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 |
|---|---|
| The origin of cosmic acceleration remains a central problem in cosmology, commonly attributed to a cosmological constant within the $Λ$CDM model or to dynamical dark energy. Here, we develop an alternative approach in which acceleration emerges from quantum post-selection, a standard feature of quantum theory that is not usually incorporated into cosmological modelling. While quantum theory admits both pre-selected and post-selected ensembles, quantum cosmological models are almost exclusively formulated in terms of initial conditions. Building on previous work on post-selected quasiclassical dynamics, we construct a minimal predictive cosmological model in which post-selection and coarse-graining generate effective late-time acceleration without introducing a cosmological constant, dark energy, or modifications of general relativity. The resulting expansion history is highly constrained theoretically and depends on at most two parameters beyond standard Friedmann evolution. Confrontation with type Ia supernova and cosmic chronometer data yields statistically competitive fits while naturally avoiding the coincidence problem. The model also reproduces the standard radiation- and matter-dominated behaviour at early times and predicts a present-day jerk parameter significantly different from the $Λ$CDM value. These results suggest that cosmic acceleration may arise as a macroscopic quantum cosmological effect rather than from additional cosmological fluids or modified gravitational dynamics. | 宇宙の加速膨張の起源は、宇宙論における中心的な問題であり、一般的にはΛCDMモデルにおける宇宙定数、あるいは動的ダークエネルギーに起因すると考えられています。 本稿では、加速膨張が量子後選択から生じるという代替的なアプローチを開発します。 量子後選択は量子論の標準的な特徴ですが、通常は宇宙論モデルに組み込まれていません。 量子論は事前選択アンサンブルと事後選択アンサンブルの両方を許容しますが、量子宇宙論モデルはほぼ例外なく初期条件に基づいて定式化されています。 事後選択準古典力学に関するこれまでの研究に基づき、事後選択と粗視化によって、宇宙定数、ダークエネルギー、あるいは一般相対性理論の修正を導入することなく、有効な後期加速膨張を生成する最小限の予測宇宙論モデルを構築します。 結果として得られる膨張履歴は理論的に高度に制約され、標準的なフリードマン進化を超える最大2つのパラメータに依存します。 Ia型超新星と宇宙クロノメーターのデータとの比較により、統計的に競争力のある適合が得られ、同時に偶然の一致の問題も自然に回避されます。 このモデルは、初期宇宙における放射と物質が支配的な標準的な挙動を再現し、現在のジャークパラメータがΛCDMモデルの値とは大きく異なることを予測している。 これらの結果は、宇宙の加速が、追加の宇宙流体や修正された重力ダイナミクスからではなく、巨視的な量子宇宙論的効果として生じる可能性を示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| The distribution of the effective inspiral spin ($χ_\mathrm{eff}$) of the binary black holes detected by LIGO-Virgo-KAGRA can shed light on their formation pathways. We analyze the GWTC-5.0 dataset with two models-one flexible, one fully parametric-that jointly describe $χ_\mathrm{eff}$ and primary mass. We clarify that the previously-reported skewness in the $χ_\mathrm{eff}$ distribution is better understood as additional structure beyond a non-skewed Gaussian bulk centered at small $χ_\mathrm{eff}$. This additional structure extends to larger $|χ_\mathrm{eff}|$, a result previously reported using GWTC-4.0 data. We measure the asymmetry of the distribution of $χ_\mathrm{eff}$ outside the Gaussian bulk from the data. With both the parametric and the flexible analyses, we find tentative evidence for a mass-dependent excess of positive $χ_\mathrm{eff}$ over negative ones outside the Gaussian bulk. Only at $m_1 \in [46,65]\,M_\odot$ do the data require a negative $χ_\mathrm{eff}$ component outside the Gaussian bulk, with $23\text{:}1$ odds. If $χ_\mathrm{eff}$ outside the Gaussian bulk are produced by hierarchical mergers-as it has been suggested-then a fraction of those mergers may be produced in environments that can generate a surplus of binaries with positive $χ_\mathrm{eff}$, such as the disks of active galactic nuclei. | LIGO-Virgo-KAGRAによって検出された連星ブラックホールの有効インスパイラルスピン（$χ_\mathrm{eff}$）の分布は、それらの形成経路を解明する手がかりとなる。 我々は、$χ_\mathrm{eff}$と主質量を同時に記述する2つのモデル（1つは柔軟なモデル、もう1つは完全にパラメトリックなモデル）を用いてGWTC-5.0データセットを解析する。 我々は、$χ_\mathrm{eff}$分布におけるこれまで報告された歪度は、小さな$χ_\mathrm{eff}$を中心とする歪んでいないガウス分布のバルクを超えた追加構造として理解する方が適切であることを明らかにした。 この追加構造は、より大きな$|χ_\mathrm{eff}|$まで広がっており、これは以前GWTC-4.0データを用いて報告された結果である。 我々は、データからガウス分布のバルク外における$χ_\mathrm{eff}$分布の非対称性を測定する。 パラメトリック解析とフレキシブル解析の両方で、ガウスバルク外の正の $χ_\mathrm{eff}$ が負の $χ_\mathrm{eff}$ より質量依存的に多いという暫定的な証拠が見つかりました。 $m_1 \in [46,65]\,M_\odot$ の場合のみ、データはガウスバルク外の負の $χ_\mathrm{eff}$ 成分を必要とし、その確率は $23\text{:}1$ です。 