the extent to which internally exchanged heat can be perfectly recycled. We identify a general sufficient condition for attaining Carnot efficiency, namely that the fixed-volume heat capacity is independent of the volume, ensuring that the isochoric heat mismatch vanishes. While this condition is satisfied for classical ideal gases and Van der Waals fluids, it is violated for quantum ideal gases and CFT working substances. For thermal CFT states dual to AdS-Schwarzschild and AdS-Reissner-Nordström black holes we obtain exact expressions for the Stirling efficiency. In the fixed-potential ensemble, we show that the Stirling efficiency asymptotes to the Carnot value in the large-potential limit, with a faster approach in the presence of regeneration. | 我々は、ファンデルワールス流体、量子理想気体（ボーズおよびフェルミ）、ボーズ・アインシュタイン凝縮体、熱共形場理論（CFT）、ホログラフィックCFTなど、幅広い作動物質について、再生ありとなしの両方で可逆スターリングエンジンの効率を計算した。 再生は、外部熱源との正味の熱交換を減らすことで効率を高める内部熱リサイクル機構として機能する。 再生スターリングサイクルでは、2つの等積分岐間の固有の熱不一致が中心的な役割を果たし、これが効率のカルノー限界からのずれを制御し、内部で交換された熱を完全にリサイクルできる程度を定量化する。 我々は、カルノー効率を達成するための一般的な十分条件、すなわち、固定体積熱容量が体積に依存しないことを特定し、これにより等積熱不一致がゼロになることを保証する。 この条件は、古典的理想気体とファンデルワールス流体では満たされるが、量子理想気体とCFT作動物質では満たされない。 AdS-シュワルツシルトブラックホールおよびAdS-ライスナー・ノルドシュトロムブラックホールに双対な熱的CFT状態について、スターリング効率の厳密な式を導出した。 固定ポテンシャルアンサンブルにおいて、スターリング効率はポテンシャルが大きい極限でカルノー値に漸近し、再生が存在する場合にはより速やかに収束することを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a new differential mechanical gradiometer for the detection of low-frequency Gravitational Waves. The frequency range is 0.05 to 1 Hz, a frequency gap not covered either by future space-based detectors such as LISA or by ground-based observatories such as Einstein Telescope or Cosmic Explorer. The proposed detection principle is similar to antennas based on torsion pendulums but solves the problem of physical confinement of these antennas by operating vertically and by having a counterweight at one end of each bar and a mass suspended from a long wire at the other. With this configuration, we enlarge the gravitational force acting on the system \textit{without} changing the moment of inertia of the system, so that we move from a signal $Δθ$ of the order of $Δθ= h$, where h is the amplitude of the gravitational wave, to a signal of the order $Δθ= h\frac{L}{D}$, where D is the length of the arm and L is the length of the wire suspending the test mass. This configuration is a further evolution of the recent development of tiltmeters and balances with double suspended arms and interferometric read-out, where the main working principles are already tested. The expected sensitivity will be discussed with respect to the proposed parameters and the present technology. | 本稿では、低周波重力波検出のための新しい差動機械式グラジオメーターを提案する。 周波数範囲は0.05～1Hzであり、これはLISAなどの将来の宇宙ベースの検出器や、アインシュタイン望遠鏡やコズミック・エクスプローラーなどの地上観測所ではカバーされていない周波数帯域である。 提案する検出原理は、ねじり振り子に基づくアンテナに似ているが、垂直方向に動作させ、各バーの一端にカウンターウェイトを、もう一端に長いワイヤーで吊り下げられた質量を持たせることで、これらのアンテナの物理的な制約の問題を解決している。 この構成では、システムの慣性モーメントを変えることなく、システムに作用する重力を増大させ、重力波の振幅を h としたときの信号 $Δθ= h$ のオーダーから、アームの長さを D、試験質量を吊り下げるワイヤーの長さを L としたときの信号 $Δθ= h\frac{L}{D}$ のオーダーへと変化させます。 この構成は、二重吊り下げアームと干渉計式読み出しを備えた傾斜計および天秤の最近の開発のさらなる進化であり、その主要な動作原理は既に検証済みです。 