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| Original Text | 日本語訳 |
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| Using the worldline effective field theory formalism, we derive the nonlocal-in-time conservative contributions arising from tail effects in gravitational scattering to fifth Post-Minkowskian (5PM) and tenth self-force (10SF) orders. The result features multiple polylogarithms of up to weight three. This challenging computation relies on state-of-the-art integration techniques, including a novel integration-by-parts algorithm: the Sparse Integral Reducer (SpideR). We find perfect agreement in the overlap with all existing literature through sixth post-Newtonian order. The results presented here provide a key ingredient for isolating the local-in-time component of the conservative two-body dynamics of binary inspirals at 5PM order. | ワールドライン有効場理論の形式論を用いて、重力散乱におけるテール効果から生じる時間的に非局所的な保存項を、ポストミンコフスキー第5次（5PM）および第10次自己力（10SF）まで導出しました。 この結果には、重み3までの多重対数項が含まれています。 この困難な計算は、最先端の積分技術、特に新しい部分積分アルゴリズムであるスパース積分リデューサー（SpideR）に依存しています。 第6次ポストニュートン次数まで、既存の文献との重なり部分において完全な一致が見られました。 ここで提示する結果は、5PM次数における連星合体における保存的な2体ダイナミクスの時間的に局所的な成分を分離するための重要な要素となります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct an analytical black hole solution in the Einstein-Maxwell-Yang-Mills theory with a conformally coupled scalar field in four dimensions, which generalizes the charged Martínez-Troncoso-Zanelli (MTZ) black hole in the presence of self-gravitating non-Abelian gauge fields. The internal gauge group is determined by the horizon curvature, becoming $SU(N)$ in the case of positive curvature and $SU(N-1,1)$ when the curvature is negative. Moreover, this solution is employed as a conformal seed to obtain new meronic spacetimes dressed with all (super-)renormalizable contributions of the scalar field, which provides the generalization of the Anabalón-Cisterna (AC) solution when self-gravitating non-Abelian gauge fields are included. Finally, we consider the non-Noetherian extension of the conformal scalar fields, which still yields a second-order conformally invariant scalar equation, even though the action is not. In that case, we show that static black hole solutions can also be charged with Yang-Mills fields. | 我々は、共形的に結合したスカラー場を持つ4次元アインシュタイン・マクスウェル・ヤン・ミルズ理論において、自己重力を持つ非アーベルゲージ場が存在する場合に、荷電マルティネス・トロンコソ・ザネリ（MTZ）ブラックホールを一般化した解析的ブラックホール解を構築する。 内部ゲージ群は地平線の曲率によって決定され、曲率が正の場合はSU(N)、曲率が負の場合はSU(N-1,1)となる。 さらに、この解は共形シードとして用いられ、スカラー場のすべての（超）繰り込み可能な寄与で装飾された新しいメロン時空が得られる。 これは、自己重力を持つ非アーベルゲージ場が含まれる場合に、アナバロン・システルナ（AC）解を一般化したものである。 最後に、共形スカラー場の非ネーター拡張を考察する。 この場合、作用は共形不変ではないものの、2次共形不変スカラー方程式が得られる。 この場合、静的ブラックホール解にもヤン・ミルズ場を付与できることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The dispersion of fast radio bursts (FRBs) measures the column density of free electrons, tracing the diffuse ionized gas that contains more than $90\%$ of all baryons. On linear scales the FRB dispersion field is an approximately unbiased tracer of the matter distribution, an idea long assumed in the FRB large-scale structure literature and recently formalized by Zhou and Zhang [arXiv:2510.11022]. This follows from baryon-mass conservation, which forces the total baryon field to have unit linear bias, with dispersion inheriting this bias up to small corrections from the stellar and neutral-gas components. We show these corrections can be bounded at the percent level using existing galaxy and 21 cm surveys, and confirm with the FLAMINGO hydrodynamical simulations that the electron bias varies at the percent level across a wide range of feedback prescriptions. The dispersion-galaxy cross-power spectrum at linear scales directly constrains $B_8 \equiv σ_8(Ω_b/0.05)^{1/2}$, a baryonic analog of $S_8$, independently of feedback physics. Because most of the per-object variance in dispersion is cosmological signal rather than noise, $\sim\!10^5$ localized FRBs can match the statistical power of $\sim\!10^8$ weak-lensing galaxy shape measurements. FRB dispersion thus joins weak lensing and redshift-space distortions as a new unbiased tracer of matter on large scales. | 高速電波バースト (FRB) の分散は自由電子の柱密度を測定し、全バリオンの 90% 以上を含む拡散電離ガスを追跡します。 線形スケールでは、FRB 分散場は物質分布のほぼバイアスのないトレーサーであり、FRB の大規模構造に関する文献で長い間想定されていた考えであり、最近 Zhou と Zhang [arXiv:2510.11022] によって形式化されました。 これはバリオン質量保存則から導かれ、バリオン場全体が単位線形バイアスを持つことを強制し、分散はこのバイアスを恒星成分と中性ガス成分からの小さな補正を除いて継承します。 既存の銀河および 21 cm サーベイを使用してこれらの補正をパーセントレベルで制限できることを示し、FLAMINGO 流体力学シミュレーションで、電子バイアスがフィードバック処方の広範囲にわたってパーセントレベルで変化することを確認します。 線形スケールでの分散銀河クロスパワースペクトルは、フィードバック物理とは無関係に、$S_8$ のバリオン類似物である $B_8 \equiv σ_8(Ω_b/0.05)^{1/2}$ を直接制約します。 分散におけるオブジェクトごとの分散の大部分はノイズではなく宇宙論的信号であるため、$\sim\!10^5$ 個の局所化された FRB は、$\sim\!10^8$ 個の弱重力レンズ銀河形状測定の統計的検出力に匹敵します。 したがって、FRB 分散は、弱重力レンズや赤方偏移空間歪みと並んで、大規模スケールでの物質の新しいバイアスのないトレーサーとなります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The relation between uniformly accelerated laboratories and laboratories supported in a gravitational field lies at the conceptual core of the Equivalence Principle, yet its precise kinematical content beyond strictly local considerations remains subtle. In this work we develop a unified metric description of these configurations using the standard Arnowitt-Deser-Misner (ADM) formulation of General Relativity, which provides an explicit decomposition of spacetime into spatial hypersurfaces and their temporal evolution. In this setting the ADM shift vector is interpreted as a physical quantity encoding the kinematical relation between spatial slices and their temporal embedding associated with a chosen foliation. This interpretation allows uniformly accelerated laboratories and laboratories supported in a gravitational field to be described within a common structural framework, showing that configurations experiencing identical proper acceleration share an equivalent local shift structure. This viewpoint clarifies the apparent asymmetry between the spatial displacement and energetic cost associated with accelerated motion and their apparent absence in phenomenological descriptions of observers supported in a gravitational field. The formulation remains fully equivalent to standard General Relativity at the level of the field equations and constraints while making explicit kinematical features that are usually implicit in its geometric description. Consequences of this interpretation include a relational account of gravitational time dilation and the emergence of observer-dependent horizons. | 一様に加速する実験室と重力場に支えられた実験室の関係は、等価原理の概念の中核をなすものですが、厳密に局所的な考察を超えたその正確な運動学的内容は依然として不明瞭です。 