ガウスバルク外の $χ_\mathrm{eff}$ が階層的合体によって生成されると示唆されているように、それらの合体の一部は、活動銀河核の円盤のように、正の $χ_\mathrm{eff}$ を持つ連星を余剰に生成できる環境で生成される可能性があります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| In this work, we systematically study the gravitational lensing properties and observational signatures of compact boson stars. Unlike black holes, the photon effective potential of a compact boson star develops a nearly flat region, whose width increases with the compactness of the star. This flat structure significantly broadens the range of impact parameters that can produce large-angle deflections, leading to noticeably wider lensing rings of all orders. Photons constituting these rings traverse more complex paths, rendering the resulting images more sensitive to the spatial distribution of the accretion flow. Ray tracing results show that, compared to black hole models, the image topology and visibility amplitudes of compact boson stars exhibit a stronger dependence on the accretion flow structure. These results highlight qualitative differences in the observational properties of compact boson stars and black holes. | 本研究では、コンパクトボソン星の重力レンズ特性と観測的特徴を体系的に研究した。 ブラックホールとは異なり、コンパクトボソン星の光子有効ポテンシャルはほぼ平坦な領域を形成し、その幅は星のコンパクトさとともに増加する。 この平坦な構造により、大きな角度の偏向を引き起こす衝突パラメータの範囲が大幅に広がり、あらゆる次数において著しく広いレンズリングが生じる。 これらのリングを構成する光子はより複雑な経路をたどるため、結果として得られる画像は降着流の空間分布に対してより敏感になる。 光線追跡の結果、ブラックホールモデルと比較して、コンパクトボソン星の画像トポロジーと可視振幅は降着流構造に強く依存することが示された。 これらの結果は、コンパクトボソン星とブラックホールの観測特性における質的な違いを浮き彫りにしている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Spherically symmetric, general relativistic Bondi accretion is known as the Michel flow. The stationary integral transonic solutions for the Michel flow has been constructed for multi-component accretion described by an equation of state where the adiabatic index varies with the radial distance along which the streamlines are studied, and the corresponding phase portrait spanned by such radial distance and the flow Mach number has been obtained. Borrowing the techniques used in the dynamical systems theory, the nature of the transonic points of the aforementioned flow has been classified. The steady state flow has been perturbed to study the stability of the stationary solutions, and it has been found that such flows are stable under the (linear) radial perturbation. As a consequence of the stability analysis, the corresponding acoustic space time embedded within the accreting matter has been obtained, and the horizon of the metric of such sonic space time has been identified by constructing the causal structure with the help of the Carter-Penrose diagrams. In this way, the accreting black hole systems in the general relativistic set up has been investigated from various different perspectives - from its astrophysical aspects, from the dynamical systems point of view, as well as within the realm of the classical analogue gravity phenomena. | 球対称な一般相対論的ボンディ降着は、ミシェル流として知られています。 ミシェル流の定常積分遷音速解は、流線が研究される半径方向距離に応じて断熱指数が変化する状態方程式で記述される多成分降着に対して構築され、その半径方向距離と流れのマッハ数によって張られる対応する位相空間が得られました。 力学系理論で使用される手法を借りて、前述の流れの遷音速点の性質が分類されました。 定常状態の流れに摂動を与えて定常解の安定性を調べたところ、このような流れは（線形）半径方向摂動の下で安定であることがわかりました。 安定性解析の結果として、降着物質内に埋め込まれた対応する音響時空が得られ、カーター・ペンローズ図を使用して因果構造を構築することにより、そのような音響時空の計量の地平線が特定されました。 このように、一般相対論的枠組みにおける降着ブラックホール系は、天体物理学的側面、力学系の観点から、そして古典的な類似重力現象の領域内など、さまざまな観点から研究されてきた。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We investigate the critical regime $κ(R,T)=0$ in $κ(R,T)$ gravity. While most studies assume a non-vanishing effective gravitational coupling, the existence of critical hypersurfaces where $κ$ vanishes is a generic feature of many admissible coupling functions. We show that the apparent singularity of the non-conservation equation is an artifact of a rewritten form of the conservation law and that the fundamental equations remain regular at $κ=0$. We further analyze the structure of critical hypersurfaces, derive the associated compatibility condition $(\nabla^μκ)T_{μν}=0$, and discuss their interpretation as gravitational screening surfaces separating attractive and repulsive gravitational phases. The existence of critical coupling hypersurfaces also obstructs a global Einstein-frame description, distinguishing $κ(R,T)$ gravity from theories based solely on algebraic redefinitions of the energy-momentum tensor. Possible cosmological and astrophysical consequences are briefly explored. | 我々は、κ(R,T)重力における臨界領域κ(R,T)=0を調査する。 ほとんどの研究では有効重力結合がゼロでないと仮定されているが、κがゼロとなる臨界超曲面の存在は、多くの許容結合関数に共通する特徴である。 我々は、非保存方程式の見かけ上の特異性は保存則の書き換え形式によるものであり、基本方程式はκ=0で正則性を保つことを示す。 さらに、臨界超曲面の構造を分析し、関連する適合条件(\nabla^μκ)T_{μν}=0を導出し、引力と斥力の重力相を分離する重力遮蔽面としての解釈について議論する。 臨界結合超曲面の存在は、グローバルなアインシュタインフレーム記述も妨げ、κ(R,T)重力をエネルギー運動量テンソルの代数的再定義のみに基づく理論と区別する。 