期待される感度については、提案されたパラメータと現在の技術に関して議論します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study a simple theory based on general relativity, minimally coupled to a constrained scalar triplet and to an auxiliary non-propagating three-form sector. Within a spherically symmetric hedgehog ansatz, the theory admits a continuous exact family of asymptotically flat geometrically regular black holes. For a simple choice of kinetic function, the solutions possess a de Sitter core and approach Schwarzschild with the first correction appearing only at order $r^{-4}$. We analyse their horizon structure, thermodynamics, and main strong-field properties. The black holes carry topological scalar hair and a continuous secondary parameter, but no scalar charge. The regularity established here is geometric: the curvature invariants remain finite, although the matter sector is not completely smooth at the centre. | 一般相対性理論に基づき、制約付きスカラー三重項と補助的な非伝播三形式セクターに最小限に結合した単純な理論を研究する。 球対称ハリネズミ仮説の下では、この理論は漸近的に平坦な幾何学的に正則なブラックホールの連続的かつ厳密な族を許容する。 運動関数を単純に選択すると、解はド・ジッター核を持ち、最初の補正が $r^{-4}$ の次数でのみ現れるシュワルツシルトに近づく。 我々はそれらの事象の地平線構造、熱力学、および主要な強磁場特性を分析する。 ブラックホールは位相的スカラーヘアと連続的な二次パラメータを持つが、スカラー電荷は持たない。 ここで確立された正則性は幾何学的である。 物質セクターは中心で完全に滑らかではないが、曲率不変量は有限のままである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Non-commutative electrodynamics obtained through the Seiberg-Witten map ceases to have equivalent action-level and equation-level realizations once fixed external currents are introduced, and in the action-level construction associated with the Banerjee current map the canonical location of this source-induced obstruction has remained unclear. Working in the full phase space and treating the current as prescribed and non-dynamical, we apply the Dirac-Bergmann algorithm without imposing current conservation as an external condition. The preservation of the Gauss-type secondary constraint produces a third-stage candidate whose phase-space expression is shown to be algebraically identical, at first order in the non-commutativity parameter and for purely space-space non-commutativity, to the canonical pullback of the divergence of the mapped Euler-Lagrange equations. This identity locates the source-compatibility obstruction directly within the Dirac chain. For generic inhomogeneous sources, the next consistency step feeds this object back into the primary multiplier through a source-dependent kernel, so the chain closes by multiplier fixing rather than by the generic appearance of a quaternary constraint. Reduced-phase-space results, including the gauge generator, Dirac brackets and degree-of-freedom count, are obtained only in a restricted sufficient first-class subcase; no broader claim is made for arbitrary source profiles. | セイバーグ・ウィッテン写像によって得られる非可換電気力学は、固定された外部電流が導入されると、等価な作用レベルと方程式レベルの実現を持たなくなり、バネルジー電流写像に関連する作用レベルの構成では、このソース誘起障害の正準位置は不明確なままであった。 位相空間全体で作業し、電流を規定された非動的なものとして扱い、外部条件として電流保存を課さずにディラック・ベルクマンアルゴリズムを適用する。 ガウス型の二次制約の保存により、第3段階の候補が得られ、その位相空間表現は、非可換性パラメータの1次で、純粋に空間-空間非可換性の場合、写像されたオイラー・ラグランジュ方程式の発散の正準引き戻しと代数的に同一であることが示される。 この同一性により、ソース適合性障害がディラック連鎖内に直接位置付けられる。 一般的な不均質ソースの場合、次の整合性ステップでは、ソース依存カーネルを介してこのオブジェクトをプライマリ乗算器にフィードバックするため、チェーンは一般的な四元制約の出現ではなく、乗算器の固定によって閉じられます。 ゲージ生成器、ディラック括弧、自由度カウントを含む縮約位相空間の結果は、限定された十分な第一級サブケースでのみ得られ、任意のソースプロファイルに対するより広範な主張は行われません。