本研究では、一般相対性理論の標準的なアーノウィット・デザー・ミスナー（ADM）定式化を用いて、これらの構成の統一的な計量記述を開発します。 この定式化は、時空を空間超曲面とその時間的発展に明示的に分解します。 この設定では、ADMシフトベクトルは、選択された葉層に関連付けられた空間スライスとその時間的埋め込みの間の運動学的関係を符号化する物理量として解釈されます。 この解釈により、一様に加速する実験室と重力場に支えられた実験室を共通の構造的枠組み内で記述することが可能になり、同一の固有加速を経験する構成は等価な局所シフト構造を共有することが示されます。 この視点は、加速運動に伴う空間変位とエネルギーコストの見かけ上の非対称性と、重力場に支えられた観測者の現象論的記述におけるそれらの見かけ上の欠落を明確にする。 この定式化は、場の方程式と制約のレベルでは標準的な一般相対性理論と完全に等価でありながら、その幾何学的記述では通常暗黙のうちに含まれる運動学的特徴を明示する。 この解釈の帰結として、重力による時間の遅れに関する関係論的説明と、観測者に依存する事象の地平線の出現が挙げられる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this study, by utilizing the constructed generalized free energy alongside the Mean First-Passage Time and the Kramers escape rate from stochastic dynamics, we have obtained a comprehensive landscape of the phase transitions for the Bardeen-AdS-class black hole. This black hole model admits two distinct categories of solutions. Type I black holes feature a regular black hole solution, and Type II black holes possess a vacuum state solution. In the phase transition between the small black hole and the large black hole for Type I, the process may pass through a stable, metastable, or unstable regular black hole as an intermediate state. In contrast, for Type II black holes, the phase transition occurs exclusively between the vacuum state and the small black hole, and the transition process does not involve any regular black hole intermediate states. | 本研究では、構築した一般化自由エネルギーと平均初回通過時間および確率的ダイナミクスからのクレイマーズ脱出率を利用することにより、バーディーン-AdSクラスブラックホールの相転移の包括的なランドスケープを得た。 このブラックホールモデルは、2つの異なるカテゴリの解を許容する。 タイプIブラックホールは正則ブラックホール解を持ち、タイプIIブラックホールは真空状態解を持つ。 タイプIの小さなブラックホールと大きなブラックホールの間の相転移では、中間状態として安定、準安定、または不安定な正則ブラックホールを経由する可能性がある。 対照的に、タイプIIブラックホールでは、相転移は真空状態と小さなブラックホールの間でのみ発生し、遷移プロセスには正則ブラックホールの中間状態は含まれない。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Domain wall annihilation can leave a distinctive imprint on the induced gravitational wave spectrum. During annihilation, most of the domain wall energy transforms into the scalar field responsible for the initial $\mathbb{Z}_2$ symmetry breaking that created the walls, along with any coupled species. If the produced scalar is sufficiently long-lived, its delayed decay drives an early matter-dominated phase following domain wall annihilation, significantly amplifying induced gravitational waves from primordial perturbations. The subsequent transition to radiation domination dilutes the domain wall contribution through entropy injection while preserving the enhanced induced signal. This creates a gravitational wave spectrum with two distinct peaks detectable across complementary frequency bands. We explore the observable parameter space and demonstrate how multi-band detection can probe early universe symmetry breaking. | ドメインウォールの消滅は、誘導重力波スペクトルに特徴的な痕跡を残す可能性がある。 消滅の際、ドメインウォールのエネルギーの大部分は、ウォールを生成した初期の $\mathbb{Z}_2$ 対称性の破れの原因となるスカラー場と、それに結合した種に変換される。 生成されたスカラー場が十分に長寿命であれば、その遅延崩壊によってドメインウォール消滅後に物質優勢期が到来し、原始摂動による誘導重力波が大幅に増幅される。 その後の放射優勢期への移行は、エントロピー注入によってドメインウォールの寄与を希釈する一方で、増幅された誘導信号を維持する。 これにより、相補的な周波数帯域にわたって検出可能な2つの明確なピークを持つ重力波スペクトルが生成される。 我々は観測可能なパラメータ空間を探索し、マルチバンド検出によって初期宇宙の対称性の破れをどのように探査できるかを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We explore the nonlinear dynamics of classical field theories containing ghost degrees of freedom, focusing on two coupled scalar fields with opposite kinetic terms in (1+1) and (2+1) dimensional Minkowski spacetime. Using a spacetime finite element formulation, we perform a systematic numerical study across a broad class of initial data. We find that ghost-normal systems can exhibit long-lived, dynamically bounded evolution over extended time intervals, with stability strongly controlled by spectral content and amplitude. Ultraviolet-dominated and small-amplitude configurations remain stable significantly longer than infrared-dominated or large-amplitude data, indicating that instability is mediated by nonlinear spectral energy transfer rather than instantaneous runaway. Nonlinear self-interactions play a dual role: while they can accelerate energy exchange between sectors, certain potentials, including a lifted $φ^6$ interaction supporting oscillon-like structures, generate transient metastable regimes that partially suppress ghost-induced growth. Our results demonstrate that the dynamical consequences of ghost modes in classical field theory depend sensitively on dispersion, nonlinearity, and phase structure, revealing a richer metastability landscape than commonly assumed. | 我々は、(1+1) 次元および (2+1) 次元ミンコフスキー時空における、反対の運動項を持つ 2 つの結合スカラー場に焦点を当て、ゴースト自由度を含む古典場理論の非線形ダイナミクスを探求する。 時空有限要素定式化を用いて、幅広い初期データに対して体系的な数値研究を行う。 ゴースト正規系は、スペクトル成分と振幅によって安定性が強く制御され、長期間にわたって動的に境界が定められた長寿命の進化を示すことがわかった。 紫外線が支配的で振幅が小さい構成は、赤外線が支配的で振幅が大きいデータよりもかなり長く安定しており、不安定性は瞬間的な暴走ではなく、非線形スペクトルエネルギー伝達によって媒介されることを示している。 非線形自己相互作用は二重の役割を果たす。 セクター間のエネルギー交換を加速できる一方で、オシロンのような構造を支える持ち上げられた $φ^6$ 相互作用を含む特定のポテンシャルは、ゴースト誘起成長を部分的に抑制する過渡的な準安定状態を生成する。 