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| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a dynamical mechanism for the erasure of inflationary isocurvature perturbations of the non-compact QCD axion. The key ingredient is an early-time runaway exponential potential, which drives the axion onto the well-known scaling cosmological attractor after inflation. Once on the attractor, the axion tracks the dominant component of the Universe, radiation, and isocurvature modes are erased even if the field is effectively massless during inflation. When the QCD potential turns on, the axion carries nonzero velocity, and kinetic misalignment can become operative. The exponential potential induces residual CP violation, potentially accessible to future electric dipole moment searches. This mechanism requires that the axion be effectively non-compact over the field range relevant for its post-inflationary evolution. | 本稿では、非コンパクトQCDアクシオンのインフレーション等曲率摂動を消去する動的メカニズムを提示する。 鍵となる要素は、インフレーション後にアクシオンをよく知られたスケーリング宇宙論的アトラクターに導く、初期の暴走指数関数的ポテンシャルである。 アトラクターに乗ったアクシオンは、宇宙の主要成分である放射を追跡し、インフレーション中に場が実質的に質量ゼロであっても等曲率モードは消去される。 QCDポテンシャルがオンになると、アクシオンはゼロでない速度を持ち、運動学的ミスアライメントが作用する可能性がある。 指数関数的ポテンシャルは残留CP対称性の破れを誘発し、将来の電気双極子モーメント探索で検出可能となる可能性がある。 このメカニズムでは、アクシオンがインフレーション後の進化に関連する場の範囲で実質的に非コンパクトである必要がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A covariant reconstruction framework for electromagnetic Kantowski--Sachs (KS) geometries in teleparallel $F(T)$ gravity is developed using the coframe/spin-connection (CSC) formalism and the Coley--Landry invariant approach. In a restricted Maxwell-compatible branch, the electromagnetic conservation laws strongly constrain the anisotropic KS scale factors and lead to the scaling $ρ_{\mathrm{em}}\propto A_3^{-4}$. The corresponding symmetric and antisymmetric field equations are derived and used to reconstruct the functional form of $F(T)$ directly from the KS dynamics. Power-law and exponential ansätze generate distinct invariant reconstruction branches associated with electric, magnetic, and transverse electromagnetic sectors. The exponential branch naturally admits reduced teleparallel de Sitter limits and shifted models of the form $F(T)=f(T_0-T)$. The reconstructed branches describe anisotropic cosmological sectors together with local BH-interior-like sectors that may reproduce reduced BH-interior-like or RN--dS-type behaviors at the level of the KS dynamics. These branches are organized through the invariant coframe/spin-connection classification and screened using the necessary leading-order viability conditions $F_T>0$ and $F_{TT}>0$. The local and branch-dependent nature of the construction is emphasized throughout. | テレパラレル $F(T)$ 重力における電磁カントフスキー-ザックス (KS) 幾何学の共変再構成フレームワークは、コフレーム/スピン接続 (CSC) 形式とコーリー-ランドリー不変アプローチを使用して開発される。 制限されたマックスウェル互換ブランチでは、電磁保存則が異方性 KS スケール因子を強く制約し、スケーリング $ρ_{\mathrm{em}}\propto A_3^{-4}$ をもたらす。 対応する対称および反対称場方程式が導出され、KS ダイナミクスから直接 $F(T)$ の関数形式を再構成するために使用される。 べき乗則と指数関数の仮説は、電気、磁気、および横方向の電磁セクターに関連付けられた異なる不変再構成ブランチを生成する。 指数関数ブランチは、自然に縮小されたテレパラレル de Sitter 極限と $F(T)=f(T_0-T)$ の形のシフトされたモデルを許容する。 再構築された分岐は、異方性宇宙論セクターと、KSダイナミクスのレベルで縮小ブラックホール内部型またはRN-dS型挙動を再現する可能性のある局所的なブラックホール内部型セクターを記述する。 これらの分岐は、不変コフレーム/スピン接続分類によって整理され、必要な主要次数生存条件$F_T>0$および$F_{TT}>0$を用いて選別される。 構築の局所的かつ分岐依存的な性質が全体を通して強調されている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We have recently shown that a natural way to implement the Wilsonian paradigm in gauge theories is through the introduction of a ``spectral cutoff", a cut on the eigenvalues of the covariant Laplacian, pointing out that this provides the route toward the renormalization group (RG) construction. Here we apply this idea to quantum gravity, resorting to two realizations of the spectral running cutoff: ``hard" and ``smooth". We derive the RG equations for the Newton and cosmological constant and find the RG pattern of the asymptotic safety scenario, with a non-Gaussian UV-attractive fixed point. | 我々は最近、ゲージ理論においてウィルソン流パラダイムを実装する自然な方法として、共変ラプラシアンの固有値に「スペクトルカットオフ」を導入することを示し、これが繰り込み群（RG）の構築への道を開くことを指摘した。 本稿では、この考え方を量子重力に適用し、スペクトルランニングカットオフの「ハード」と「スムース」という2つの実現方法を用いる。 ニュートン定数と宇宙定数のRG方程式を導出し、非ガウス型の紫外吸引固定点を持つ漸近安全シナリオのRGパターンを見出す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Static Love numbers of four-dimensional Schwarzschild black holes vanish in general relativity. We study how the fixed-quadrupole static tidal solution is modified by the parity-even cubic Weyl operator in the gravitational effective field theory. Working perturbatively in $ε_{\rm e}=λ_{\rm e}(Λr_s)^{-4}$, we construct the reduced quadratic radial action for static even-parity $\ell=2$ perturbations, order-reduce the higher-derivative equations, and solve the resulting boundary-value problem directly in metric variables. The order-$ε_{\rm e}$ equations reduce to a first-order two-dimensional inhomogeneous system for $X_0$ and $X_K$, with $X_2$ fixed by an algebraic constraint. Horizon regularity leaves one constant, but matching to infinity shows that this freedom only renormalizes the applied tidal branch. After removing this tidal renormalization, the decaying branch is unambiguous. Calibrating the spatial sector at fixed $\ell=2$ against the associated-Legendre branches $P_2^{2}$ and $Q_2^{2}$, we obtain a fixed-quadrupole response amplitude $Δ(B/A)=-2400ε_{\rm e}$. Equivalently, the scalar fixed-$\ell$ quotient gives $Δk_{2,\rm sc}^{\rm fix}=-20ε_{\rm e}$. The second number is a scalar fixed-$\ell$ conversion of the metric branch ratio, not, by itself, the analytically continued, gauge-invariant electric Love number. A comparison with canonical Teukolsky-based Love numbers requires an additional continuation in $\ell$ and a precise map of normalizations. The result should therefore be viewed as a reproducible metric-sector benchmark for the cubic Weyl EFT, complementary to gauge-invariant master-equation approaches. | 一般相対性理論では、4 次元シュワルツシルト ブラックホールの静的ラブ数はゼロになります。 重力有効場理論において、固定四重極静的潮汐解がパリティ偶数三次ワイル演算子によってどのように修正されるかを研究します。 $ε_{\rm e}=λ_{\rm e}(Λr_s)^{-4}$ で摂動論的に作業し、静的偶パリティ $\ell=2$ 摂動に対する縮約二次動径作用を構築し、高階微分方程式を次数低減し、結果として得られる境界値問題を計量変数で直接解きます。 次数 $ε_{\rm e}$ 方程式は、$X_0$ と $X_K$ の 1 次二次元不均一系に縮約され、$X_2$ は代数的制約によって固定されます。 地平線の正則性により定数が 1 つ残りますが、無限遠へのマッチングにより、この自由度は適用された潮汐分岐を再規格化するだけであることが示されます。 この潮汐再正規化を取り除くと、減衰分岐は明確になります。 空間セクターを固定 $\ell=2$ で関連ルジャンドル分岐 $P_2^{2}$ と $Q_2^{2}$ に対して較正すると、固定四重極応答振幅 $Δ(B/A)=-2400ε_{\rm e}$ が得られます。 同様に、スカラー固定 $\ell$ 商は $Δk_{2,\rm sc}^{\rm fix}=-20ε_{\rm e}$ を与えます。 2 番目の数値は、計量分岐比のスカラー固定 $\ell$ 変換であり、それ自体は解析的に接続されたゲージ不変の電気ラブ数ではありません。 標準的な Teukolsky に基づくラブ数との比較には、$\ell$ に関する追加の接続と、正規化の正確なマップが必要です。 