宇宙論的および天体物理学的な影響の可能性について簡単に考察する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We study the effects of dimension-four and dimension-six nonminimal Higgs couplings to the Ricci scalar $R$ in the $R^2$-Higgs inflation model in light of the recent ACT and SPT observations. We show that the dimension-six operators $|Φ|^2 R^2$ and $|Φ|^4 R$ can accommodate the enhanced scalar spectral index $n_s$ preferred by the combined CMB+BAO analyses. Using a doubly covariant formalism, we find that the same region of parameter space that explains the observed value of $n_s$ can also induce rapid preheating through the production of the Goldstone modes. If thermalization proceeds efficiently through this preheating mechanism, it may help match the inflationary scale with the CMB reference scale. | 我々は、最近のACTおよびSPT観測結果を踏まえ、$R^2$-ヒッグスインフレーションモデルにおける次元4および次元6の非最小ヒッグス結合がリッチスカラー$R$に及ぼす影響を研究する。 次元6演算子$|Φ|^2 R^2$および$|Φ|^4 R$は、CMB+BAO解析の組み合わせで推奨される増強されたスカラースペクトル指数$n_s$を説明できることを示す。 二重共変形式論を用いて、観測された$n_s$の値を説明するパラメータ空間の同じ領域が、ゴールドストーンモードの生成を通じて急速な予熱も引き起こす可能性があることを発見した。 この予熱機構を通じて熱平衡化が効率的に進行する場合、インフレーションスケールをCMB参照スケールに一致させるのに役立つ可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| In this paper, we investigate energy extraction via the Comisso-Asenjo (CA) magnetic reconnection process near a coupled $\mathcal{N}=2,\,U(1)^2$ gauged supergravity Black Hole (BH). Our study focuses on the combined impact of the independent parameter set $p_i\in(N_g,g,v,e)$ with the spin parameter $a$ on the extracted energy ($ε_{\pm}$), efficiency ($η$), and extracted power ($\mathcal{P}_{CA}$), aiming to identify optimal combinations where energy can be extracted with higher efficiency in certain cases at lower spin $(a\sim0.39)$ than the Kerr extremal case $(a\sim1)$. Using the spacetime parameters, we explore various cases leading to distinct spacetimes and provide an extended comparison with the Kerr Black Hole (KBH). We also examine the influence of the orientation angle ($ξ$) and magnetization parameter ($σ_0$) on both efficiency and extracted power. Investigating low $[\,\forall p_i<0.2 \land N_g<0.08\,]$, mid $[\,\exists p_i\ge0.5 \land N_g\in(0.08,0.15)\,]$, high $[\,\exists p_i>0.7 \land N_g\in(0.16,0.23)\,]$, and mixed $[\,\forall p_i\in(0,1) \land N_g\in(0,0.23)\,]$ parameter combinations, we explore only extremal cases for all spacetime parameters and demonstrate that the extremal Kerr efficiency limit ($η>1.495$) can be exceeded. The statistical Kendall's Tau approach allows us to identify the key independent parameters acting as boosters or dampers in the energy extraction process and to visualize the relationship between $(N_g,g,v,e)$ and the physical outputs $(a_{\rm ext},r_E,r_{\rm ergo},ε_{\pm},η,\mathcal{P}_{CA},R_η,R_{\mathcal{P}})$. Furthermore, we show that the observable Lundquist number $S_{\rm obs}$ in rotating BH spacetimes acquires an observer-dependent angular dependence through the lapse function $(α)$. This leads to deviations from the standard Sweet-Parker scaling when expressed in terms of observable quantities. | 本論文では、結合した$\mathcal{N}=2,\,U(1)^2$ゲージ超重力ブラックホール(BH)近傍におけるコミッソ・アセンホ(CA)磁気リコネクション過程によるエネルギー抽出について調査する。 本研究では、独立パラメータセット$p_i\in(N_g,g,v,e)$とスピンパラメータ$a$の組み合わせが、抽出エネルギー($ε_{\pm}$)、効率($η$)、および抽出パワー($\mathcal{P}_{CA}$)に及ぼす影響に焦点を当て、特定のケースにおいて、カー極値ケース$(a\sim1)$よりも低いスピン$(a\sim0.39)$でより高い効率でエネルギーを抽出できる最適な組み合わせを特定することを目指す。 時空パラメータを用いて、異なる時空につながる様々なケースを探索し、カーブラックホール(KBH)との拡張比較を行う。 また、配向角（ξ）と磁化パラメータ（σ₀）が効率と抽出電力の両方に与える影響も調べます。 低パラメータの組み合わせ（p_i < 0.2 ≤ N_g < 0.08）、中パラメータの組み合わせ（p_i ≥ 0.5 ≤ N_g ≤ 0.08）、高パラメータの組み合わせ（p_i > 0.7 ≤ N_g ≤ 0.16 ≤ 0.23）、および混合パラメータの組み合わせ（p_i ≤ 0.08 ≤ N_g ≤ 0.08）を調査し、すべての時空パラメータの極値ケースのみを調べ、極値カー効率限界（η > 1.495）を超えることができることを示します。 統計的なケンドールのタウ法を用いることで、エネルギー抽出過程においてブースターまたはダンパーとして作用する主要な独立パラメータを特定し、$(N_g,g,v,e)$と物理的出力$(a_{\rm ext},r_E,r_{\rm ergo},ε_{\pm},η,\mathcal{P}_{CA},R_η,R_{\mathcal{P}})$の関係を可視化することができます。 さらに、回転するブラックホール時空における観測可能なルンドクイスト数$S_{\rm obs}$は、ラプス関数$(α)$を通して観測者依存の角度依存性を獲得することを示します。 これは、観測可能な量で表現した場合、標準的なスウィート・パーカーのスケーリングからのずれにつながります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Gravitational waves from extreme-mass-ratio inspirals (EMRI) provide a direct probe of the strong-field geometry of black holes. Motivated by this, we study the motion of test particles and the resulting gravitational wave emission in the spacetime of a charged black hole inspired by loop quantum gravity (LQG), where the classical singularity is replaced by a smooth transition surface arising from the LQG polymerization, in which its radius is set by the LQG area gap condition. As a result, the polymerization parameter $δ_b$ is uniquely determined by the mass $M$ and charge parameter $Q$, so that all cases examined in this work contain LQG correction. By constructing