我々の研究結果は、古典場理論におけるゴーストモードの動的影響が、分散、非線形性、および位相構造に大きく依存することを示しており、一般的に想定されているよりも豊かな準安定性の様相を明らかにしている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the thermodynamics, criticality, and selected radiative and optical properties of an Euler-Heisenberg AdS black hole surrounded by quintessence, perfect fluid dark matter, and a cloud of strings. Within the extended phase-space formalism, we derive the thermodynamic quantities, verify the modified first law and Smarr relation, and analyze the corresponding equation of state and critical behavior. We show that the Euler--Heisenberg coupling and the surrounding matter fields substantially modify the temperature profile, the stability structure, and the location of the critical point. We also examine the sparsity of Hawking radiation, together with the photon sphere, black hole shadow, and the associated geometric-optics emission rate. | 本研究では、クインテッセンス、完全流体ダークマター、およびストリングの雲に囲まれたオイラー・ハイゼンベルクAdSブラックホールの熱力学、臨界性、および選択された放射特性と光学特性を調査します。 拡張位相空間形式論を用いて、熱力学的量を導出し、修正された第一法則とスマール関係を検証し、対応する状態方程式と臨界挙動を分析します。 オイラー・ハイゼンベルク結合と周囲の物質場が、温度プロファイル、安定性構造、および臨界点の位置を大幅に変化させることを示します。 また、ホーキング放射のスパース性、光子球、ブラックホールの影、および関連する幾何光学放射率についても検討します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We explore the gravitational-wave phenomenology of equal-mass inspiralling boson-star binaries using numerical relativity simulations. In particular, we characterise the waveform differences between binary boson-star and black-hole systems across (i) the early inspiral, by matching our waveforms to post-Newtonian expressions, (ii) merger, and (iii) late ringdown, by extracting the quasi-normal mode frequencies of the remnants. We find that boson-star binaries exhibit the largest deviations from comparable binary black-hole systems during the late inspiral and merger phases. Remarkably, for a subset of these equal-mass boson-star binaries (with certain phase offsets in the scalar-field profiles) we identify the excitation of subdominant odd $m$-multipoles in the gravitational-wave emission, absent in equal-mass nonspinning black-hole binaries. Despite differences in the phenomenology of binary boson-star and black-hole signals, injections of some boson-star signals into detector noise exhibit degeneracy with current waveform approximants. Building on these results, we demonstrate how inspiral-merger-ringdown consistency tests can overcome these degeneracies. | 数値相対論シミュレーションを用いて、質量が等しいボソン・星連星の合体過程における重力波現象を探求する。 特に、(i) 合体初期段階（我々の波形をポストニュートン方程式に一致させることで）、(ii) 合体段階、(iii) リングダウン後期段階（残骸の準正規モード周波数を抽出することで）における、連星ボソン・星系とブラックホール系の波形の違いを明らかにする。 ボソン・星連星は、合体後期段階と合体段階において、同種のブラックホール連星系から最も大きなずれを示すことがわかった。 注目すべきことに、これらの質量が等しいボソン・星連星の一部（スカラー場プロファイルに特定の位相オフセットを持つ）では、重力波放射において、質量が等しい非回転ブラックホール連星には見られない、副次的な奇数 $m$ 多重極の励起が確認された。 連星ボソン星信号とブラックホール信号の現象論には違いがあるものの、検出器ノイズへの一部のボソン星信号の注入は、現在の波形近似値と縮退を示す。 これらの結果に基づき、インスパイラル・マージ・リングダウン整合性テストがこれらの縮退を克服できることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The type IIB matrix model has been proposed as a nonperturbative formulation of superstring theory. While numerical simulations of this model are essential for probing nonperturbative effects, such as the emergence of time and an expanding 3--dimensional space, they are hindered by the sign problem. We address this using the Complex Langevin Method (CLM). Furthermore, to suppress spurious numerical artifacts that originate from large Lorentz boosts due to the Lorentz symmetry of the model, we nonperturbatively fix the Lorentz symmetry using the Faddeev--Popov procedure. We then study this model to investigate the impact of supersymmetry on the dynamical generation of (3+1)--dimensional spacetime. | タイプIIB行列モデルは、超弦理論の非摂動的な定式化として提案されている。 このモデルの数値シミュレーションは、時間の出現や膨張する3次元空間といった非摂動的な効果を調べるために不可欠であるが、符号問題によって妨げられている。 我々は、複素ランジュバン法（CLM）を用いてこの問題に対処する。 さらに、モデルのローレンツ対称性による大きなローレンツブーストに起因する偽の数値アーティファクトを抑制するために、ファデエフ・ポポフ法を用いてローレンツ対称性を非摂動的に固定する。 そして、このモデルを研究し、超対称性が(3+1)次元時空の動的生成に及ぼす影響を調査する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we developed analytic asymptotic methods for computing the Fourier modes of gravitational waves from post-Newtonian binary systems in the quasi-Keplerian parametrization in the high eccentricity regime. We have also derived the large-eccentricity asymptotic expansion of the eccentricity enhancement function appearing in the tail contributions to the radiation. Furthermore, based on these results, we constructed an endpoint-constrained analytic approximation that significantly accelerate the computation of the Fourier modes at large eccentricity.The overall error of this analytic approximation is controlled within $10^{-3}$, and it remains valid for Fourier modes with $p\le200$. This approach provides an analytic building blocks for modeling frequency-domain gravitational wave from highly eccentric binaries. | 本研究では、高離心率領域における準ケプラーパラメータ化を用いたポストニュートン連星系からの重力波のフーリエモードを計算するための解析的漸近法を開発しました。 また、放射のテール寄与に現れる離心率増強関数の高離心率漸近展開も導出しました。 さらに、これらの結果に基づいて、高離心率におけるフーリエモードの計算を大幅に高速化する、端点制約付き解析的近似を構築しました。 この解析的近似の全体誤差は10⁻³以内に抑えられており、p≦200のフーリエモードに対して有効です。 このアプローチは、高離心率連星系からの周波数領域重力波をモデル化するための解析的構成要素を提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the quasinormal spectrum of a massive test scalar field in the exact asymptotically flat regular black-hole geometry supported by a phantom Dirac--Born--Infeld scalar. Using high-order WKB approximation improved by Padé resummation, together with characteristic time-domain integration and Prony extraction, we compute the fundamental mode and the first two overtones for representative values of the regularity parameter and the field mass. We show that increasing the field mass raises the oscillation frequency and reduces the damping rate, while increasing the regularity scale generally makes the ringing softer and longer lived. The time-domain profiles are in very good agreement with the WKB--Padé results and confirm the robustness of the spectrum. For sufficiently large field mass, the damping tends to zero, indicating the onset of quasiresonant behavior, although in the time domain these modes are eventually masked by oscillatory late-time tails. Our results show that massive scalar ringing provides a sensitive probe of this DBI-supported regular geometry. | 本研究では、ファントム Dirac-Born-Infeld スカラーによって支えられる、厳密に漸近的に平坦な正則ブラックホール幾何学における、質量を持つテストスカラー場の準正規スペクトルを研究する。 