したがって、この結果は、ゲージ不変マスター方程式アプローチを補完する、3次ワイルEFTの再現可能な計量セクターベンチマークとして捉えるべきである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We derive analytic templates for the scalar and tensor primordial power spectra describing cosmologies that transition from kinetic dominance to slow-roll inflation in the presence of spatial curvature. Our results extend recent works in the literature, allowing us, in particular, to recover the scalar and tensor tilts analytically. We revisit the case of curvature-assisted single-exponential models in light of this framework. In the case of an open universe, the phase space of such models naturally includes cosmologies that start out in a kinetic-dominance regime followed by a parametrically controlled quasi-de Sitter phase. However, they do not fit in the framework of the templates, as their second Hubble slow-roll parameter remains of order one in the quasi-de Sitter regime. | 空間曲率が存在する状況下で、運動優勢からスローロールインフレーションへと移行する宇宙論を記述するスカラーおよびテンソル原始パワースペクトルの解析的テンプレートを導出します。 我々の結果は、文献における最近の研究を拡張するものであり、特にスカラーおよびテンソルの傾きを解析的に復元することを可能にします。 この枠組みに照らして、曲率支援型単一指数モデルの場合を再検討します。 開放宇宙の場合、このようなモデルの位相空間には、運動優勢領域で始まり、その後パラメトリック制御された準ド・ジッター相に移行する宇宙論が自然に含まれます。 しかし、準ド・ジッター領域ではハッブルの2番目のスローロールパラメータが1のオーダーのままであるため、これらの宇宙論はテンプレートの枠組みには適合しません。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We numerically study non-linear perturbations of the Einstein-de Sitter spacetime as a solution to the Gowdy-symmetric Einstein-Euler system for a polytropic equation of state. The results suggest that the Einstein-de Sitter spacetime is stable for sufficiently small but otherwise generic perturbations. This is in stark contrast to the well known instability of this spacetime when the matter model is dust. Moreover, this indicates a previously unknown stable regime of the Einstein-Euler equations with direct implications for cosmology. | 本研究では、多方性状態方程式に対するゴーディ対称アインシュタイン・オイラー系の解として、アインシュタイン・ド・ジッター時空の非線形摂動を数値的に解析した。 その結果、アインシュタイン・ド・ジッター時空は、十分に小さいものの一般的な摂動に対して安定であることが示唆された。 これは、物質モデルが塵である場合にこの時空が不安定であるというよく知られた事実とは著しく対照的である。 さらに、これはアインシュタイン・オイラー方程式のこれまで知られていなかった安定領域を示しており、宇宙論に直接的な影響を与える。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We produce the dimensional reduction to 10D IIA supergravity (SuGra), via cyclification, of the remarkable result that full 11D SuGra is put on shell just by imposing the duality-symmetric Bianchi identities on C-field super-flux densities over supertorsion-free superspace. Generally, we highlight that when duality-symmetric superspace Bianchi identities are characterized by Whitehead bracket $L_\infty$-algebras $\mathfrak{l}\mathcal{A}$ of a classifying space $\mathcal{A}$, their dimensional reduction is characterized by the cyclic loop space $\mathrm{Cyc}(\mathcal{A})$. We promote this to a general mechanism of dimensional reduction on super-spacetime, compatible with the global (infrared) completion of supergravity theories by flux quantization in non-abelian cohomology with coefficients in $\mathcal{A}$ and $\mathrm{Cyc}(\mathcal{A})$, respectively. In the case of 11D SuGra, the characteristic $L_\infty$-algebra is $\mathfrak{l}S^4$ and hence we obtain that full on-shell 10D IIA SuGra is equivalent to $\mathfrak{l}\mathrm{Cyc}(S^4)$-Bianchi imposed identities on NS/RR super-flux densities over supertorsion-free 10D super-spacetime. This implies that any space which is $\mathbb{R}$-rationally equivalent to $\mathrm{Cyc}(S^4)$ classifies an admissible flux quantization law, which provides a global completion of 10D IIA SuGra that admits oxidation to 11D. | 我々は、超ねじれのない超空間上のC場超流束密度に双対対称ビアンキ恒等式を課すだけで、完全な11次元超重力理論（SuGra）がシェル上に配置されるという注目すべき結果を、サイクロフィケーションを通して10次元IIA超重力理論（SuGra）に次元削減する。 一般に、双対対称超空間ビアンキ恒等式が分類空間$\mathcal{A}$のホワイトヘッド括弧$L_\infty$代数$\mathfrak{l}\mathcal{A}$によって特徴付けられる場合、その次元削減は巡回ループ空間$\mathrm{Cyc}(\mathcal{A})$によって特徴付けられることを強調する。 我々はこれを、超時空における次元削減の一般的なメカニズムへと発展させ、それぞれ$\mathcal{A}$および$\mathrm{Cyc}(\mathcal{A})$の係数を持つ非可換コホモロジーにおけるフラックス量子化による超重力理論のグローバル（赤外線）完成と整合させる。 11次元超重力の場合、特性$L_\infty$代数は$\mathfrak{l}S^4$であり、したがって、完全なオンシェル10次元IIA超重力は、超ねじれのない10次元超時空上のNS/RR超フラックス密度に対する$\mathfrak{l}\mathrm{Cyc}(S^4)$-Bianchi恒等式と等価であることがわかる。 これは、$\mathbb{R}$ と $\mathrm{Cyc}(S^4)$ と有理的に同等な空間は、許容可能なフラックス量子化法則を分類し、11D への酸化を許容する 10D IIA SuGra のグローバルな完成を提供することを意味します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the entropy of a dynamical black hole arising from second-order perturbations of a spherically symmetric background with a bifurcate Killing horizon. Using Gaussian null coordinates, we study the geometry of the apparent horizon perturbatively up to second order. Within the covariant phase space formalism, to explore the contribution of matter fields, we introduce a new modified canonical energy, and establish a balance law relating the second-order variation of the entropy to the energy flux entering the black hole. We show that the entropy is given precisely by the area of the apparent horizon at second order when the null energy condition holds for the infalling matter, and that the variation of the entropy also obeys the second law. We also discuss the possibility that the area law continues to hold when the null energy condition is violated. | 本研究では、分岐キリング地平線を持つ球対称背景の2次摂動から生じる動的ブラックホールのエントロピーを調査する。 ガウスヌル座標を用いて、見かけの地平線の形状を2次まで摂動的に研究する。 共変位相空間形式を用いて物質場の寄与を考察するため、新しい修正正準エネルギーを導入し、エントロピーの2次変動とブラックホールに流入するエネルギー流束を関連付ける平衡法則を確立する。 流入物質に対してヌルエネルギー条件が成り立つ場合、エントロピーは2次で見かけの地平線の面積と正確に一致すること、またエントロピーの変動も2次法則に従うことを示す。 さらに、ヌルエネルギー条件が破られた場合でも面積法則が成り立つ可能性についても議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We derive the Lehmann-Symanzik-Zimmermann reduction formalism for a massive spin-2 particle on Minkowski spacetime and extend the formalism to cosmological spacetimes. The reduction formalism allows for a versatile proof that the Goldstone boson equivalence theorem holds in Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker space-times. For the de Sitter and the radiation filled universe, we investigate the Goldstone dynamics and perform an analysis of the range of validity provided by the effective kinetic operator. | ミンコフスキー時空上の質量を持つスピン2粒子に対するレーマン・シマンジク・ツィンマーマン還元形式を導出し、その形式を宇宙論的時空に拡張する。 この還元形式を用いることで、フリードマン・ルメートル・ロバートソン・ウォーカー時空においてゴールドストーン・ボソン等価定理が成り立つことを示す汎用的な証明が可能となる。 ド・ジッター宇宙および放射に満ちた宇宙について、ゴールドストーンのダイナミクスを考察し、有効運動演算子によって与えられる適用範囲の解析を行う。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Lyth bound asserts that the field excursion of inflaton must be sub-Planckian, thereby imposing an upper bound on the amplitude of the tensor power spectrum in inflationary scenario. This bound is conventionally derived assuming a scale-invariant curvature power spectrum, i.e., $n_s = 1$. However, astrophysical observations confirm a red-tilted spectrum with $n_s < 1$. In light of recent results from the Atacama Cosmology Telescope (ACT) DR6, we revisit these constraints using the newly implied scalar spectral index of $n_s \simeq 0.9743$. Incorporating the ACT data yields a different upper bound on the tensor-to-scalar ratio $r$, which can potentially exclude inflationary scenarios previously robust under the original Lyth bound with $n_s = 1$. Our result highlights the urgent need to combine theoretical Lyth bound considerations with the most up-to-date astrophysical data. | Lyth 境界は、インフレーションの場の変動がプランクスケール以下でなければならないと主張し、それによってインフレーションシナリオにおけるテンソルパワースペクトルの振幅に上限を課します。 