the effective potential, the innermost stable circular orbit (ISCO) and the marginally bound orbit (MBO) are determined. Periodic orbits are classified using the Levin-Perez-Giz zoom-whirl taxonomy, showing how the orbit topology shapes the waveform, so that each closed trajectory is labeled by the triple integer $(z, w, v)$ and located through the rational frequency ratio $q = ω_φ/ω_r - 1$. Within the quadrupole approximation, the gravitational waveforms for an EMRIs are estimated, and the resulting polarizations are obtained in the time-domain and frequency-domain. The resulting polarizations in the time-domain exhibit a zoom-whirl morphology, with the waveform amplitude and phase dependent on the LQG parameter. The characteristic strain peaks in the millihertz band for all values of the charge parameter $Q$, and they exceed the projected sensitivities of LISA, Taiji, and TianQin, suggesting that future observations could place meaningful constraints on the LQG polymerization parameter in the strong-field regime. | 極端質量比の合体（EMRI）から発生する重力波は、ブラックホールの強磁場幾何学を直接探査する手段となる。 この考えに基づき、我々はループ量子重力（LQG）に触発された荷電ブラックホールの時空における試験粒子の運動と、それに伴う重力波の放出を研究する。 LQGでは、古典的な特異点はLQG重合から生じる滑らかな遷移面に置き換えられ、その半径はLQG面積ギャップ条件によって決定される。 結果として、重合パラメータ$δ_b$は質量$M$と電荷パラメータ$Q$によって一意に決定されるため、本研究で検討するすべてのケースにLQG補正が含まれる。 有効ポテンシャルを構築することにより、最も内側の安定円軌道（ISCO）と限界束縛軌道（MBO）が決定される。 周期軌道は、軌道トポロジーが波形をどのように形成するかを示すLevin-Perez-Gizズームワール分類法を使用して分類され、各閉じた軌道は3つの整数$(z, w, v)$でラベル付けされ、有理周波数比$q = ω_φ/ω_r - 1$によって位置付けられます。 四重極近似内で、EMRIの重力波形が推定され、結果として得られる偏光が時間領域と周波数領域で得られます。 時間領域で得られる偏光はズームワール形態を示し、波形の振幅と位相はLQGパラメータに依存します。 特性歪みは、電荷パラメータ$Q$のすべての値に対してミリヘルツ帯域でピークを示し、LISA、Taiji、TianQinの予測感度を超えており、将来の観測が強磁場領域でのLQG重合パラメータに意味のある制約を与える可能性があることを示唆しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| During the evolution of a binary black hole, energy and angular momentum are exchanged between the orbital motion and the individual black holes through horizon absorption, modifying both the binary dynamics and the black hole masses and spins. This leaves an imprint on the emitted gravitational waves that may be relevant for the accurate modeling of signals observed by current and future detectors, while also offering a probe of the nature of compact objects. In this work, we derive, for the first time and at leading order in the post-Newtonian expansion, the effect of horizon absorption in binary black hole inspirals with both orbital eccentricity and spin-induced precession, and we incorporate these corrections into the pyEFPEHM waveform model. We then quantify their impact through analytical estimates of the orbital dephasing, waveform mismatches, and Bayesian parameter-estimation studies. The effect is largest for systems with large spin components (anti-)aligned with the orbital angular momentum ($|\vecχ_i \cdot \hat{l}| \sim 1$), highly unequal mass ratios ($q=m_2/m_1 \ll 1$), and long inspirals spanning a wide frequency range ($\log(f_\mathrm{max}/f_\mathrm{min}) \gg 1$). For such systems, neglecting horizon absorption biases the recovered binary parameters at moderate signal-to-noise ratios. In quasi-circular binaries these biases largely absorb the effect, rendering it difficult to detect. In eccentric binaries, however, the richer signal morphology breaks this degeneracy, making horizon absorption potentially measurable in high signal-to-noise-ratio events. | 連星ブラックホールの進化の過程では、軌道運動と個々のブラックホールの間で、事象の地平線吸収によってエネルギーと角運動量が交換され、連星系の力学とブラックホールの質量およびスピンの両方が変化します。 これは放出される重力波に痕跡を残し、現在および将来の検出器で観測される信号の正確なモデリングに関連する可能性があり、またコンパクト天体の性質を探る手がかりにもなります。 本研究では、軌道離心率とスピン誘起歳差運動の両方を持つ連星ブラックホールの合体における事象の地平線吸収の効果を、ポストニュートン展開の主要項で初めて導出し、これらの補正をpyEFPEHM波形モデルに組み込みます。 次に、軌道位相ずれ、波形ミスマッチ、およびベイズパラメータ推定研究の解析的推定によって、これらの影響を定量化します。 この効果は、軌道角運動量と（反）整列した大きなスピン成分（$|\vecχ_i \cdot \hat{l}| \sim 1$）、質量比が大きく異なる（$q=m_2/m_1 \ll 1$）、および広い周波数範囲にわたる長い合体（$\log(f_\mathrm{max}/f_\mathrm{min}) \gg 1$）を持つシステムで最も大きくなります。 このようなシステムでは、地平線吸収を無視すると、中程度の信号対雑音比で復元された連星パラメータにバイアスがかかります。 準円軌道連星では、これらのバイアスが効果をほぼ吸収するため、検出が困難になります。 しかし、離心率の高い連星では、より豊かな信号形態がこの縮退を解消し、高信号対雑音比のイベントで地平線吸収を測定できる可能性があります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We investigate the atomic transition probabilities in atom-mirror set-ups that are in circular motion. In one scenario, the atom is in circular motion inside a static cylindrical mirror. In the other scenario, the cylindrical mirror rotates around its central axis while the atom remains static. We report structural similarity in the atomic transition probabilities between these two cases -- these probabilities are equivalent upon interchanging the field frequencies between the two scenarios. We interpret such an observation as a semi-classical phenomenon analogous to the classical Mach's principle. | 我々は、円運動する原子・鏡系における原子遷移確率を調査する。 