パデ再和によって改良された高次 WKB 近似と、特性時間領域積分および Prony 抽出を用いて、正則性パラメータと場質量の代表的な値に対して、基本モードと最初の 2 つの倍音を計算する。 場質量が増加すると振動周波数が上昇し、減衰率が減少する一方、正則性スケールが増加すると、一般的にリンギングがより柔らかくなり、寿命が長くなることを示す。 時間領域プロファイルは WKB-Padé の結果と非常によく一致し、スペクトルの堅牢性を確認する。 場質量が十分に大きい場合、減衰はゼロに近づき、準共鳴挙動の開始を示すが、時間領域ではこれらのモードは最終的に振動的な後期の裾によって覆い隠される。 我々の研究結果は、大規模なスカラーリンギングが、このDBIによって支えられた規則的な幾何学構造を感度よく探る手段となることを示している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this study, we explore the cosmological evolution of the Universe in the framework of covariant $f(Q)$ gravity, with a coupling function that evolves dynamically in proportion to the Hubble parameter. Two specific forms of the function are examined: a power-law model and a logarithmic model. By rewriting the cosmological field equations as an autonomous dynamical system, we determine and classify the corresponding critical points and analyze their stability. Our results show that both models are able to reproduce the sequence of cosmic evolution, including radiation, matter, and dark energy-dominated eras, along with the transitions between them. The physical properties at each critical point are described using key cosmological quantities such as the total EoS parameter, density parameters, and the deceleration parameter. The stability of the non-hyperbolic critical point is analyzed through center manifold theory. In addition, we present phase space trajectories along with the stability behavior of each critical point. The evolution plots for the density parameters of radiation, matter, and dark energy, along with the EoS parameter for the total, are illustrated for further analysis. Overall, the analysis suggests that the $f(Q)$ models considered here, within the context of covariant formulation, provide a consistent description of cosmic evolution and offer a promising approach to explaining the late-time acceleration of the Universe. | 本研究では、ハッブルパラメータに比例して動的に変化する結合関数を持つ共変 $f(Q)$ 重力の枠組みで、宇宙の宇宙論的進化を探求します。 結合関数の2つの具体的な形式、すなわちべき乗則モデルと対数モデルを検討します。 宇宙論的場の方程式を自律的な力学系として書き直すことにより、対応する臨界点を決定および分類し、その安定性を分析します。 我々の結果は、両方のモデルが、放射、物質、およびダークエネルギーが支配的な時代、ならびにそれらの間の遷移を含む宇宙進化のシーケンスを再現できることを示しています。 各臨界点における物理的特性は、全状態方程式パラメータ、密度パラメータ、および減速パラメータなどの主要な宇宙論的量を用いて記述されます。 非双曲型臨界点の安定性は、中心多様体理論によって分析されます。 さらに、各臨界点の安定性挙動とともに位相空間軌跡を示します。 放射、物質、ダークエネルギーの密度パラメータの進化図と、全体の状態方程式パラメータを図に示し、詳細な分析に用いた。 全体として、この分析は、共変定式化の枠組みの中で検討した$f(Q)$モデルが、宇宙進化の一貫した記述を提供し、宇宙の後期加速を説明する有望なアプローチとなることを示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate a hierarchy of interacting dark energy (IDE) models featuring a non-gravitational coupling between dark matter and dark energy. Specifically, we examine scenarios where the background interaction kernel, $Q = 3H(δ+ ηa)ρ_\mathrm{de}$, allows for both constant and dynamical coupling parameters. Adopting the CPL parametrization for the dark energy equation of state, $w_\mathrm{de} = w_0 + w_a(1-a)$, we derive closed analytical expressions for the energy densities of dark matter and dark energy. Afterwards, we obtain observational constraints using joint combinations of DESI DR2 baryon acoustic oscillations, Pantheon$+$ Type Ia supernovae, and Planck$+$ACT compressed cosmic microwave background likelihoods. For constant coupling models, we find parametric deviations from $Λ$ ranging from $2.7σ$ to $2.9σ$; however, for interactions with dynamical couplings, these significances are reduced to $1.3σ$--$1.5σ$. Ultimately, our Bayesian model comparison reveals that no investigated IDE scenario is statistically preferred over the concordance $Λ$CDM model. These results highlight the necessity of reporting Bayesian evidence alongside conventional frequentist maximum-likelihood analyses to ensure robust cosmological claims concerning dark energy evolution and interaction. | 我々は、ダークマターとダークエネルギーの間に非重力結合を持つ相互作用ダークエネルギー（IDE）モデルの階層を調査します。 具体的には、背景相互作用カーネル $Q = 3H(δ+ ηa)ρ_\mathrm{de}$ が定数結合パラメータと動的結合パラメータの両方を許容するシナリオを調べます。 ダークエネルギー状態方程式 $w_\mathrm{de} = w_0 + w_a(1-a)$ に CPL パラメータ化を採用し、ダークマターとダークエネルギーのエネルギー密度の閉じた解析的表現を導出します。 その後、DESI DR2 バリオン音響振動、Pantheon$+$ Ia 型超新星、および Planck$+$ACT 圧縮宇宙マイクロ波背景放射尤度の同時組み合わせを使用して、観測制約を取得します。 定数結合モデルの場合、$Λ$ からのパラメータ偏差は $2.7σ$ から $2.9σ$ の範囲であることがわかりました。 しかしながら、動的結合を伴う相互作用の場合、これらの有意性は1.3σ～1.5σに低下します。 最終的に、我々のベイズモデル比較では、調査したIDEシナリオのいずれも、コンコーダンスΛCDMモデルよりも統計的に優れているとは言えないことが明らかになりました。 これらの結果は、ダークエネルギーの進化と相互作用に関する宇宙論的主張の信頼性を確保するために、従来の頻度論的最尤法解析と並行してベイズ証拠を報告する必要性を強調しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Einstein Telescope (ET) is a third-generation gravitational wave (GW) detector with tenfold better sensitivity compared to the advanced LIGO detectors. It will be capable of observing copious stellar mass binary black hole mergers upto a redshift of 10 which will make it especially useful for cosmography. We generate a mock gravitational wave event catalog for the Einstein Telescope and show the recoverability of either the Hubble constant ($H_0$) or the matter density parameter ($Ω_{\rm m}$). We present a simple, effective and fast technique for inferring $H_0$ (or $Ω_{\rm m}$) using the intrinsic chirp mass spectrum of black hole binaries, and investigate the efficacy of the method assuming the standard model of cosmology. If only $H_0$ has to be constrained, we find that at least one year of ET's observation will be required to achieve 1% uncertainty. With the same amount of observation, $Ω_{\rm m}$ can be constrained to within 4\% uncertainty. With ET operating as a standalone instrument, we show that the GW spectral sirens detected by it can constrain the Hubble constant. | アインシュタイン望遠鏡（ET）は、先進的なLIGO検出器に比べて感度が10倍高い第3世代の重力波（GW）検出器です。 赤方偏移10までの多数の恒星質量連星ブラックホール合体を観測できるため、宇宙論研究に特に有用です。 