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Sgr A* exhibits a persistent negative circular polarization (CP) at 230\,GHz, offering a powerful probe of the magnetic field geometry in its accretion flow. Using a stationary semi-analytic radiatively inefficient accretion flow (RIAF) model in Kerr spacetime with polarized radiative transfer, we systematically analyze CP images for six poloidal magnetic field configurations across varying black hole spins, inclinations, and field polarities. We find that CP production is dominated by Faraday conversion in radial, parabolic, quadrupole, and combined geometries, but by intrinsic emission in dipole and vertical fields. The radial and parabolic configurations produce the polarity-invariant net CP, while dipole and vertical fields yield the polarity-sensitive one. As the accretion disk is prograde with respect to the black hole spin, the CP production across all six field geometries is found to be lower at high spin case, while the situation is more complicated in the retrograde case. Moreover, the net CP observed from edge-on views $V_{\rm net} \approx 0$ except for the quadrupole geometry. Comparing with ALMA data, the reversed-field model is excluded at high inclinations and then the magnetic field geometry of Sgr A* is constrained. | Sgr A* は 230 GHz で持続的な負の円偏光 (CP) を示し、降着流の磁場形状を強力に探査します。 偏光放射伝達を伴うカー時空における定常半解析放射非効率降着流 (RIAF) モデルを使用して、ブラックホールのスピン、傾斜角、および磁場極性の異なる 6 つのポロイダル磁場構成について CP 画像を系統的に解析します。 半径方向、放物線方向、四重極、および複合形状では CP 生成がファラデー変換によって支配されますが、双極子および垂直磁場では固有放射によって支配されることがわかりました。 半径方向および放物線方向の構成では極性不変の正味 CP が生成されますが、双極子および垂直磁場では極性に敏感な CP が生成されます。 降着円盤がブラックホールのスピンに対して順行であるため、6 つの磁場形状すべてにおいて、高スピンの場合には CP 生成が低く、逆行の場合には状況がより複雑であることがわかりました。 さらに、四重極ジオメトリを除いて、エッジオンビューから観測された正味のCPは$V_{\rm net} \approx 0$である。 ALMAデータと比較すると、高傾斜角では逆磁場モデルが除外され、Sgr A*の磁場ジオメトリが制約される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We introduce an ansatz for force-free electrodynamics in Minkowski spacetime under which the nonlinear system reduces to a semilinear scalar wave equation depending on two spacetime variables. This reduction yields explicit time-dependent solutions, including type-changing configurations with finite energy per unit transverse area and a null kink-type example. For traveling-wave solutions in the magnetically dominated regime, the kernel distribution of the field defines minimal field-sheet foliations. | ミンコフスキー時空における力のない電気力学の仮説を導入する。 この仮説の下では、非線形系は2つの時空変数に依存する半線形スカラー波動方程式に帰着する。 この帰着により、単位横面積あたりのエネルギーが有限な型変化構成やヌルキンク型の例など、時間依存の明示的な解が得られる。 磁気支配領域における進行波解については、場のカーネル分布が最小の場シート葉層を定義する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the Hamiltonian formulation of a gravity model obtained from a Yang--Mills theory for a one-parameter family of (A)dS Lie algebras parametrized by $α$, when the family of algebras is contracted to the Poincaré algebra in the limit $α\to 0$. We derive the canonical structure and first-class constraints and analyze the resulting algebra in the contraction limit. In this limit, the constraints generate the residual Lorentz gauge invariance, and the components of the AdS potential transform as tetrads and Lorentz connection. Finally, we determine the number of physical degrees of freedom, showing that in the non-propagating torsion sector - selected by a Lorentz-covariant gauge condition preserved under dynamical evolution - the theory exhibits only two propagating degrees of freedom. | 我々は、$α$でパラメータ化された1パラメータ族の(A)dSリー代数に対するヤン・ミルズ理論から得られる重力モデルのハミルトニアン定式化を、$α\to 0$の極限で代数族がポアンカレ代数に縮約される場合について研究する。 我々は正準構造と第一種拘束を導出し、縮約極限における結果として得られる代数を解析する。 この極限では、拘束によって残余ローレンツゲージ不変性が生成され、AdSポテンシャルの成分はテトラッドとローレンツ接続として変換される。 