この境界は、従来、スケール不変の曲率パワースペクトル、すなわち $n_s = 1$ を仮定して導出されてきました。 しかし、天体物理学的観測では、$n_s < 1$ の赤方偏移スペクトルが確認されています。 アタカマ宇宙望遠鏡 (ACT) DR6 の最近の結果を踏まえ、新たに示唆されたスカラースペクトル指数 $n_s \simeq 0.9743$ を使用してこれらの制約を再検討します。 ACT データを組み込むと、テンソルとスカラーの比 $r$ の異なる上限が得られ、これは、$n_s = 1$ の元の Lyth 境界の下ではこれまで頑健であったインフレーションシナリオを排除する可能性があります。 今回の結果は、理論的なリト境界の考察と最新の天体物理学的データを組み合わせることの緊急性を浮き彫りにしている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We derive and compare three mechanisms of cosmological magnetogenesis: the Thomson-scattering velocity-difference mechanism of Takahashi et al.\ (2005), a new density-gradient source identified here for the first time, and the Harrison bulk-flow mechanism of Cembranos et al.\ (2020). Starting from the coupled Maxwell-Boltzmann equations, the complete kinetic theory chain is derived in a single document -- from the BBGKY hierarchy and Thomson collision term, through the generalised Ohm's law, to the second-order magnetic induction equation. The Ohm's law correction terms are each bounded by $m_e/m_p\approx5.4\times10^{-4}$, confirming the standard single-fluid approximation to better than $0.1\%$. At second order in cosmological perturbations, products of first-order scalar source vorticity, we identify a coupling between the photon density contrast $δ_γ\equiv δρ^{(1)}_γ/ \barρ_γ$ and the electron-photon velocity difference $(u_e-u_γ)^{(1)}$ that was implicitly present in previous treatments but never isolated. Numerical evaluation with CAMB~v1.6.6 at $z=1100$ shows that this term contributes at ${\approx}0.97\times B_{\rm Tak}$, giving a scattering-mechanism total ${\approx}1.4\times$ the Takahashi result. The Harrison mechanism at the Planck bulk-flow limit ($β<8.5\times10^{-4}$) yields $B\approx5.7\times10^{-24}$~G at 1~Mpc today and dominates for $β\gtrsim2\times10^{-3}$, mildly above the Planck limit. All seed fields exceed the galactic dynamo threshold by many orders of magnitude. | 我々は、宇宙論的磁気生成の 3 つのメカニズムを導出し比較する。 Takahashi et al. (2005) のトムソン散乱速度差メカニズム、ここで初めて特定された新しい密度勾配源、および Cembranos et al. (2020) のハリソンバルクフローメカニズムである。 結合した Maxwell-Boltzmann 方程式から始めて、BBGKY 階層とトムソン衝突項から一般化されたオームの法則を経て、2 次磁気誘導方程式に至るまで、完全な運動論チェーンが 1 つの文書で導出される。 オームの法則補正項はそれぞれ $m_e/m_p\approx5.4\times10^{-4}$ で制限され、標準的な単一流体近似が $0.1\%$ より優れていることが確認される。 宇宙論的摂動の2次、すなわち1次のスカラー源渦度の積において、光子密度コントラスト$δ_γ\equiv δρ^{(1)}_γ/ \barρ_γ$と電子-光子速度差$(u_e-u_γ)^{(1)}$との間の結合を特定しました。 これは以前の処理では暗黙のうちに存在していましたが、分離されたことはありませんでした。 $z=1100$でCAMB~v1.6.6を用いた数値評価では、この項が${\approx}0.97\times B_{\rm Tak}$に寄与し、散乱機構の合計が高橋の結果の${\approx}1.4\times$となることが示されました。 プランクバルクフロー限界（β<8.5×10⁻⁴）におけるハリソン機構は、現在1 Mpcの距離でB≒5.7×10⁻²⁴Gをもたらし、プランク限界をわずかに上回るβ≒2×10⁻³の範囲で支配的となる。 すべてのシードフィールドは、銀河ダイナモの閾値を何桁も上回っている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a new class of interacting dark sector models in which the intrinsic entropy of a dark matter fluid couples to a scalar field describing dark energy. These interactions are constructed within a covariant Lagrangian framework, including algebraic and derivative entropy couplings, effectively leading to pure momentum exchange in the dark sector. A key feature is that the background cosmology remains unchanged and therefore indistinguishable from $Λ$CDM or uncoupled quintessence. However, at the level of the linear perturbations, the dark matter Euler equation exhibits scale-dependent contributions, while the continuity equation is unmodified. We show that these classes of models are compatible with current CMB constraints and can potentially produce observable signatures in large-scale structure. | 本稿では、ダークマター流体の固有エントロピーがダークエネルギーを記述するスカラー場と結合する、相互作用するダークセクターモデルの新しいクラスを提示する。 これらの相互作用は、代数的および微分エントロピー結合を含む共変ラグランジアンの枠組み内で構築され、ダークセクターにおける純粋な運動量交換を効果的に引き起こす。 重要な特徴は、背景宇宙論は変化せず、したがってΛCDMまたは非結合クインテッセンスと区別できないことである。 しかし、線形摂動のレベルでは、ダークマターオイラー方程式はスケール依存の寄与を示す一方、連続方程式は変更されない。 これらのモデルクラスは現在のCMB制約と互換性があり、大規模構造において観測可能な兆候を生み出す可能性があることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the bending of massless fields by a massive object in the presence of a curvature-scalar $\sqrt{-g}ξR φ^2$ non-minimal coupling up to one loop, using the perturbative quantum gravity computations. It is well known that without such coupling a self interacting scalar field theory cannot be renormalised in the presence of gravity. The massive object is modelled by a massive scalar $φ$, and it is assumed to be non-relativistic, e.g., a star. We compute the 2-2 scattering of massless scalar and photons off this object via graviton exchanges. Assuming both $ξ$ and the bending angle to be small, we use the eikonal approximation to compute the angle up to ${\cal O}(ξG^2)$. At tree level $({\cal O}(ξG))$ we find no bending, and hence the ${\cal O}(ξG^2)$ result happens to be leading in this case. The non-minimal vertices are qualitatively different from that of the standard minimal ones, e.g. $ \sqrt{G} h_{μν} T^{μν}$, as the former contains explicit momenta of the gravitons instead of the scalar, complementing the second. The bending angle is found to behave like $\sim b^{-7}$, where $b$ is the impact parameter. We have emphasised the qualitative differences of our results from that of the well studied minimal case. | 我々は、摂動量子重力計算を用いて、曲率スカラー $\sqrt{-g}ξR φ^2$ の非最小結合が存在する場合の質量のない場の、質量のある物体による曲がりを、1 ループまで調査する。 このような結合がない場合、自己相互作用するスカラー場理論は、重力の存在下で繰り込みできないことはよく知られている。 質量のある物体は、質量のあるスカラー $φ$ でモデル化され、非相対論的であると仮定される（例えば、星）。 我々は、重力子交換を介して、この物体からの質量のないスカラーと光子の 2-2 散乱を計算する。 $ξ$ と曲がり角の両方が小さいと仮定して、我々は、角度を ${\cal O}(ξG^2)$ まで計算するために、アイコナール近似を使用する。 ツリーレベル $({\cal O}(ξG))$ では曲がりが見られないため、この場合 ${\cal O}(ξG^2)$ の結果がリードとなります。 非最小頂点は、標準的な最小頂点、例えば $ \sqrt{G} h_{μν} T^{μν}$ とは質的に異なり、前者はスカラーの代わりに重力子の明示的な運動量を含み、後者を補完します。 曲がり角は $\sim b^{-7}$ のように振る舞うことがわかっています。 ここで $b$ は衝突パラメータです。 我々の結果とよく研究されている最小ケースの結果との質的な違いを強調しました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The generalized unimodular theory is revisited and its consequence for cosmology is discussed. The usual matter components of the universe are obtained in a pure geometric way. This result gives a new perspective to the studies of the dark sector of the universe. A background and perturbative analysis are carried out, recovering the corresponding results obtained through the general relativity theory but with a different interpretation. | 一般化されたユニモジュラー理論を再検討し、宇宙論におけるその意義について議論する。 宇宙の通常の物質成分は、純粋に幾何学的な方法で得られる。 この結果は、宇宙のダークセクターの研究に新たな視点をもたらす。 