アインシュタイン望遠鏡用の模擬重力波イベントカタログを作成し、ハッブル定数（$H_0$）または物質密度パラメータ（$Ω_{\rm m}$）のいずれかを復元できることを示します。 ブラックホール連星の固有チャープ質量スペクトルを使用して$H_0$（または$Ω_{\rm m}$）を推定するためのシンプルで効果的かつ高速な手法を提示し、標準宇宙論モデルを仮定してこの手法の有効性を調査します。 $H_0$のみを制約する必要がある場合、1%の不確実性を達成するには、少なくとも1年間のETの観測が必要であることがわかります。 同じ観測量で、$Ω_{\rm m}$ は 4% の不確実性の範囲内で制約できます。 ET を独立した機器として運用した場合、ET によって検出された重力波スペクトルサイレンがハッブル定数を制約できることを示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the dynamics of massive test particles around a static black hole in nonlocal gravity and examine the corresponding properties of HF QPOs, constraining the nonlocal parameter to $α/M \leq 0.452$. The nonlocal parameter $α$ enhances the effective potential $V_{eff}$ and leads to a systematic reduction in the energy E and angular momentum L of circular orbits. Consequently, the ISCO radius, along with the associated energy and angular momentum, decreases monotonically with $α$, while the radiative efficiency increases, reaching a maximum of approximately $8.9\%$. Due to the spherical symmetry of the spacetime, the Keplerian frequency $Ω_φ$ and the vertical epicyclic frequency $Ω_θ$ coincide and are suppressed by $α$, whereas the radial epicyclic frequency $Ω_{r}$ is enhanced. The impact of $α$ on several twin-peak HF QPO models is examined, revealing that $α$ increases both the lower and upper bounds of the predicted QPO frequency ranges. By imposing the $2ν_U = 3ν_L$ resonance condition, we analyze the resonant radius, upper QPO frequency, maximum allowed black hole mass, and the time delay between the shadow and QPO signals. We find that the resonant radius decreases with $α$, while the upper QPO frequency increases, spanning the range $ν_U \sim(673/M-4360/M)$Hz. When the TOV imit is imposed, the upper frequency is further constrained to $ν_U \lesssim 1450$Hz. Combining astronomical observations for the classification of QPOs, where $ν_U \geq 100$Hz, the black hole mass in the nonlocal gravity should satisfy $M \lesssim 43.6M_\odot$. Although the radial separation between the resonant radius and the photon sphere decreases with $α$, the associated gravitational time delay increases, remaining below $\sim 1.3$ms and thus negligible for current observational capabilities. | 非局所重力下で静的ブラックホールの周囲を運動する質量のあるテスト粒子のダイナミクスを調査し、非局所パラメータを $α/M \leq 0.452$ に制限して、HF QPO の対応する特性を調べます。 非局所パラメータ $α$ は有効ポテンシャル $V_{eff}$ を増大させ、円軌道のエネルギー E と角運動量 L を系統的に減少させます。 その結果、ISCO 半径は、関連するエネルギーと角運動量とともに $α$ とともに単調に減少しますが、放射効率は増加し、最大で約 $8.9\%$ に達します。 時空の球対称性により、ケプラー周波数 $Ω_φ$ と垂直エピサイクリック周波数 $Ω_θ$ は一致し、$α$ によって抑制されますが、半径方向エピサイクリック周波数 $Ω_{r}$ は増大します。 いくつかのツインピーク HF QPO モデルに対する $α$ の影響を調べたところ、$α$ は予測される QPO 周波数範囲の下限と上限の両方を増大させることが明らかになりました。 $2ν_U = 3ν_L$ 共鳴条件を課すことで、共鳴半径、上限 QPO 周波数、許容される最大ブラックホール質量、およびシャドウ信号と QPO 信号間の時間遅延を解析します。 共鳴半径は $α$ とともに減少し、上限 QPO 周波数は増加し、$ν_U \sim(673/M-4360/M)$Hz の範囲に及ぶことがわかりました。 TOV 制限を課すと、上限周波数はさらに $ν_U \lesssim 1450$Hz に制限されます。 $ν_U \geq 100$Hz の QPO の分類のための天文観測を組み合わせると、非局所重力におけるブラックホール質量は $M \lesssim 43.6M_\odot$ を満たす必要があります。 共鳴半径と光子球の間の半径方向の分離はαとともに減少するが、それに伴う重力による時間遅延は増加し、約1.3ms以下にとどまるため、現在の観測能力では無視できる。 |
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| We investigate the Wheeler-DeWitt equation for a flat, homogeneous, and isotropic Universe containing a canonical scalar field with a potential. We show that under the constraint $|Ψ|=1$, where the Wheeler-DeWitt equation exactly becomes the classical Hamilton-Jacobi equation, the form of the potential is completely determined depending on the value of the operator ordering parameter. Furthermore, we demonstrate that the classified potentials admit simple forms, such as the exponential, quadratic with a negative cosmological constant, and cosine-type potential with a negative cosmological constant. Several of these have already been explored in the context of inflation or dark energy. Finally, focusing on the system with the cosine-type potential and a negative cosmological constant in the classified potentials, we derive the analytical solutions for the scale factor and the scalar field and discuss the cosmological implications. | 本稿では、ポテンシャルを持つ標準的なスカラー場を含む、平坦で均質かつ等方的な宇宙におけるウィーラー・デウィット方程式を考察する。 ウィーラー・デウィット方程式が古典的なハミルトン・ヤコビ方程式に完全に一致する制約条件 $|Ψ|=1$ の下では、ポテンシャルの形式は演算子順序パラメータの値によって完全に決定されることを示す。 さらに、分類されたポテンシャルには、指数関数、負の宇宙定数を持つ二次関数、負の宇宙定数を持つコサイン型ポテンシャルといった単純な形式が存在することを示す。 これらのうちいくつかは、インフレーションやダークエネルギーの文脈ですでに研究されている。 最後に、分類されたポテンシャルにおいてコサイン型ポテンシャルと負の宇宙定数を持つ系に焦点を当て、スケール因子とスカラー場の解析解を導出し、その宇宙論的意味について議論する。 |
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| Early-time evolution away from an unstable equilibrium in a nonlinear system is often expected to be governed by the associated linear instability. Combining full nonlinear evolution with first- and second-order quasinormal mode (QNM) calculations, we show that this expectation can fail during the unstable growth stage of a Q-ball hairy black hole in Einstein-Maxwell theory with a charged self-interacting scalar field. The linear unstable QNM has a much larger amplitude in one component of the scalar field than in the other: the more strongly responding component follows that mode, whereas the early growth of the more weakly responding component is dominated by a second-order QNM sourced by the linear unstable mode. This occurs while the evolution remains perturbative. Our results thus show that the early growth of an individual component need not be governed by its linear response. | 非線形系における不安定平衡からの初期の時間発展は、関連する線形不安定性によって支配されると予想されることが多い。 完全な非線形発展と一次および二次準正規モード（QNM）計算を組み合わせることで、電荷を持つ自己相互作用スカラー場を持つアインシュタイン・マクスウェル理論のQボール毛状ブラックホールの不安定成長段階では、この予想が成り立たないことを示す。 線形不安定QNMは、スカラー場の一方の成分で他方の成分よりもはるかに大きな振幅を持つ。 より強く応答する成分はこのモードに従うのに対し、より弱く応答する成分の初期成長は、線形不安定モードに起因する二次QNMによって支配される。 これは、発展が摂動的な状態にある間に起こる。 したがって、我々の結果は、個々の成分の初期成長がその線形応答によって支配される必要はないことを示している。 |