最後に、物理的自由度の数を決定し、動的進化の下で保存されるローレンツ共変ゲージ条件によって選択される非伝播ねじれセクターでは、理論は2つの伝播自由度しか示さないことを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Modified gravity theories constitute viable alternatives to the standard cosmological model for explaining the observed late-time accelerated expansion of the Universe. The Effective Field Theory of Dark Energy (EFTofDE) is an efficient framework to describe a wide range of such theories with a limited number of parameters. To robustly constrain them by comparison with clustering and weak lensing data from upcoming large-scale structure surveys, high-resolution cosmological N-body simulations are required to obtain accurate predictions for the matter distribution on non-linear scales. We introduce two new N-body simulation codes for EFTofDE cosmologies: PySCo-EFT, a Python-based particle mesh code, and ECOSMOG-EFT, a RAMSES-based code with adaptive mesh refinement. We consider Horndeski models with a luminal gravitational wave speed. We use iterative solvers and multigrid schemes to solve for the additional scalar field equation in both codes, incorporating the non-linear Vainshtein screening mechanism. We present validation and convergence tests of the codes. We obtain a sub-0.5 percent agreement with linear theory on large scales and a similar agreement between the two codes on non-linear scales. The dominant numerical effects on the matter-power-spectrum boost are mass resolution, finite-volume effects, refinement threshold, and starting redshift, but they are limited to below 2% at the largest wavenumbers (k=10 h/Mpc) for the range of tested values. We investigate the impact of the EFTofDE parameters on the matter-power-spectrum ratios between EFTofDE and $Λ$CDM cases. Depending on the EFTofDE parameters, the screening plays a negligible or dominant role compared to the linearised field equations. Our codes provide tools for generating fast and accurate predictions of the impact of the EFTofDE on the clustering of matter, incorporating non-linear screening. | 修正重力理論は、観測されている宇宙の後期加速膨張を説明するために、標準宇宙論モデルに代わる実行可能な選択肢となる。 ダークエネルギーの有効場理論（EFTofDE）は、限られた数のパラメータでこのような理論の幅広い範囲を記述する効率的な枠組みである。 今後予定されている大規模構造サーベイからのクラスタリングおよび弱い重力レンズデータとの比較によってこれらの理論を確実に制約するためには、非線形スケールでの物質分布の正確な予測を得るために高解像度の宇宙論的N体シミュレーションが必要となる。 我々は、EFTofDE宇宙論のための2つの新しいN体シミュレーションコード、Pythonベースの粒子メッシュコードであるPySCo-EFTと、適応メッシュ細分化を備えたRAMSESベースのコードであるECOSMOG-EFTを紹介する。 我々は、光速重力波を持つHorndeskiモデルを検討する。 我々は、非線形Vainshtein遮蔽機構を組み込んだ追加のスカラー場方程式を解くために、両方のコードで反復ソルバーとマルチグリッドスキームを使用する。 コードの検証と収束テストを示します。 大規模スケールでは線形理論との0.5%未満の一致が得られ、非線形スケールでは2つのコード間で同様の一致が得られました。 物質パワースペクトルの増加に対する支配的な数値効果は、質量分解能、有限体積効果、精緻化閾値、および開始赤方偏移ですが、テストされた値の範囲では、最大の波数（k=10 h/Mpc）で2%未満に制限されます。 EFTofDEとΛCDMケース間の物質パワースペクトル比に対するEFTofDEパラメータの影響を調査します。 EFTofDEパラメータに応じて、スクリーニングは線形化された場の方程式と比較して無視できる役割または支配的な役割を果たします。 私たちのコードは、非線形スクリーニングを組み込んだ物質のクラスタリングに対するEFTofDEの影響を高速かつ正確に予測するためのツールを提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present numerically-informed closed-form expressions for the dominant $(\ell,m)=(2,2)$ waveform harmonic of the post-merger emission from mergers of non-spinning binary black holes with comparable masses on highly eccentric orbits. Using 233 non-spinning eccentric simulations from the RIT catalog, we construct time-dependent complex quasinormal mode amplitudes via a Bayesian procedure. We build multivariate polynomial models, represented as functions of the symmetric mass ratio $ν$ and two dynamics parameters evaluated at merger: the mass-rescaled effective energy $\hat{E}_{\mathrm{eff}}^{\mathrm{mrg}}$ and angular momentum $j_{\mathrm{mrg}}$. We further