一方のシナリオでは、原子は静止した円筒鏡内で円運動する。 もう一方のシナリオでは、原子が静止したまま、円筒鏡が中心軸を中心に回転する。 我々は、これら2つのケースにおける原子遷移確率の構造的類似性を報告する。 すなわち、2つのシナリオ間で場の周波数を入れ替えると、これらの確率は等しくなる。 我々はこの観察結果を、古典的なマッハの原理に類似した半古典的現象として解釈する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Gravitational-wave interferometers exhibit a wide variety of short-duration non-Gaussian transients, commonly referred to as glitches, that complicate the detection of astrophysical signals, bias parameter estimation, and detector characterisation. Existing machine-learning approaches classify glitch morphologies but do not provide a complete mechanism to segment and extract these disturbances from the strain data. We introduce a wavelet-based, saliency-guided framework for the supervised extraction of transient noise. Candidates are first pre-tagged using Uniform Manifold Approximation and Projection, which is also used as a diagnostic of the learned representations. A traditional learning model operating on Continuous Wavelet Transform spectrograms then identifies relevant time-frequency regions through saliency maps. These saliency patterns are transferred to an invertible multiresolution representation via the Discrete Wavelet Transform, where adaptive coefficient masking enables exact reconstruction of both glitch-only and glitch-suppressed waveforms. We demonstrate effective extraction across several representative glitch families, including 'Whistle' and 'Scattered-Light' transients, and show robustness in challenging regimes such as low signal-to-noise events and partially overlapping structures, where classical thresholding or band-limited filtering methods typically fail or introduce leakage. The proposed framework offers an interpretable and computationally efficient approach to transient-noise extraction, establishing a foundation for scalable applications to larger glitch catalogs and future observing runs. | 重力波干渉計は、グリッチと呼ばれる短時間の非ガウス型過渡現象を多様に示し、天体信号の検出、バイアスパラメータの推定、検出器の特性評価を複雑化させます。 既存の機械学習アプローチはグリッチの形態を分類しますが、歪みデータからこれらの擾乱をセグメント化して抽出する完全なメカニズムは提供していません。 本稿では、過渡ノイズの教師あり抽出のためのウェーブレットベースの顕著性誘導フレームワークを紹介します。 候補はまず、学習された表現の診断にも使用されるUniform Manifold Approximation and Projectionを使用して事前にタグ付けされます。 次に、連続ウェーブレット変換スペクトログラム上で動作する従来の学習モデルが、顕著性マップを通じて関連する時間周波数領域を特定します。 これらの顕著性パターンは、離散ウェーブレット変換を介して可逆マルチ解像度表現に転送され、適応係数マスキングにより、グリッチのみの波形とグリッチが抑制された波形の両方を正確に再構成できます。 本研究では、「ホイッスル」や「散乱光」などの代表的なグリッチ群において効果的な抽出を実証し、低信号対雑音比イベントや部分的に重なり合う構造といった、従来の閾値処理や帯域制限フィルタリング手法では失敗したり漏洩が生じたりするような困難な状況下でも堅牢性を発揮します。 提案するフレームワークは、過渡ノイズ抽出において解釈しやすく計算効率の高いアプローチを提供し、より大規模なグリッチカタログや将来の観測ランへの拡張可能な応用基盤を確立します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Accurate calibration of the gravitational-wave strain h(t) is essential for both detection and astrophysical inference. In operating detectors, slow temporal variations in the sensing response are tracked using calibration lines, but practical constraints can prevent those lines from being injected at frequencies that are favorable for precise estimation of sensing-side parameters. We present a statistical framework for preselecting evaluation frequencies under such constraints. We apply this framework to KAGRA data from the first part of the fourth LIGO-Virgo-KAGRA Observing Run, for which the nominal cavity-pole frequency was about 18 Hz, while the sensing-side calibration line used in practice was injected at 32.7 Hz. For each candidate evaluation frequency, we construct the sensing function, quantify its segment-wise statistical uncertainty from empirical percentiles of the sample distribution, and rank the candidates using a score that combines the interval widths of the amplitude and phase. When a 1% amplitude interval width and a 1 degree phase interval width are weighted equally, 244 Hz is selected in all 4096 s analysis segments throughout the analyzed period. Relative to the reference frequency of 32.7 Hz, the amplitude interval width is reduced to about one quarter over a broad frequency range, while the phase interval width remains broadly comparable. We also assess the discrepancy introduced by frequency translation separately. These results suggest that the proposed method provides a useful statistical preselection framework for evaluation frequencies under practical operational constraints. | 重力波歪み h(t) の正確な較正は、検出と天体物理学的推論の両方にとって不可欠です。 動作中の検出器では、較正線を使用してセンシング応答の緩やかな時間的変動を追跡しますが、実際的な制約により、センシング側のパラメータを正確に推定するのに適した周波数でこれらの線を注入できない場合があります。 