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| We present a covariant quantization of the first-order formulation of the Einstein-Hilbert theory using the path integral and BV formalisms. In this approach, the metric $g^{μν}$ and the connection $Γ^λ_{μν}$ are treated as independent, with the connection playing the role of an auxiliary field. We show that the gauge algebra is closed and irreducible. A novel trivial local symmetry arises, leading to structural identities that relate the Green's functions of the auxiliary field to its classical value. We revisit the quantum equivalence between the first- and second-order formulations of the Einstein-Hilbert theory. By employing a suitable trick, a manifestly covariant form of the Senjanović measure is derived. We also show that the two formulations are equivalent at the level of the effective action when the auxiliary field is on-shell. | 本稿では、経路積分とBV形式を用いて、アインシュタイン・ヒルベルト理論の1次定式化の共変量子化を提示する。 このアプローチでは、計量$g^{μν}$と接続$Γ^λ_{μν}$は独立であるとみなされ、接続は補助場の役割を果たす。 ゲージ代数が閉じていて既約であることを示す。 新しい自明な局所対称性が生じ、補助場のグリーン関数をその古典値に関連付ける構造的恒等式が得られる。 アインシュタイン・ヒルベルト理論の1次定式化と2次定式化の間の量子等価性を再検討する。 適切なトリックを用いることで、明らかに共変なセンヤノビッチ測度の形式を導出する。 また、補助場がオンシェルである場合、2つの定式化は有効作用のレベルで等価であることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Low-latency gravitational-wave search pipelines provide early-warning alerts for multimessenger astrophysical transients. Current pipelines whiten the data stream using acausal, linear-phase filters, which require a look-ahead buffer that introduces several seconds of algorithmic latency. Eliminating this latency requires causal, minimum-phase whitening filters using only past data. However, operating causal filters under non-stationary noise is non-trivial: the drifting power spectral density must be tracked without degrading the matched-filter signal-to-noise ratio (SNR), filter updates must preserve the minimum-phase condition, and the altered phase response must be compensated to maintain sky-localization accuracy. In Paper I we introduced a gauge theoretic signal processing framework and showed that the minimum-phase connection on the manifold of power spectra provides a geometrically exact update rule for causal filters. Here we validate that framework numerically and operationally, demonstrating that parallel transport along this connection strictly preserves the minimum-phase property while exactly conserving the matched-filter SNR. We numerically certify the flatness of this connection, showing that the optimal filter is a path-independent state function of the instantaneous noise. Through an injection campaign on O3 data with 15,347 binary black hole signals across the LIGO-Virgo network, we confirm that this architecture preserves the detection sensitivity and inter-detector timing and phase accuracy of the linear-phase baseline. Implementing the framework in the production sgnl pipeline reduces whitening latency by 1.0 s (33%) at a 4-second noise estimation cadence, confirmed in controlled tests and on live O3 replay data at production scale. Stride reduction experiments show that up to 91% of baseline trigger latency can be eliminated with sub-second pipeline cadence. | 低遅延の重力波探索パイプラインは、マルチメッセンジャー天体物理過渡現象に対する早期警告アラートを提供します。 現在のパイプラインは、非因果的線形位相フィルタを使用してデータストリームをホワイトニングしますが、これには数秒のアルゴリズム遅延を導入する先読みバッファが必要です。 この遅延をなくすには、過去のデータのみを使用する因果的最小位相ホワイトニングフィルタが必要です。 しかし、非定常ノイズ下で因果フィルタを動作させることは容易ではありません。 ドリフトするパワースペクトル密度をマッチドフィルタの信号対雑音比（SNR）を劣化させることなく追跡する必要があり、フィルタの更新は最小位相条件を維持する必要があり、変更された位相応答を補償して天球位置特定精度を維持する必要があります。 論文Iでは、ゲージ理論信号処理フレームワークを導入し、パワースペクトルの多様体上の最小位相接続が因果フィルタの幾何学的に正確な更新規則を提供することを示しました。 ここでは、このフレームワークを数値的にも運用的にも検証し、この接続に沿った並列伝送が、マッチドフィルタSNRを正確に維持しながら、最小位相特性を厳密に保持することを実証します。 この接続の平坦性を数値的に証明し、最適フィルタが瞬時ノイズのパスに依存しない状態関数であることを示します。 LIGO-Virgoネットワーク全体で15,347個のバイナリブラックホール信号を含むO3データへの注入キャンペーンを通じて、このアーキテクチャが線形位相ベースラインの検出感度と検出器間のタイミングおよび位相精度を維持することを確認します。 このフレームワークを本番sgnlパイプラインに実装すると、4秒のノイズ推定周期でホワイトニング遅延が1.0秒（33%）削減されることが、制御されたテストと本番規模のライブO3再生データで確認されています。 ストライド削減実験では、サブ秒のパイプライン周期でベースライントリガー遅延の最大91%を削減できることが示されています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a unified analysis of the linear evolution of peculiar-velocity perturbations in the distribution of pressureless matter after recombination. Our study is carried out within the framework of full general relativity and encompasses both the earlier Einstein-de Sitter epoch and the subsequent $Λ$-dominated phase. Starting from a non-interacting, non-comoving mixture of radiation and dust, we derive the generalized differential equations governing the evolution of these velocity perturbations. We confirm that linear peculiar velocities ($v$) grow as $v\propto t$ throughout the Einstein-de Sitter era. In contrast, during a later phase of increasing $Ω_Λ$-contribution, we find that the growth of the peculiar-velocity field is progressively suppressed, before reversing to decay. Nevertheless, part of the earlier velocity growth persists to the present. Hence, bulk-flow velocities at intermediate redshifts are expected to exceed those predicted by the $Λ$CDM model, followed by a decline in their value at lower redshifts. Interestingly, such peculiar-velocity profiles have already been reported in the literature. | 本稿では、再結合後の無圧物質分布における固有速度摂動の線形進化に関する統一的な解析結果を提示する。 本研究は、完全な一般相対性理論の枠組みの中で実施され、初期のアインシュタイン・ド・ジッター時代とそれに続くΛ支配期の両方を包含する。 放射と塵の非相互作用かつ非共動の混合物から出発し、これらの速度摂動の進化を支配する一般化された微分方程式を導出する。 線形固有速度（v）は、アインシュタイン・ド・ジッター時代を通じてv⁻ᵗに比例して増加することを確認する。 対照的に、ΩΛ寄与が増加する後の段階では、固有速度場の成長は徐々に抑制され、その後減少に転じることがわかる。 しかしながら、初期の速度成長の一部は現在まで持続している。 したがって、中間赤方偏移におけるバルク流速度はΛCDMモデルで予測される値を超え、その後、より低い赤方偏移ではその値が低下すると予想される。 