validate the post-merger non-circular waveform model by comparing it against simulations from the SXS catalog. Our models achieve mismatches around $\sim10^{-3}$, including for near-extreme eccentricities. The model can be directly combined with effective-one-body and phenomenological inspiral waveforms to produce accurate inspiral-merger-ringdown waveforms, essential for parameter estimation of both astrophysical and fundamental physics properties of the signals' sources. | 本稿では、同程度の質量を持つ非回転連星ブラックホールが高度に偏心した軌道上で合体した後の放射における、支配的な $(\ell,m)=(2,2)$ 波形高調波について、数値的に裏付けられた閉形式の表現を提示する。 RIT カタログの 233 個の非回転偏心シミュレーションを用いて、ベイズ法によって時間依存の複素準正規モード振幅を構築する。 我々は、対称質量比 $ν$ と合体時に評価される 2 つの力学パラメータ (質量再スケーリングされた有効エネルギー $\hat{E}_{\mathrm{eff}}^{\mathrm{mrg}}$ および角運動量 $j_{\mathrm{mrg}}$) の関数として表される多変量多項式モデルを構築する。 さらに、SXS カタログのシミュレーションと比較することで、合体後の非円形波形モデルを検証する。 私たちのモデルは、極めて大きな離心率の場合も含め、約10⁻³程度の誤差範囲を実現しています。 このモデルは、実効的な一体構造や現象論的な合体波形と直接組み合わせることで、正確な合体・リングダウン波形を生成できます。 これは、信号源の天体物理学的特性と基礎物理学的特性の両方のパラメータ推定に不可欠です。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present the first three-dimensional general relativistic magnetohydrodynamic simulation of sustained accretion onto a horizonless singularity in which matter reaches the central object rather than being accumulated outside of it or expelled in outflows. We consider a Joshi-Malafarina-Narayan (JMN-1) spacetime, a well-motivated black hole mimicker that arises from gravitational collapse with anisotropic pressure in general relativity, and adopt a compactness parameter for which the central singularity is null. We find that the system evolves into a sustained magnetically arrested disk state. For parameters appropriate to the low-luminosity active galactic nucleus M87*, we obtain an accretion rate of $\sim(3.0 \pm 0.5)\times 10^{-6} \dot{M}_{\rm Edd}$, in full agreement with estimates based on black hole models and, in particular, comparable to that of our reference Schwarzschild black hole simulation. Synthetic ray-traced images at $230\,{\rm GHz}$, computed using polarized general relativistic radiative transfer, are broadly consistent with the Event Horizon Telescope observations of M87*. We identify a key observational discriminant between a black hole and JMN-1: the presence of detectable brightness inside of the ``observable" shadow of JMN-1. This emission originates very close to the central singularity, in a region that would be hidden behind the event horizon in a black hole spacetime. Although this signature is beyond the reach of current observations, it falls within the projected imaging dynamic range of next-generation radio interferometric instruments, offering a robust test of the black hole paradigm. | 本稿では、物質が中心天体の外側に蓄積されたり、流出によって放出されたりするのではなく、中心天体に到達する、事象の地平線のない特異点への持続的な降着を、一般相対論的磁気流体力学シミュレーションによって初めて3次元で示す。 我々は、一般相対論における異方性圧力を伴う重力崩壊から生じる、ブラックホールを模倣した妥当なモデルであるJoshi-Malafarina-Narayan（JMN-1）時空を考慮し、中心特異点がヌルとなるようなコンパクトネスパラメータを採用する。 その結果、システムは持続的な磁気的に拘束された円盤状態へと進化することがわかった。 低光度活動銀河核M87*に適したパラメータの場合、降着率は$\sim(3.0 \pm 0.5)\times 10^{-6} \dot{M}_{\rm Edd}$となり、ブラックホールモデルに基づく推定値と完全に一致し、特に、我々の参照シュワルツシルトブラックホールシミュレーションの値と同程度である。 偏光一般相対論的放射伝達を用いて計算された$230\,{\rm GHz}$での合成光線追跡画像は、M87*のイベントホライズンテレスコープ観測と概ね一致している。 ブラックホールとJMN-1を区別する重要な観測的特徴として、JMN-1の「観測可能な」影の内部に検出可能な明るさが存在することが挙げられます。 この放射は中心特異点の非常に近く、ブラックホール時空では事象の地平線の背後に隠れてしまう領域から発生しています。 この特徴は現在の観測では捉えきれませんが、次世代電波干渉計の想定される撮像ダイナミックレンジ内に収まるため、ブラックホールパラダイムの確固たる検証手段となります。 |