このような制約の下で評価周波数を事前に選択するための統計的フレームワークを提示します。 このフレームワークを、第 4 回 LIGO-Virgo-KAGRA 観測ランの最初の部分の KAGRA データに適用します。 このデータでは、公称キャビティ極周波数は約 18 Hz でしたが、実際に使用されたセンシング側の較正線は 32.7 Hz で注入されました。 各候補評価周波数について、センシング関数を構築し、サンプル分布の経験的パーセンタイルからセグメントごとの統計的不確実性を定量化し、振幅と位相の区間幅を組み合わせたスコアを使用して候補をランク付けします。 振幅間隔幅1%と位相間隔幅1度を等しく重み付けした場合、解析期間全体にわたる4096秒の解析セグメントすべてにおいて244Hzが選択されます。 基準周波数32.7Hzと比較すると、振幅間隔幅は広い周波数範囲で約4分の1に縮小されますが、位相間隔幅はほぼ同等です。 また、周波数変換によって生じる差異についても個別に評価します。 これらの結果は、提案手法が、実用的な運用上の制約の下で評価周波数を統計的に事前選択するための有用な枠組みを提供することを示唆しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We perform a Hamiltonian constraint analysis of metric $f(R)$ gravity in the Jordan frame and show that the regular constraint classification degenerates on singular phase-space surfaces located at $f'(R)\!=\!0$ and $f''(R)\!=\!0$. We then study the perturbative implications of these surfaces. For exact backgrounds satisfying $f(R)\!=\!0$ and $f'(R)\!=\!0$, the linearized spectrum is empty; the known pure $R^2$ result is therefore a special case of a more general degeneracy in $f(R)$ gravity. We also show that FLRW trajectories in the Starobinsky model can cross the surface $f'(R)=0$, but that inhomogeneous perturbations develop a degenerate constraint structure at the crossing. The resulting crossing condition is better interpreted as a regularity condition for perturbative evolution than as an ordinary constraint within the Dirac--Bergmann algorithm. Together, these results distinguish backgrounds that lie entirely on a singular surface from backgrounds that cross one dynamically, and show that the two situations lead to different perturbative degeneracies. | 我々は、ジョルダン枠における計量 $f(R)$ 重力のハミルトニアン制約解析を行い、$f'(R)\!=\!0$ および $f''(R)\!=\!0$ に位置する特異位相空間面上で、通常の制約分類が退化することを示す。 次に、これらの面の摂動論的意味合いを研究する。 $f(R)\!=\!0$ および $f'(R)\!=\!0$ を満たす厳密な背景の場合、線形化スペクトルは空である。 したがって、既知の純粋な $R^2$ の結果は、$f(R)$ 重力におけるより一般的な退化の特殊な場合である。 また、スタロビンスキー模型における FLRW 軌道は面 $f'(R)=0$ を横切ることができるが、不均一な摂動は交差点で退化した制約構造を発達させることを示す。 結果として得られる交差条件は、ディラック-ベルクマンアルゴリズム内の通常の制約としてではなく、摂動論的発展の正則性条件として解釈する方が適切である。 これらの結果を総合すると、完全に単一の表面上に存在する背景と、動的に単一の表面を横切る背景とを区別することができ、この2つの状況が異なる摂動縮退度をもたらすことがわかる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We recast Einstein's equations as ordinary integro-differential equations for the worldlines, integrating out the gravitational field by means of the Schwinger-Keldysh path integral. The same framework allows the gravitational waveform to be computed for unspecified orbits. The two computations are independent: solutions of the equations of motion can then be inserted to reconstruct the waveform for generic orbits. The derivation of the equations of motion does not require a map between scattering and bound-orbit observables. Thus, it could be implemented within an Effective One-Body-inspired framework, with the advantage that retardation and radiation effects are automatically included: no separation between potential and radiation modes is required. Conversely, the waveform computation may provide an alternative to the Effective One-Body approach, if supplemented by suitable resummation schemes. We emphasise that computations in this framework bypass the need for integration-by-parts identities, which are the main technical bottleneck in the computation of observables. In this paper, we outline the general framework and present a computational strategy at leading and next-to-leading order in the weak-field expansion. | アインシュタイン方程式を、シュウィンガー・ケルディッシュ経路積分を用いて重力場を積分消去した、世界線に関する通常の積分微分方程式として再定式化します。 同じ枠組みにより、指定されていない軌道に対する重力波形を計算できます。 2つの計算は独立しており、運動方程式の解を挿入することで、一般的な軌道に対する波形を再構築できます。 運動方程式の導出には、散乱と束縛軌道の観測量間のマッピングは必要ありません。 したがって、遅延効果と放射効果が自動的に含まれるという利点を持つ、有効一体体モデルに着想を得た枠組み内で実装できます。 つまり、ポテンシャルモードと放射モードを分離する必要はありません。 逆に、適切な再和スキームを補足すれば、波形計算は有効一体体モデルのアプローチに代わる選択肢となる可能性があります。 本稿では、この枠組みにおける計算は、観測量の計算における主要な技術的ボトルネックである部分積分恒等式を必要としないことを強調する。 本論文では、一般的な枠組みの概要を説明し、弱場展開における主要項および次主要項までの計算戦略を提示する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Wormholes that are traversable in principle offer fascinating insights into general relativity, yet they typically require exotic matter and suffer from stability issues. We construct a thin-shell wormhole by gluing two copies of a quantum-corrected, regular spacetime obtained from string T-duality. This regularisation replaces the classical curvature singularity with a smooth core and introduces a fundamental length scale $l_0$. For the static configuration, we derive the surface stresses and show that, unlike the Schwarzschild case, the null and strong energy conditions can be satisfied for