興味深いことに、このような特異速度プロファイルは既に文献で報告されている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the analytic properties and three equivalent representations of the Toller matrices $T^{(\pm)}$ which appear in the causal formulation of spinfoam transition amplitudes for 4d Lorentzian quantum gravity. These are polynomially bounded functions on the Lorentz group which satisfy the relation $T^{(+)}+T^{(-)}=D$, where the Wigner matrix $D$ provides a unitary irreducible representation of $SL(2,C)$. Ruhl's definition of $T^{(\pm)}$ in terms of analyticity and asymptotic properties is shown to be equivalent to the recently introduced Feynman $i\varepsilon$ prescription in spinfoams. We show that, equivalently, they can be represented as an integral over eigenvalues of the boost operator, which results in a sum over residues. The latter reproduces the Wick rotation relating Euclidean $Spin(4)$ to Lorentzian $SL(2,C)$ spinfoams studied by Dona, Gozzini and Nicotra. We provide explicit expressions in terms of hypergeometric functions and specialize them to the $γ$-simple representations relevant for spinfoams. | 4次元ローレンツ量子重力におけるスピンフォーム遷移振幅の因果定式化に現れるトラー行列 $T^{(\pm)}$ の解析的性質と 3 つの等価表現を研究する。 これらはローレンツ群上の多項式で有界な関数であり、関係式 $T^{(+)}+T^{(-)}=D$ を満たす。 ここで、ウィグナー行列 $D$ は $SL(2,C)$ のユニタリ既約表現を与える。 解析性と漸近的性質の観点からの $T^{(\pm)}$ の Ruhl による定義は、最近導入されたスピンフォームにおける Feynman $i\varepsilon$ 処方と等価であることが示される。 等価的に、これらはブースト演算子の固有値に関する積分として表現でき、その結果、留数に関する和が得られることを示す。 後者は、ドナ、ゴッツィーニ、ニコトラによって研究された、ユークリッド $Spin(4)$ とローレンツ $SL(2,C)$ スピンフォームを関連付けるウィック回転を再現します。 我々は、超幾何関数による明示的な式を提供し、それをスピンフォームに関連する $γ$-単純表現に特化します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The purpose of this work is to discuss how matter fields are coupled to gravity within the framework of General Relativity. Our particular focus here is on the coupling of scalar field models. In a first step, we suggest a new method for coupling scalar fields to the Einstein equations \emph{without} the use of a variational principle or Lagrangian. We show that, under the appropriate assumptions, this new method (for coupling scalar fields to gravity) reproduces the minimally and $k$-essence scalar field couplings with a non-zero potential. We therefore interpret this formalism as describing a \emph{generic} method for coupling scalar fields to gravity. The approach described here allows for a number of free fields which we interpret as constitutive freedoms. In a second step, we choose these free fields in such a way that the resulting system is somehow ``near minimal''. In this setting we investigate Bianchi I type solutions. We establish conditions under which the solutions are asymptotically Kasner, near the initial singularity, and investigate their stability properties. | 本研究の目的は、一般相対性理論の枠組みの中で物質場が重力とどのように結合するかを議論することである。 ここでは特に、スカラー場モデルの結合に焦点を当てる。 第一段階として、変分原理やラグランジアンを用いずにスカラー場をアインシュタイン方程式に結合させる新しい方法を提案する。 適切な仮定の下で、この新しい方法（スカラー場を重力に結合させる方法）が、非ゼロのポテンシャルを持つ最小かつk-本質的なスカラー場結合を再現することを示す。 したがって、この形式は、スカラー場を重力に結合させる一般的な方法を記述するものと解釈する。 ここで説明するアプローチでは、構成的自由度と解釈されるいくつかの自由場を許容する。 第二段階では、結果として得られるシステムが何らかの形で「ほぼ最小」となるようにこれらの自由場を選択する。 この設定で、ビアンキI型解を調査する。 我々は、初期特異点の近傍において解が漸近的にカスナー解となる条件を確立し、その安定性特性を調査する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We provide a formulation of the initial boundary value problem for Friedrich's extended conformal Einstein field equations in which boundary data is prescribed on a timelike hypersurface located at a finite position in the spacetime. Our construction relies on a gauge based on the properties of conformal geodesics and requires the the boundary is ruled by timelike conformal geodesics. The consequences of this assumption on the timelike boundary are analysed and we identify a subset of maximally dissipative boundary conditions which are consistent with this assumption. For this class of consistent boundary conditions we establish the wellposedness of the initial boundary value problem and prove the propagation of the constraints. | 本稿では、フリードリヒの拡張共形アインシュタイン場方程式の初期境界値問題の定式化を提示する。 この定式化では、境界データは時空内の有限位置にある時間的超曲面上に規定される。 我々の構成は共形測地線の性質に基づくゲージに依存しており、境界が時間的共形測地線によって支配されることを要求する。 この仮定が時間的境界に及ぼす影響を分析し、この仮定と整合する最大散逸境界条件のサブセットを特定する。 この整合的な境界条件のクラスについて、初期境界値問題の適切性を確立し、制約の伝播を証明する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Black hole spectral instability is counterintuitive and contradicts many plausible assumptions of the properties of black hole quasinormal modes. The present study aims to explore different types of instability phenomena. It is understood that the fundamental mode is surprisingly sensitive to small perturbations of the effective potential of the linearized wave equation. Such perturbations can be produced by small-scale modifications of the spacetime metrics. From both the analytical and numerical perspectives, we elaborate on a few qualitatively different examples illustrating the strong sensitivity and diversity in black hole spectral instability caused by such effective potential perturbations. It turns out that the qualitative way in which the fundamental mode becomes perturbed depends on many factors such as the shape of the potential and how the perturbation changes as it moves away from the central black hole. | ブラックホールのスペクトル不安定性は直感に反し、ブラックホールの準正規モードの特性に関する多くの妥当な仮定と矛盾します。 本研究は、さまざまな種類の不安定現象を探求することを目的としています。 基本モードは、線形化された波動方程式の有効ポテンシャルの小さな摂動に対して驚くほど敏感であることがわかっています。 このような摂動は、時空計量の小規模な変更によって生成できます。 解析的観点と数値的観点の両方から、このような有効ポテンシャルの摂動によって引き起こされるブラックホールのスペクトル不安定性の強い感度と多様性を示す、いくつかの質的に異なる例について詳しく説明します。 基本モードが摂動される質的な方法は、ポテンシャルの形状や摂動が中心ブラックホールから離れるにつれてどのように変化するかなど、多くの要因に依存することがわかります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Spontaneous scalarization phenomenon in scalar-tensor gravity is known to be a form of phase transition, and it was recently shown that the order of this transition changes depending on the parameters of the theory. There exists a phenomenological description of this result based on Landau theory, but the underlying mechanisms which determine the coefficients of the Landau expansion were unknown. In this study we calculate these coefficients starting from first principles. To this end, we start with an energy functional that describes the nonlinear behavior of the theory, and reduce it to an energy function. This allows us to explain the previously observed, but not well-understood, features of the scalarization phase transition, and enables us to predict which phase transition order will be present for which coupling function or in which regime of the parameter space. The details of the phase transition determine certain astrophysical observables such as signals sourced by transitions from metastable states in first-order scalarization. Thus, predicting these details is an important part of understanding scalarization itself. | スカラーテンソル重力における自発的スカラー化現象は相転移の一形態であることが知られており、この転移の次数は理論のパラメータによって変化することが最近示された。 