背景解析と摂動解析を行い、一般相対性理論によって得られた対応する結果を再現するが、解釈は異なる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the real-time linear response of gravitational waves in a time-dependent resonant scalar field in a Minkowski background. In the Schwinger-Keldysh formalism, we develop an adiabatic regularization scheme for unequal-time correlation functions and use it to extract the ultraviolet structure of the one-loop response. The leading divergence reproduces the familiar $\Box^2 h_{ij}$ structure, whereas the time-dependent background induces additional local divergences proportional to $\Box h_{ij}$, $\partial_0 h_{ij}$, and $h_{ij}$. These are renormalized by local counterterms associated with the Weyl-squared term, a time-dependent Ricci-scalar term, and a time-dependent cosmological constant. We also compare the renormalization of the linear response with that of the tadpole stress tensor and find a mismatch beyond leading adiabatic order in the present toy model. By considering a covariant completion of the resonance, we further argue that this mismatch is tied to the off-shell nature of the fixed background, and is expected to disappear once the background is treated on shell. | ミンコフスキー背景における時間依存共鳴スカラー場における重力波のリアルタイム線形応答を研究する。 シュウィンガー・ケルディッシュ形式において、時間不等相関関数に対する断熱正則化スキームを開発し、それを用いて1ループ応答の紫外構造を抽出する。 主要な発散は、よく知られた$\Box^2 h_{ij}$構造を再現する一方、時間依存背景は、$\Box h_{ij}$、$\partial_0 h_{ij}$、および$h_{ij}$に比例する追加の局所発散を誘発する。 これらは、ワイル二乗項、時間依存リッチスカラー項、および時間依存宇宙定数に関連する局所的な対項によって再規格化される。 また、線形応答の再規格化をタッドポール応力テンソルの再規格化と比較し、現在のトイモデルでは主要な断熱次数を超える不一致があることを発見した。 共鳴の共変的な完全性を考慮することで、この不一致は固定背景のオフシェル特性に起因しており、背景をオンシェルで扱うと解消されると予想されることをさらに主張する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Extreme mass-ratio inspirals (EMRIs) constitute one of the most promising probes of strong field gravity for future space borne gravitational-wave observatories. As a representative higher-curvature extension of General Relativity (GR), four-dimensional Einstein-Gauss-Bonnet (4D EGB) gravity is distinguished by its strictly linear geometric coupling. By this mathematical property, the pathological Fisher-matrix singularities that typically plague conventional modified black hole models are effectively evaded, thereby providing an ideal framework to test topological deviations from classical spacetimes. Through the classification of equatorial periodic orbits via an integer taxonomy $(z,w,v)$, it is demonstrated that even modest Gauss-Bonnet couplings ($α\sim 0.1M^2$) imprint measurable geometric signatures onto the zoom-whirl architecture. Although the global conservative energy budget is shifted by a mere $\sim 0.2\%$, the short-range repulsive EGB core severely alters the strong field whirl dynamics, whereby a resolvable macroscopic dephasing of several radians per orbit is accumulated. Through semi-relativistic waveform modeling, it is revealed that this temporal compression manifests as a rigid, high-frequency stretching of the gravitational-wave harmonic comb -- a clean, amplitude-independent spectral signature ideally suited for detection by LISA, Taiji, and TianQin. A rigorous Fisher information analysis confirms that for a typical four-year observation at a signal-to-noise ratio of $ρ=20$, the marginalized error on the EGB coupling can be tightly bounded to $σ_α\sim \mathcal{O}(10^{-6}) M^2$, with virtually negligible parameter degeneracy with the orbital eccentricity. | 極端質量比インスパイラル (EMRI) は、将来の宇宙重力波観測所にとって、強い重力場を調査する最も有望なプローブの 1 つです。 一般相対性理論 (GR) の代表的な高曲率拡張である 4 次元アインシュタイン・ガウス・ボンネ (4D EGB) 重力は、厳密に線形な幾何学的結合によって特徴付けられます。 この数学的性質により、従来の修正ブラックホールモデルを悩ませる病的なフィッシャー行列特異点が効果的に回避され、古典的時空からの位相的偏差をテストするための理想的なフレームワークが提供されます。 整数分類法 $(z,w,v)$ による赤道周期軌道の分類を通じて、控えめなガウス・ボンネ結合 ($α\sim 0.1M^2$) でさえ、ズーム・ワール構造に測定可能な幾何学的特徴を刻み込むことが実証されています。 地球全体の保存的エネルギー収支はわずか約0.2%しか変化しないものの、短距離斥力EGBコアは強磁場渦のダイナミクスを大きく変化させ、その結果、軌道ごとに数ラジアンの解像可能な巨視的位相ずれが蓄積される。 半相対論的波形モデリングにより、この時間的圧縮は重力波高調波コムの剛性高周波伸長として現れることが明らかになった。 これは、LISA、Taiji、TianQinによる検出に理想的な、振幅に依存しないクリーンなスペクトル特性である。 厳密なフィッシャー情報解析により、信号対雑音比 $ρ=20$ での典型的な 4 年間の観測では、EGB 結合の周辺誤差は $σ_α\sim \mathcal{O}(10^{-6}) M^2$ に厳密に制限され、軌道離心率とのパラメータ縮退は実質的に無視できることが確認されました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We derive the stress-energy tensor for a pair of fluids with a novel form of interaction that depends on the relative velocity of volume elements of the two fluids. The interaction is described through quantities measuring the local particle density of one fluid through the metric tensor induced on hypersurfaces perpendicular to the 4-velocity field of the other fluid -- the particle density of one fluid measured in reference frames of volume elements of the other fluid, as opposed to the standardly defined particle density of a fluid measured in reference frames of its own volume elements. This introduces an explicit dependence of the stress-energy tensor on the scalar product of 4-velocities of the two fluids, which can be expressed through the relative physical speed of their volume elements. We also investigate the effect of the studied interaction on the evolution of Bianchi type-I spacetimes, under the assumption of small anisotropy. This represents the simplest nontrivial application of the studied form of interaction. The evolution of the anisotropy does not change qualitatively, which implies compatibility with models of our Universe. | 本稿では、2つの流体の体積要素の相対速度に依存する新しい相互作用形式を持つ2つの流体の応力エネルギーテンソルを導出する。 この相互作用は、一方の流体の4元速度場に垂直な超曲面上に誘導される計量テンソルを介して、一方の流体の局所的な粒子密度を測定する量によって記述される。 これは、一方の流体の体積要素の参照系で測定される粒子密度であり、標準的に定義される流体自身の体積要素の参照系で測定される粒子密度とは異なる。 これにより、応力エネルギーテンソルは、2つの流体の4元速度のスカラー積に明示的に依存するようになり、これは体積要素の相対的な物理的速度によって表現できる。 また、小さな異方性を仮定して、研究対象の相互作用がビアンキI型時空の進化に及ぼす影響についても調査する。 これは、研究対象の相互作用形式の最も単純な非自明な応用例である。 異方性の進化は質的に変化しないため、これは我々の宇宙のモデルと整合性があることを意味する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Forthcoming cosmological surveys require inference pipelines that are both statistically reliable and computationally scalable. In this work, we perform a systematic comparison of three complementary inference strategies for late-time $Λ$CDM cosmology: exact Markov Chain Monte Carlo (MCMC), Gaussian Process (GP)-assisted MCMC, and neural Simulation-Based Inference (SBI). Using a common analysis framework based on Cosmic Chronometers, DESI DR2 baryon acoustic oscillation measurements, and the Pantheon+ Type Ia supernova compilation, we consider two dataset combinations of increasing complexity, namely CC+DESI and CC+DESI+PP, under identical cosmological assumptions and priors. For CC+DESI, both GP emulation and SBI reproduce the exact posterior constraints on $(H_0,Ω_{m,0})$ to better than $0.3σ$. For the more constraining CC+DESI+PP combination, modest method-dependent shifts emerge, reaching at most $\sim1.5σ$ in a single parameter. Despite these differences, all methods recover a nearly identical expansion history, with percent-level agreement across the full redshift range. From a computational perspective, GP emulation accelerates model evaluations but remains limited by MCMC sampling, whereas SBI achieves order-of-magnitude reductions in total runtime through amortized posterior learning. We further investigate the convergence of SBI as a function of simulation budget and identify the number of simulations required to obtain stable posterior constraints. Overall, our results demonstrate that accelerated inference techniques can deliver reliable cosmological constraints for realistic late-time datasets at a fraction of the computational cost of conventional likelihood-based analyses. | 今後の宇宙論調査では、統計的に信頼性が高く、かつ計算的にスケーラブルな推論パイプラインが求められます。 