sufficiently large throat radii. A linearised stability analysis reveals a rich landscape: close to the minimum allowed throat radius the configuration is unstable; at intermediate radii ($a \sim l_0$) the geometric stability threshold becomes negative, yielding a window of \emph{unconditional stability} where any convex surface mass function suffices; at large radii the wormhole recovers Schwarzschild-like behaviour and stability requires a stiff equation of state. The T-duality scale $l_0$ is thus not merely a regulariser but a key physical parameter that opens a novel region of unconditional stability absent in classical thin-shell wormholes. Our results suggest that quantum-gravity-motivated modifications can simultaneously cure singularities and make traversable wormholes dynamically viable, providing new targets for gravitational-wave astronomy and theoretical studies of exotic compact objects. | 原理的に通過可能なワームホールは一般相対性理論に関する興味深い洞察を提供するが、通常はエキゾチックな物質を必要とし、安定性の問題を抱えている。 我々は、弦のT双対性から得られた量子補正された正則時空の2つのコピーを接着することによって、薄いシェルのワームホールを構築する。 この正則化により、古典的な曲率特異点が滑らかなコアに置き換えられ、基本長さスケール$l_0$が導入される。 静的構成の場合、表面応力を導出し、シュワルツシルトの場合とは異なり、十分大きなスロート半径に対してヌルおよび強いエネルギー条件が満たされることを示す。 線形化された安定性解析により、豊かなランドスケープが明らかになる。 最小許容スロート半径に近い場合、構成は不安定である。 中間半径（$a \sim l_0$）では、幾何学的安定性閾値が負になり、任意の凸表面質量関数で十分な無条件安定性のウィンドウが得られる。 大きな半径では、ワームホールはシュワルツシルトのような振る舞いを回復し、安定性には硬い状態方程式が必要となる。 したがって、T双対性スケール$l_0$は単なる正則化項ではなく、古典的な薄殻ワームホールには存在しない無条件安定領域を切り開く重要な物理パラメータである。 我々の結果は、量子重力に着想を得た修正によって特異点を解消し、通過可能なワームホールを動的に実現可能にすることができ、重力波天文学やエキゾチックなコンパクト天体の理論的研究のための新たなターゲットを提供する可能性を示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We develop a perturbative framework for a black hole embedded in a generic, possibly anisotropic, matter environment under spherical symmetry. Our approach extends previous analyses restricted to vanishing radial pressure or to perturbative matter configurations. Within this framework, we derive an analytical generalization of the Einstein cluster that incorporates a polytropic radial pressure, and we investigate the properties of this solution. We show that both the geodesic structure and the axial quasinormal-mode spectrum remain predominantly governed by an overall gravitational redshift effect, while the radial pressure systematically enhances the environmental corrections. In contrast, the tidal Love numbers are substantially more sensitive, and can exhibit order-unity deviations, including vanishing and negative strictly static magnetic Love numbers for sufficiently large anisotropy. We present the full linearized equations, which can be applied to various extensions, including ringdown analysis and extreme-mass-ratio inspirals. | 本研究では、球対称性を持つ一般的な（異方性を持つ可能性もある）物質環境に埋め込まれたブラックホールに対する摂動論的枠組みを開発する。 我々のアプローチは、半径方向圧力がゼロの場合、あるいは摂動的な物質配置に限定されていた従来の解析を拡張するものである。 この枠組みの中で、多方性半径方向圧力を組み込んだアインシュタインクラスターの解析的一般化を導出し、この解の特性を調査する。 測地線構造と軸方向準正規モードスペクトルは、依然として全体的な重力赤方偏移効果によって主に支配されている一方、半径方向圧力は環境補正を系統的に増強することを示す。 対照的に、潮汐ラブ数ははるかに敏感であり、十分に大きな異方性に対しては、ゼロまたは負の厳密に静的な磁気ラブ数を含む、オーダー1の偏差を示す可能性がある。 リングダウン解析や極端質量比の合体など、さまざまな拡張に適用できる完全な線形化方程式を提示する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We conduct a global general relativistic neutrino-radiation-transfer magnetohydrodynamics simulation of a $1.35$-$1.35M_\odot$ binary neutron star with the unprecedented spatial resolution of $6.25$\,m on the Japanese supercomputer FUGAKU. The total consumed CPU time is $\approx 530$ million core hours. We initialize the binary neutron star's magnetic field to be $3.16\times 10^{12}$~G at maximum, which is compatible with the upper end of the observed binary pulsars. We demonstrate that the Kelvin-Helmholtz instability that emerges when the two neutron stars touch amplifies the magnetic field to an expected electromagnetic saturation energy of $\sim 10^{50}$~erg within $3$~ms after the merger. The spectral analysis indicates that the Kazantsev and Kolmogorov spectra are reproduced in the magnetic and kinetic power spectral densities, respectively. We also find that it induces stellar-scale magnetic field amplification by at least a factor of $316$. We conclude that a magnetar may form at least temporarily following neutron star mergers in a few ms. | 我々は、日本のスーパーコンピュータFUGAKU上で、$1.35$-$1.35M_\odot$連星中性子星のグローバルな一般相対論的ニュートリノ放射伝達磁気流体力学シミュレーションを、$6.25$mという前例のない空間分解能で実施した。 総CPU時間は$\approx 5億3000万コア時間である。 我々は、連星中性子星の磁場を最大で$3.16\times 10^{12}$~Gに初期化した。 これは、観測されている連星パルサーの上限と一致する。 我々は、2つの中性子星が接触したときに発生するケルビン・ヘルムホルツ不安定性により、磁場が合体後$3$~ms以内に$\sim 10^{50}$~ergの電磁飽和エネルギーまで増幅されることを示した。 スペクトル解析の結果、カザンツェフスペクトルとコルモゴロフスペクトルが、それぞれ磁場および運動エネルギーのパワースペクトル密度において再現されることが示された。 