ランダウ理論に基づくこの結果の現象論的記述は存在するが、ランダウ展開の係数を決定する根本的なメカニズムは不明であった。 本研究では、これらの係数を第一原理から計算する。 この目的のために、理論の非線形挙動を記述するエネルギー汎関数から始め、それをエネルギー関数に還元する。 これにより、これまで観測されてきたものの十分に理解されていなかったスカラー化相転移の特徴を説明することができ、どの結合関数またはパラメータ空間のどの領域でどの相転移次数が存在するかを予測することができる。 相転移の詳細は、一次スカラー化における準安定状態からの遷移によって生じる信号などの特定の天体物理学的観測量を決定する。 したがって、これらの詳細を予測することは、スカラー化そのものを理解する上で重要な部分である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Lunar gravitational-wave (GW) detectors relying on the measurement of the response of the Moon to GWs are susceptible to a seismic background, which might pose a fundamental sensitivity limitation. The Lunar Gravitational-wave Antenna (LGWA) was conceived as an array of accelerometers with the idea that data can be processed to distinguish between a GW signal and the seismic background. As a result, the seismic noise of the GW measurement would be mitigated. However, so far, no quantitative assessment of the mitigation of the seismic background has been provided. In this article, we derive the analytical expressions for the optimal squared signal-to-noise ratio considering two seismic stations in an isotropic, random, Gaussian seismic field. Our numerical analysis reveals that the capacity to mitigate the seismic noise critically depends on the distance between the two stations relative to the seismic-correlation length. We demonstrate that optimal placement of the two stations can yield significant improvements in the equivalent seismic noise amplitude spectrum density (ASD), approximately a factor of 2.3 at 0.3 Hz, compared to the measurement with a single station. The equivalent ASD of the seismic noise also exhibits distinct oscillatory and mitigation features arising from the Bessel-function structure of the noise correlation. | 月の重力波（GW）に対する応答を測定する月重力波検出器は、地震背景の影響を受けやすく、これが感度の根本的な制限となる可能性がある。 月重力波アンテナ（LGWA）は、加速度計アレイとして構想され、データ処理によってGW信号と地震背景を区別できるという考えに基づいている。 その結果、GW測定における地震ノイズが軽減されるはずである。 しかし、これまで地震背景の軽減に関する定量的な評価は行われていない。 本稿では、等方性でランダムなガウス型地震場における2つの地震観測点を考慮した、最適な信号対雑音比の二乗に対する解析式を導出する。 数値解析の結果、地震ノイズを軽減する能力は、2つの観測点間の距離と地震相関長との比に大きく依存することが明らかになった。 本研究では、2つの観測点を最適に配置することで、単一観測点による測定と比較して、等価地震ノイズ振幅スペクトル密度（ASD）が大幅に改善され、0.3 Hzで約2.3倍向上することを示す。 また、地震ノイズの等価ASDは、ノイズ相関のベッセル関数構造に起因する明確な振動特性と緩和特性を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate Hawking-like particle production in analogue gravity systems with superluminal modified dispersion relations. For a broad class of even, convex, and polynomially bounded dispersion relations, we show that the relevant outgoing modes are governed by an effective horizon induced by dispersive propagation. Extending the near-horizon S-matrix method beyond the purely sonic regime, we compute the Bogoliubov coefficients and demonstrate that, in the low-energy and adiabatic limits, they agree with the tunneling result obtained from the approximant ray. In both cases, the emission spectrum is controlled by an effective surface gravity associated to the effective horizon, leading to controlled deviations from exact thermality. Our results establish an analytical connection between the Bogoliubov and tunneling descriptions in dispersive settings and clarify the conditions under which Hawking radiation remains robust against ultraviolet modifications, with implications extending beyond analogue gravity. | 我々は、超光速修正分散関係を持つアナログ重力系におけるホーキング型粒子生成を研究する。 幅広いクラスの偶数、凸、多項式で制限された分散関係について、関連する外向きモードは分散伝播によって誘起される有効地平線によって支配されることを示す。 近地平線S行列法を純粋な音速領域を超えて拡張し、ボゴリューボフ係数を計算し、低エネルギーおよび断熱極限において、それらが近似光線から得られるトンネル効果の結果と一致することを示す。 どちらの場合も、放射スペクトルは有効地平線に関連付けられた有効表面重力によって制御され、厳密な熱的状態からの制御された偏差につながる。 我々の結果は、分散設定におけるボゴリューボフ記述とトンネル効果記述の間の解析的関係を確立し、ホーキング放射が紫外線修正に対して頑健性を維持する条件を明らかにし、アナログ重力を超えた意味合いを持つ。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct a Born-Infeld-type $f(R,{\cal G})$ modification of gravity, where ${\cal G}$ is the Gauss-Bonnet term, by embedding Born-Infeld electrodynamics in a five-dimensional pure modified gravity. This method leads to the correspondence between curvature scalars and electromagnetic field strength scalars -- $R\leftrightarrow F_{μν}F^{μν}$ and ${\cal G}\leftrightarrow (ε_{μνρσ}F^{μν}F^{ρσ})^2$ -- allowing us to replicate the structure of Born-Infeld electrodynamics in the gravitational sector. The resulting Born-Infeld-type gravity is a ghost-free $f(R,{\cal G})$ theory which reduces to Einstein gravity in the low energy limit. In this work we focus on bouncing cosmological solutions of such a theory, which require positive spatial curvature. By using both the Jordan and Einstein frame analyses, we find a vast space of bouncing solutions with different asymptotic behaviors, including solutions with multiple bounces grouped together. Observational consequences of such solutions will be investigated in the future. | 我々は、5次元純粋修正重力にBorn-Infeld電気力学を埋め込むことにより、Born-Infeld型の$f(R,{\cal G})$重力修正を構築する。 ここで、${\cal G}$はガウス・ボンネ項である。 この方法により、曲率スカラーと電磁場強度スカラーの対応関係（$R\leftrightarrow F_{μν}F^{μν}$および${\cal G}\leftrightarrow (ε_{μνρσ}F^{μν}F^{ρσ})^2$）が得られ、重力セクターにおけるBorn-Infeld電気力学の構造を再現できる。 結果として得られるBorn-Infeld型の重力は、低エネルギー極限でアインシュタイン重力に帰着するゴーストフリーの$f(R,{\cal G})$理論である。 本研究では、正の空間曲率を必要とする、このような理論のバウンス宇宙論的解に焦点を当てる。 ジョルダンフレーム解析とアインシュタインフレーム解析の両方を用いることで、複数の跳ね返りがまとまった解を含む、漸近挙動が異なる跳ね返り解の広大な空間が見出された。 このような解の観測的影響については、今後調査する予定である。 |