本研究では、後期のΛCDM宇宙論に対する3つの相補的な推論戦略、すなわち厳密なマルコフ連鎖モンテカルロ法（MCMC）、ガウス過程（GP）支援MCMC、およびニューラルシミュレーションベース推論（SBI）を体系的に比較します。 宇宙クロノメーター、DESI DR2バリオン音響振動測定、およびPantheon+ Ia型超新星コンパイルに基づく共通の解析フレームワークを使用して、同一の宇宙論的仮定と事前分布の下で、複雑さが増す2つのデータセットの組み合わせ、すなわちCC+DESIとCC+DESI+PPを検討します。 CC+DESIの場合、GPエミュレーションとSBIの両方が、$(H_0,Ω_{m,0})$に対する厳密な事後制約を$0.3σ$よりも高い精度で再現します。 より制約の厳しい CC+DESI+PP の組み合わせでは、方法依存のわずかなずれが生じ、単一のパラメータで最大 $\sim1.5σ$ に達します。 これらの違いにもかかわらず、すべての方法でほぼ同一の膨張履歴が再現され、全赤方偏移範囲でパーセントレベルの一致が見られます。 計算の観点から見ると、GP エミュレーションはモデル評価を高速化しますが、MCMC サンプリングによって制限されます。 一方、SBI は償却事後学習によって総実行時間を桁違いに削減します。 さらに、シミュレーション予算の関数として SBI の収束を調査し、安定した事後制約を得るために必要なシミュレーション数を特定します。 全体として、私たちの結果は、加速推論技術が、従来の尤度ベースの解析の計算コストのほんの一部で、現実的な後期データセットに対して信頼性の高い宇宙論的制約を提供できることを示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the emergence of Cosmological Frequency Combs (CFCs) in a quintessence cosmology with an exponential potential using a dynamical systems formulation. Expressing the evolution equations in expansion-normalized variables yields an autonomous nonlinear system that supports time-periodic attractors corresponding to limit cycles, producing comb like spectral structures in cosmological observables without external periodic forcing. Numerical simulations reveal transitions between single frequency, comb like and chaotic regimes controlled by the fundamental frequency, background equation of state parameter, and initial conditions. Coherent comb structures arise only within well defined dynamical windows, while very low frequencies and unfavorable initial conditions suppress phase locking. These results show that CFCs naturally emerge from nonlinear cosmological dynamics and motivate further study of their possible observational implications. | 本研究では、力学系定式化を用いて、指数ポテンシャルを持つクインテッセンス宇宙論における宇宙論的周波数コム（CFC）の出現を研究する。 進化方程式を膨張正規化変数で表現すると、外部からの周期的な強制なしに宇宙論的観測量にコム状のスペクトル構造を生み出す、リミットサイクルに対応する時間周期アトラクターをサポートする自律的な非線形システムが得られる。 数値シミュレーションでは、基本周波数、背景状態方程式パラメータ、および初期条件によって制御される、単一周波数、コム状、およびカオス的レジーム間の遷移が明らかになった。 コヒーレントなコム構造は、明確に定義された力学的ウィンドウ内でのみ発生し、非常に低い周波数と好ましくない初期条件は位相ロックを抑制する。 これらの結果は、CFCが非線形宇宙論的ダイナミクスから自然に出現することを示しており、その観測的意義に関するさらなる研究を促すものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recently, a new family of asymptotically flat black-hole solutions endowed with primary scalar hair has been discovered in beyond-Horndeski gravity. We study in detail the quasinormal modes spectra, graybody factors, and Hawking radiation of this class of black holes. We demonstrate that presence of primary scalar hair leaves characteristic imprints on the ringdown properties, shifts the quasinormal frequencies, inducing overtone rearrangements, and rise of echoes. While the fundamental modes associated with the light-ring are affected moderately, higher overtones are highly sensitive to the small near-horizon deformation produced by scalar field. In certain parameter regimes, the graybody factors exhibit resonant-tunnelling behavior, which leads to an oscillatory frequency dependence of the Hawking emission rate. Thus, both black-hole spectroscopy and Hawking radiation may provide complementary and distinctive probes of the beyond-Horndeski gravity. Additionally, we demonstrate that the corresponding naked singularites are quantum mechanically singular and do not admit a well-defined dynamics. | 近年、ホルンデスキー重力理論を超える領域において、一次スカラーヘアを備えた漸近的に平坦なブラックホール解の新たなファミリーが発見された。 本研究では、この種のブラックホールの準正規モードスペクトル、グレイボディ因子、およびホーキング放射を詳細に調査した。 一次スカラーヘアの存在は、リングダウン特性に特徴的な痕跡を残し、準正規周波数をシフトさせ、倍音の再配置とエコーの発生を引き起こすことを明らかにした。 光リングに関連する基本モードは中程度の影響を受ける一方、高次の倍音はスカラー場によって生じる地平線近傍の小さな変形に非常に敏感である。 特定のパラメータ領域では、グレイボディ因子が共鳴トンネル効果を示し、ホーキング放射率の振動的な周波数依存性につながる。 したがって、ブラックホール分光法とホーキング放射は、ホルンデスキー重力理論を超える領域を補完的かつ特徴的に探る手段となり得る。 さらに、対応する裸の特異点は量子力学的に特異であり、明確なダイナミクスを持たないことを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| False vacuum decay in field theory is thought to be dominated by Coleman's O(4)-symmetric bounce, the minimum action nontrivial solution of the imaginary time equations of motion. Beyond the bounce, non-constructive existence proofs of O(4)-breaking solutions are available in the mathematics literature, but the solutions themselves, and their physics, have remained unknown. Considering the simple, bounded-below, scalar field potential $V(φ)=\frac{m^2}{2}φ^2-\fracλ{4}φ^4+\frac{g}{6}φ^6$, we construct a nonradial solution explicitly: two bubble-tubes of opposite sign wrapping orthogonal rings, invariant under ${\rm O}(2)\times{\rm O}(2)$ rotations combined with a parity that exchanges the rings. The solution admits valid Cauchy data for real time evolution from a $t=0$ slice, and supports an odd number of unstable deformation modes. | 場の理論における偽真空崩壊は、虚時間運動方程式の最小作用非自明解であるコールマンの O(4) 対称バウンスによって支配されると考えられている。 バウンスを超えて、O(4) を破る解の非構成的存在証明は数学文献で入手可能だが、解自体とその物理は未だ不明のままである。 単純な下限付きスカラー場ポテンシャル $V(φ)=\frac{m^2}{2}φ^2-\fracλ{4}φ^4+\frac{g}{6}φ^6$ を考えると、非放射状解を明示的に構成することができる。 それは、直交するリングを巻き付ける反対符号の 2 つのバブルチューブであり、リングを交換するパリティと組み合わせた ${\rm O}(2)\times{\rm O}(2)$ 回転の下で不変である。 この解は、$t=0$ スライスからの実時間発展に対して有効なコーシーデータを持ち、奇数個の不安定変形モードをサポートする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Sharma--Mittal (SM) entropy provides a two-parameter generalization encompassing both the Rényi and Tsallis statistical frameworks. In this work, we investigate its thermodynamic and gravitational implications in the context of black hole physics and emergent gravity. Specifically, we examine the compatibility of the gravitational realization of the SM entropy with the Bekenstein bound and show that the corresponding framework consistently interpolates between the Rényi and Bekenstein--Hawking entropies in the appropriate limits. By incorporating Landauer's principle into black hole thermodynamics, we obtain a modified mass-loss relation associated with one-bit information erasure, exhibiting nontrivial parameter-dependent asymptotic behavior in both the small- and large-mass regimes. Furthermore, within Verlinde's entropic gravity framework, we derive modified gravitational force and acceleration laws induced by the SM entropy. We show that the resulting acceleration deviates from the Newtonian prediction at large distances and naturally reproduces a MOND-like regime for the specific parameter relation $R/δ= 3/2$. This condition establishes a direct connection between the SM entropy parameters and the MOND acceleration scale $a_0$. Our findings highlight the potential of the SM framework to provide a unified link between black hole thermodynamics, information theory, and infrared modifications of gravity, while offering new insights into phenomena traditionally attributed to the dark matter paradigm. | シャルマ・ミッタル（SM）エントロピーは、レニー統計フレームワークとツァリス統計フレームワークの両方を包含する2パラメータの一般化を提供します。 