また、恒星規模の磁場が少なくとも316倍増幅されることも判明した。 これらの結果から、中性子星合体後、数ミリ秒以内にマグネターが少なくとも一時的に形成される可能性があると結論づける。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We investigate the existence and implications of ``bouncing geodesics'' in asymptotically flat Schwarzschild and Schwarzschild--de Sitter black holes. These trajectories, which probe the high-curvature regions near the black hole singularity, correspond to specific ``bouncing singularities'' in the bulk retarded Green's function. We provide a precise description of these singularities by combining the local Hadamard form with the global propagation of singularities theorem. We then derive the critical times at which the bulk retarded correlator becomes singular, considering all possible anchorings of the bouncing geodesics, including null infinity and the cosmological horizon. Finally, for black holes enclosed in a reflecting cavity, we establish a universal connection between the locations of the bouncing singularities and the spectrum of cavity quasinormal modes (QNMs) by deriving a cavity version of the thermal product formula, analogous to the one known for anti-de Sitter black holes. This relation allows one to extract information about the black hole interior from the asymptotic QNM spectrum measured at a reflecting hypersurface, even when the cosmological constant is zero or positive. We confirm this prediction through explicit examples by computing the cavity QNMs of scalar and electromagnetic fields, as well as gravitational waves, in spacetimes with asymptotically flat and de Sitter black holes. | 我々は、漸近的に平坦なシュワルツシルトブラックホールおよびシュワルツシルト・ド・ジッターブラックホールにおける「跳ね返る測地線」の存在とその意味を調査する。 ブラックホールの特異点近傍の高曲率領域を探索するこれらの軌跡は、バルク遅延グリーン関数における特定の「跳ね返る特異点」に対応する。 我々は、局所的なアダマール形式と特異点のグローバルな伝播定理を組み合わせることにより、これらの特異点を正確に記述する。 次に、ヌル無限遠や宇宙論的地平線を含む、跳ね返る測地線のあらゆる可能な固定点を考慮して、バルク遅延相関関数が特異となる臨界時間を導出する。 最後に、反射空洞に囲まれたブラックホールについて、反ド・ジッターブラックホールで知られているものと同様の熱積公式の空洞版を導出することにより、跳ね返る特異点の位置と空洞準正規モード（QNM）のスペクトルとの間の普遍的な関係を確立する。 この関係式を用いることで、宇宙定数がゼロまたは正の場合でも、反射超曲面で測定された漸近的なQNMスペクトルからブラックホール内部に関する情報を抽出することが可能になります。 漸近的に平坦なブラックホールとド・ジッターブラックホールが存在する時空において、スカラー場、電磁場、重力波の空洞QNMを計算することで、この予測を具体的な例を通して検証します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Three-body interactions exhibit phases of strong chaotic evolution as well as hierarchical motion where one body separates from a binary and follows a hyperbolic or elliptic trajectory around it. The binaries produced during phases of hierarchical motion may lead to gravitational wave (GW) inspirals, but this depends on the outcomes of the chaotic states. In this paper we re-derive the elliptic outcome distribution using equilibrium statistical mechanics and explore it together with the hyperbolic distribution. When comparing to N-body simulations, we find that we can reduce the elliptic outcome model to one free parameter instead of the previously used two and that the predicted disintegration probabilities agree except for very low angular momentum triples. We then use both outcome distributions along with a star cluster model to design a Monte Carlo algorithm for repeated binary-single scatterings within dense star systems. We explore star cluster masses of $[10^5 - 10^7] M_{\odot}$, with the goal of quantifying observably eccentric merger (OEM) GWs, visible to instruments such as LIGO and Virgo. Assuming an OEM detection sensitivity of $f_{\rm min}=10 {\rm Hz}, e_{\rm min} = 0.1$, we find the elliptic OEMs are about $\sim (32 - 63)\%$ of the total elliptic mergers and that the total cluster mass greatly impacts the fraction of ejected binaries. The OEM to total merger fraction (OEM fraction) is found to be $(2.6 - 4.4)\%$. Considering the detection sensitivity that GW interferometers have today $(f_{\rm min} \simeq 34.4 {\rm Hz})$ we obtain the OEM fraction in the $(1.6 - 3.1)\%$ range. | 三体相互作用では、強いカオス的進化の段階と、一方の天体が連星系から分離し、その周囲を双曲線軌道または楕円軌道で周回する階層的運動の段階が見られます。 階層的運動の段階で生成される連星系は重力波（GW）の螺旋を引き起こす可能性がありますが、これはカオス状態の結果に依存します。 本論文では、平衡統計力学を用いて楕円結果分布を再導出し、双曲線分布とともに検討します。 N体シミュレーションと比較すると、楕円結果モデルを従来使用されていた2つの自由パラメータではなく1つの自由パラメータに減らすことができ、非常に低い角運動量を持つ三重星を除いて、予測される崩壊確率が一致することがわかります。 次に、星団モデルとともに両方の結果分布を使用して、高密度星系内での連星系と単一天体の繰り返し散乱のためのモンテカルロアルゴリズムを設計します。 LIGOやVirgoなどの観測装置で観測可能な、離心率の高い合体（OEM）重力波を定量化することを目的として、星団質量$[10^5 - 10^7] M_{\odot}$を調査しました。 OEM検出感度を$f_{\rm min}=10 {\rm Hz}、e_{\rm min} = 0.1$と仮定すると、楕円形のOEMは全楕円形合体の約$\sim (32 - 63)\%$であり、全星団質量が放出される連星の割合に大きく影響することがわかりました。 全合体に対するOEMの割合（OEM割合）は$(2.6 - 4.4)\%$であることがわかりました。 GW干渉計の現在の検出感度（f_{\rm min} \simeq 34.4 {\rm Hz}）を考慮すると、OEMの割合は（1.6 - 3.1）%の範囲になります。 |