本研究では、ブラックホール物理学と創発重力の文脈において、その熱力学的および重力的な意味合いを調査します。 具体的には、SMエントロピーの重力的実現とベッケンシュタイン境界との整合性を検証し、対応するフレームワークが適切な極限においてレニーエントロピーとベッケンシュタイン・ホーキングエントロピーの間を一貫して補間することを示します。 ランダウアーの原理をブラックホールの熱力学に組み込むことにより、1ビットの情報消去に関連する修正された質量損失関係が得られ、小質量領域と大質量領域の両方で非自明なパラメータ依存の漸近挙動を示します。 さらに、フェルリンデのエントロピー重力フレームワーク内で、SMエントロピーによって誘発される修正された重力法則と加速度法則を導出します。 本研究では、結果として生じる加速が遠距離ではニュートン力学の予測から逸脱し、特定のパラメータ関係 $R/δ= 3/2$ において自然に MOND のような領域を再現することを示す。 この条件は、標準模型のエントロピーパラメータと MOND 加速スケール $a_0$ の間に直接的な関連性を確立する。 本研究の結果は、標準模型の枠組みがブラックホールの熱力学、情報理論、および重力の赤外線修正を統一的に結びつける可能性を強調するとともに、従来ダークマターのパラダイムに起因すると考えられてきた現象に対する新たな洞察を提供するものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Four-dimensional gauge and gravitational theories exhibit long-range interactions that require asymptotic particles to be dressed by clouds of soft photons and gravitons. Faddeev-Kulish dressings render scattering amplitudes infrared-finite, but the resulting multi-particle states do not factorise into tensor products of dressed one-particle states. We show that this loss of Fock-space factorisation is not fundamental, but reflects an inappropriate choice of infrared variables. The real soft divergence is reproduced by the Goldstone modes of asymptotic symmetries, while the Coulomb phase is reproduced by new zero modes of the radiative fields that we introduce here. In these variables, infrared-finite dressed multi-particle states admit the usual Fock-space factorisation into single-particle dressed states. | 4次元ゲージ理論と重力理論は、漸近粒子が軟光子と重力子の雲で覆われることを必要とする長距離相互作用を示します。 ファデエフ・クリッシュのドレッシングは散乱振幅を赤外有限にしますが、結果として得られる多粒子状態は、覆われた1粒子状態のテンソル積に因数分解されません。 このフォック空間因数分解の喪失は根本的なものではなく、不適切な赤外変数の選択を反映していることを示します。 実際の軟発散は漸近対称性のゴールドストーンモードによって再現され、クーロン位相はここで導入する放射場の新しいゼロモードによって再現されます。 これらの変数では、赤外有限の覆われた多粒子状態は、通常のフォック空間因数分解によって1粒子の覆われた状態になります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The geodesic structure of Regular Phantom Black Holes (\textbf{RPBH}) space--time is analyzed and discussed in three asymptotically cases: Flat, de Sitter (\textbf{dS}), and Anti--de Sitter (\textbf{AdS}). The impact of the important scale parameter $b$\footnote{This parameter determines the coupling strength between phantom field and gravity.} on the trajectory of particles is studied and investigated which can mimic repulsion or attraction. By virtue of Effective Potential (\textbf{EP}) tool, the circular orbits and their stability are discussed. Also, in the asymptotically flat spacetime, the angle of light deflection versus the scale parameter is presented. | 正則ファントムブラックホール（RPBH）時空の測地線構造を、平坦、ド・ジッター（dS）、反ド・ジッター（AdS）の3つの漸近的なケースについて解析し、議論する。 重要なスケールパラメータb（このパラメータはファントム場と重力の結合強度を決定する）が粒子の軌道に与える影響を研究し、反発または引力を模倣できる可能性について調査する。 有効ポテンシャル（EP）ツールを用いて、円軌道とその安定性について議論する。 また、漸近的に平坦な時空において、スケールパラメータに対する光の偏向角を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The standard description of the state of a spin in quantum mechanics presupposes externally fixed directions -- a classical background. Can a spin be fully described instead in relation to other quantum mechanical systems? Poulin suggested twenty years ago group averaging over rotations the joint state of a fundamental spin and a reference spin with large angular momentum which, however, yields a classical bit in a probabilistic mixture. We revisit this idea and show that when the quantum reference system is augmented to \emph{two} large spins, the standard quantum mechanical description of a spin is recovered in the limit of large quantum numbers for the reference system. | 量子力学におけるスピンの状態の標準的な記述は、外部から固定された方向、つまり古典的な背景を前提としている。 では、スピンは他の量子力学系との関係において完全に記述できるのだろうか？ 20年前にPoulinは、基本スピンと大きな角運動量を持つ参照スピンの結合状態を回転に関して群平均化することを提案したが、これは確率的混合の中に古典的なビットを生み出す。 我々はこの考えを再検討し、量子参照系を2つの大きなスピンに拡張すると、参照系の量子数が大きくなる極限において、スピンの標準的な量子力学的記述が回復されることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Multi-band gravitational-wave (GW) observation, combining space-borne and ground-based detectors across different frequency bands, can improve the sky localization of compact binary sources by two to three orders of magnitude compared to single-band detection. This enhancement is crucial for cross-correlation dark siren analyses, since the sky localization uncertainty directly determines the noise level of the GW angular power spectrum. In this work, we present the first Fisher forecast for cross-correlation dark siren cosmology with multi-band GW observations, cross-correlating GW events from the Einstein Telescope (ET), Cosmic Explorer (CE), and B-DECIGO with the Chinese Space-station Survey Telescope photometric galaxy survey. We compare three network configurations: the multi-band B-DECIGO+ET+2CE (BDET2CE), the ground-only ET+2CE (ET2CE), and B-DECIGO alone. In the $Λ$CDM model, BDET2CE achieves $σ(h)/h = 0.35\%$, improving by $37\%$ over the ground-only ET2CE ($0.55\%$) and by $86\%$ over B-DECIGO alone ($2.45\%$). Extending to the $w_0w_a$CDM framework, the multi-band advantage on cosmological parameters becomes more moderate, with BDET2CE improving $σ(h)/h$ by $\sim 4\%$ over ET2CE and $\sim 22\%$ over B-DECIGO. The most striking advantage of multi-band observation lies in the per-bin measurement of the GW clustering bias $b_{\rm GW}(z)$: at $z \sim 1-2$, BDET2CE constrains the bias to $\sim 3\%$ precision, compared to $\sim 8-60\%$ for ET2CE and $\sim 20-33\%$ for B-DECIGO. These precise, redshift-resolved bias measurements open a new avenue for probing the astrophysics of compact binary mergers, enabling constraints on formation channels such as isolated binary evolution and dynamical assembly that predict distinct clustering signatures. | 異なる周波数帯域にわたる宇宙搭載型および地上設置型検出器を組み合わせたマルチバンド重力波（GW）観測は、単一バンド検出と比較して、コンパクト連星源の天球上の位置特定を2～3桁向上させることができます。 この向上は、天球上の位置特定不確実性がGW角パワースペクトルのノイズレベルを直接決定するため、相互相関ダークサイレン解析にとって非常に重要です。 本研究では、アインシュタイン望遠鏡（ET）、コズミックエクスプローラー（CE）、およびB-DECIGOからのGWイベントを中国宇宙ステーションサーベイ望遠鏡の測光銀河サーベイと相互相関させることにより、マルチバンドGW観測による相互相関ダークサイレン宇宙論に対する最初のフィッシャー予測を提示します。 3つのネットワーク構成、すなわちマルチバンドB-DECIGO+ET+2CE（BDET2CE）、地上のみのET+2CE（ET2CE）、およびB-DECIGO単独を比較します。 $Λ$CDMモデルでは、BDET2CEは$σ(h)/h = 0.35\%$を達成し、地上のみのET2CE（$0.55\%$）より$37\%、B-DECIGO単独（$2.45\%$）より$86\%改善しています。 $w_0w_a$CDMフレームワークに拡張すると、宇宙論パラメータに対するマルチバンドの利点はより穏やかになり、BDET2CEはET2CEより$\sim 4\%、B-DECIGOより$\sim 22\%$$の$σ(h)/hの改善となります。 マルチバンド観測の最も顕著な利点は、重力波クラスタリングバイアス $b_{\rm GW}(z)$ をビンごとに測定できる点にあります。 z \sim 1-2$ では、BDET2CE はバイアスを $\sim 3\%$ の精度で制約しますが、ET2CE では $\sim 8-60\%、B-DECIGO では $\sim 20-33\% となっています。 これらの高精度で赤方偏移分解されたバイアス測定により、コンパクト連星合体の天体物理学を調査する新たな道が開かれ、孤立連星進化や力学的集合など、明確なクラスタリング特性を予測する形成チャネルに制約を与えることが可能になります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the ringdown of the regular Jusufi-Singleton black hole, whose nonsingular core is controlled by a zero-point length arising from a non-local, T-duality-inspired gravitational model. Scalar, electromagnetic and Dirac perturbations are considered. The zero-point-length parameter raises the effective scattering barrier and produces a systematic increase of the oscillation frequencies, while also making the damping faster over most of the parameter range. High-order WKB results are checked against time-domain integration and show very good agreement for the dominant modes. We also compute excitation factors, which characterize the source-independent strength of the quasinormal-mode poles and show a smooth dependence on the new length scale. | 本研究では、非局所的なT双対性に基づく重力モデルから生じる零点長によって非特異コアが制御される、正則なJusufi-Singletonブラックホールのリングダウンを研究する。 スカラー摂動、電磁摂動、およびディラック摂動を考慮する。 零点長パラメータは有効散乱障壁を上昇させ、振動周波数を系統的に増加させると同時に、パラメータ範囲の大部分で減衰を速める。 高次WKB近似の結果を時間領域積分と比較すると、支配的なモードについて非常に良い一致が見られる。 また、準正規モード極のソースに依存しない強度を特徴付ける励起因子を計算し、新しい長さスケールに対して滑らかな依存性を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the observational appearance of a rotating black hole (BH) in Rastall gravity by analyzing its shadow and accretion signatures under different illumination environments. The spacetime geometry is characterized by the Rastall parameter $μ$, the structure parameter $γ$, and the rotation parameter $a$. To visualize the BH environment, we employ a ray-tracing algorithm that follows photon trajectories from the observer's screen to the emission region. We analyze how the shadow radius, distortion, and photon ring morphology respond to changes in the spacetime parameters. For a fixed value of $a$, the shadow observables exhibit a pronounced dependence on the Rastall gravity parameters. In particular, increasing the structure parameter $γ$ leads to a gradual enlargement of the shadow radius, indicating an expansion of the photon capture region surrounding the BH. At the same time, the distortion parameter decreases, implying that the shadow boundary becomes progressively more circular and less deformed. These results suggest that larger values of $γ$ tend to suppress the asymmetry induced by rotation and enhance the apparent size of the shadow. Similar modifications are observed for different values of the Rastall parameter $μ$, demonstrating that the combined effects of $μ$ and $γ$ leave distinct signatures on the shadow morphology. Consequently, shadow observations may provide an effective tool for constraining the parameter space of rotating BHs in Rastall gravity. | 我々は、異なる照明環境下での回転ブラックホール（BH）の影と降着のシグネチャを解析することにより、ラスタル重力における回転ブラックホールの観測的外観を調査する。 時空幾何学は、ラスタルパラメータμ、構造パラメータγ、および回転パラメータaによって特徴付けられる。 BH環境を可視化するために、観測者のスクリーンから放射領域まで光子の軌跡を追跡するレイ・トレーシング・アルゴリズムを用いる。 我々は、影の半径、歪み、および光子リングの形態が時空パラメータの変化にどのように応答するかを解析する。 aの値が固定されている場合、影の観測量はラスタル重力パラメータに顕著に依存する。 特に、構造パラメータγを増加させると、影の半径が徐々に大きくなり、BHを取り囲む光子捕獲領域が拡大することを示している。 同時に、歪みパラメータは減少し、影の境界が次第に円形に近づき、変形が少なくなることを意味する。 これらの結果は、γの値が大きいほど回転によって生じる非対称性が抑制され、影の見かけ上のサイズが大きくなる傾向があることを示唆している。 同様の変化は、ラスタルパラメータμの値によっても観察され、μとγの複合効果が影の形態に明確な痕跡を残すことを示している。 したがって、影の観測は、ラスタル重力における回転ブラックホールのパラメータ空間を制約するための有効な手段となり得る。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the evaporation and Page curve of charged near-AdS$_2$ black holes coupled to a non-gravitating bath at fixed temperature and chemical potential. The low-energy dynamics is governed by the Schwarzian reparametrization mode together with a $U(1)$ phase mode. We average the boundary energy and the outgoing flux over these two soft modes and obtain corrected balance equations for the temperature and chemical potential. We then use the corrected background to calculate the no-island and island entropies and the Page time shifts. We find that the two soft sectors affect the Page transition in our low-temperature semiclassical regime. The $U(1)$ phase mode correction delays the Page transition, while the Schwarzian correction tends to move it earlier. The total Page time shift is therefore determined by the competition between the Schwarzian and $U(1)$ sectors. | 我々は、固定された温度と化学ポテンシャルで非重力浴に結合した、電荷を帯びた近AdS$_2$ブラックホールの蒸発とページ曲線について研究する。 低エネルギーダイナミクスは、シュワルツ再パラメータ化モードと$U(1)$位相モードによって支配される。 我々は、境界エネルギーと出射フラックスをこれら2つのソフトモードにわたって平均化し、温度と化学ポテンシャルの補正された平衡方程式を得る。 次に、補正された背景を使用して、島なしと島のエントロピーとページ時間シフトを計算する。 我々は、2つのソフトセクターが低温半古典領域におけるページ遷移に影響を与えることを発見した。 $U(1)$位相モード補正はページ遷移を遅らせる一方、シュワルツ補正はそれを早める傾向がある。 したがって、全体のページ時間シフトは、シュワルツセクターと$U(1)$セクターの競合によって決定される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate a class of traversable wormhole geometries supported by an effective Casimir source corrected by gravitational memory. The construction is motivated by the fact that a time-dependent gravitational background can leave a permanent positive shift in the vacuum polarization of a quantum field confined to a Casimir cavity. By promoting the plate separation to an effective radial scale in the Morris-Thorne spacetime, we obtain a density profile composed of the usual negative Casimir contribution, proportional to $r^{-4}$, and a positive memory-induced correction, proportional to $r^{-7}$. The corresponding shape function is derived directly from the Einstein equations and satisfies the throat condition by construction. We determine the redshift function from a constant barotropic equation of state together with the requirement of regularity at the throat, which fixes the barotropic parameter in terms of the Casimir and memory coefficients. The flare-out condition defines the admissible range of the memory parameter and separates a Casimir-dominated sector from a phantom-like sector, with the transition point associated with a singular limit of the constant-barotropic description. We analyze the curvature scalar, the embedding structure, the energy conditions, and the Tolman-Oppenheimer-Volkoff equilibrium of the anisotropic matter source. The radial null energy condition is necessarily violated at the throat, while the tangential sector depends on the redshift gradient. We also examine the shadow radius as a phenomenological diagnostic and show that admissible solutions can overlap the Event Horizon Telescope range for M87*. The results indicate that gravitational memory can deform Casimir-supported wormholes by softening the ordinary Casimir contribution, modifying the near-throat geometry, and reshaping the internal stress balance required to sustain traversability. | 重力記憶によって補正された有効カシミール源によって支えられる、通過可能なワームホールの幾何学のクラスを調査する。 この構成は、時間依存の重力背景が、カシミール空洞に閉じ込められた量子場の真空偏極に永続的な正のシフトを残す可能性があるという事実に基づいている。 プレート間隔をモリス・ソーン時空で有効な半径スケールに拡大することにより、通常の負のカシミール寄与（$r^{-4}$に比例）と正の記憶誘起補正（$r^{-7}$に比例）からなる密度プロファイルを得る。 対応する形状関数はアインシュタイン方程式から直接導出され、構成上スロート条件を満たす。 一定のバロトロピック状態方程式とスロートでの正則性の要件から赤方偏移関数を決定する。 これにより、バロトロピックパラメータがカシミール係数と記憶係数で固定される。 フレアアウト条件は、メモリパラメータの許容範囲を定義し、カシミール支配セクターをファントムのようなセクターから分離します。 遷移点は、定圧記述の特異極限に関連付けられています。 異方性物質源の曲率スカラー、埋め込み構造、エネルギー条件、およびトルマン・オッペンハイマー・ボルコフ平衡を分析します。 半径方向のヌルエネルギー条件は、喉で必然的に破られますが、接線セクターは赤方偏移勾配に依存します。 また、現象論的診断としてシャドウ半径を調べ、許容解がM87*のイベントホライズンテレスコープの範囲と重なる可能性があることを示します。 結果は、重力メモリが、通常のカシミール寄与を軟化させ、喉付近の幾何学を修正し、通過可能性を維持するために必要な内部応力バランスを再形成することによって、カシミール支持ワームホールを変形させる可能性があることを示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Classical general relativity predicts a singularity at the center of every black hole. We argue that this singularity is never reached. The gravitational path integral loses support at the Planck curvature threshold ($\mathcal{K} \sim \ell_P^{-4}$), forming a quantum boundary $\mathcal{B}_Q$ that truncates the spacetime manifold at a finite, positive radius ($r_\mathcal{B} \approx 10^{-22}\, \rm m$ for a solar-mass black hole). This suppression is driven by several reinforcing physical mechanisms: the mathematical Sobolev failure of the Einstein-Hilbert action at Planck curvature, as well as causal decoupling and geometric trapping of information. For realistic rotating black holes, we demonstrate that $\mathcal{B}_Q$ acts as a quantum-geometric cutoff for the mass inflation instability, capping the internal mass parameter at a finite amplification $n_{max} \approx 0.67\,(r_g/\ell_P)^{1/5}$ for a maximally spinning black hole ($\sim 10^7$ for a solar-mass), and dynamically enforcing a universal, sphericalized Schwarzschild-like core. Evaluating the Gibbons-Hawking-York boundary term over this terminal spacelike slice yields a finite, macroscopic interior action per boundary segment, $S_{GHY}^{\mathcal{B}} \approx \frac{3}{2}Mc^2\,τ_\mathrm{evap}$, entirely distinct from the exterior Bekenstein-Hawking entropy. Operating within the semiclassical domain without injecting novel trans-Planckian degrees of freedom, these results suggest the classical singularity is not a physical event, but the natural terminal boundary of the geometry. | 古典一般相対性理論は、すべてのブラックホールの中心に特異点が存在すると予測する。 しかし、我々は、この特異点には決して到達しないと主張する。 重力経路積分はプランク曲率の閾値（$\mathcal{K} \sim \ell_P^{-4}$）で支持を失い、有限の正の半径（太陽質量ブラックホールの場合、$r_\mathcal{B} \approx 10^{-22}\, \rm m$）で時空多様体を切り捨てる量子境界$\mathcal{B}_Q$を形成する。 この抑制は、プランク曲率におけるアインシュタイン・ヒルベルト作用の数学的なソボレフ不等式、因果的分離、および情報の幾何学的捕捉といった、複数の相乗的な物理的メカニズムによって引き起こされる。 現実的な回転ブラックホールの場合、$\mathcal{B}_Q$ が質量インフレーション不安定性の量子幾何学的カットオフとして機能し、内部質量パラメータを最大回転ブラックホール (太陽質量の場合 $\sim 10^7$) に対して有限増幅 $n_{max} \approx 0.67\,(r_g/\ell_P)^{1/5}$ に制限し、普遍的な球状シュワルツシルト型コアを動的に強制することを示します。 この終端空間的スライス上でギボンズ・ホーキング・ヨーク境界項を評価すると、境界セグメントごとに有限の巨視的内部作用 $S_{GHY}^{\mathcal{B}} \approx \frac{3}{2}Mc^2\,τ_\mathrm{evap}$ が得られ、外部のベッケンシュタイン・ホーキングエントロピーとは全く異なります。 新たな超プランク自由度を導入することなく半古典領域内で動作するこれらの結果は、古典的特異点が物理的な事象ではなく、幾何学の自然な終端境界であることを示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the Bayesian reconstruction of peaked domain-wall gravitational-wave signals at LISA and construct reconstruction maps over the signal-parameter plane. These maps identify the regions in which the signal can be probed with minimal posterior uncertainty and parameter degeneracy. Our analysis employs a two-parameter domain-wall spectral template and includes isotropic, unmodulated astrophysical foregrounds from Galactic double white-dwarf binaries and extra-galactic compact binaries, together with LISA instrumental noise. The inference is performed for 64 injection points distributed on an equidistant grid using nested sampling, and the resulting posterior quantities are interpolated with the Clough--Tocher method to generate smooth maps over the full parameter plane. We find that LISA reconstructs domain-wall signals most effectively when the annihilation temperature lies approximately in the range $10^3\text{--}10^6\,\mathrm{GeV}$. In this regime, the posterior becomes both tighter and less degenerate, enabling genuine two-parameter reconstruction. The most favorable region corresponds to signals with ${\rm SNR}\gtrsim 50$, while signals with ${\rm SNR}\sim 10$ can still be reconstructed effectively only in a narrower part of parameter space concentrated near $T_*\lesssim 10^5\,\mathrm{GeV}$. In terms of the observable spectrum, this weaker-signal region corresponds approximately to peak amplitudes $Ω_{\rm GW}^{\rm peak}h^2 \gtrsim 4\times10^{-11}$ and peak frequencies typically satisfying $f_p\lesssim 10\text{--}20\,{\rm mHz}$. Our results provide a quantitative reconstruction forecast for peaked domain-wall signals in the LISA band and a useful guide for particle-physics realizations of domain walls that predict peaked gravitational-wave spectra in the milli-Hz range. | LISAにおけるピークを持つドメインウォール重力波信号のベイズ再構成を研究し、信号パラメータ平面上に再構成マップを構築します。 これらのマップは、事後不確実性とパラメータ縮退を最小限に抑えて信号を調査できる領域を特定します。 私たちの解析では、2パラメータのドメインウォールスペクトルテンプレートを使用し、銀河系内の二重白色矮星連星と銀河系外のコンパクト連星からの等方的で変調されていない天体物理学的前景と、LISA機器ノイズを含めています。 推論は、ネストサンプリングを使用して等間隔グリッド上に分布する64の注入点に対して実行され、結果として得られた事後量は、Clough-Tocher法で補間され、パラメータ平面全体にわたる滑らかなマップが生成されます。 LISAは、消滅温度が約$10^3\text{--}10^6\,\mathrm{GeV}$の範囲にあるときに、ドメインウォール信号を最も効果的に再構成することがわかりました。 この領域では、事後分布がよりタイトになり、縮退度も低くなるため、真の2パラメータ再構成が可能になります。 最も好ましい領域は、${\rm SNR}\gtrsim 50$の信号に対応し、${\rm SNR}\sim 10$の信号は、$T_*\lesssim 10^5\,\mathrm{GeV}$付近に集中したパラメータ空間のより狭い部分でのみ効果的に再構成できます。 観測可能なスペクトルに関して言えば、この弱い信号の領域は、ピーク振幅が$Ω_{\rm GW}^{\rm peak}h^2 \gtrsim 4\times10^{-11}$、ピーク周波数が通常$f_p\lesssim 10\text{--}20\,{\rm mHz}$を満たす領域にほぼ相当します。 我々の研究結果は、LISA帯域におけるピーク状のドメインウォール信号の定量的再構成予測を提供するとともに、ミリヘルツ帯域でピーク状の重力波スペクトルを予測するドメインウォールの素粒子物理学的実現のための有用な指針となる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Extreme-mass-ratio inspirals (EMRIs) are sensitive probes of weak conservative perturbations in the strong-field region of massive black holes. We study a phenomenological EMRI model motivated by Einstein--Cartan gravity in which a spin-polarized dark-matter spike is described by a Weyssenhoff fluid. After torsion is eliminated algebraically, the local spin contribution contains a repulsive exterior source $U_{tt}^{\rm spin}\propto-σ_0^2/r^3$. Solving the corresponding static linearized field equation, however, does not produce a global $1/r^3$ metric perturbation; the response contains a mass renormalization, a logarithmic $r^{-1}$ tail, and an $M/r^2$ term. We therefore introduce $g_{μν}^{\rm eff}=g_{μν}^{\rm Kerr}+αh_{μν}^{\rm eff}$ only as a local near-zone matching ansatz, not as a complete rotating Einstein--Cartan black-hole solution. Within this torsion-inspired deformation we compute circular equatorial inspirals and analytic-kludge waveforms. The fiducial model can produce large phase shifts in an idealized adiabatic calculation, but the forecast is optimistic and does not include a full LISA/Taiji response, Teukolsky/self-force fluxes, eccentricity, inclination, or high-dimensional parameter degeneracies. The results should be read as constraints on an effective near-zone operator rather than as a prediction of minimally coupled Einstein--Cartan dark matter. | 極端質量比インスパイラル（EMRI）は、大質量ブラックホールの強磁場領域における弱い保存摂動を敏感に探査するプローブです。 我々は、アインシュタイン・カルタン重力に触発された現象論的EMRIモデルを研究します。 このモデルでは、スピン偏極したダークマタースパイクがワイセンホフ流体によって記述されます。 ねじれを代数的に除去すると、局所スピン寄与には、反発する外部ソース $U_{tt}^{\rm spin}\propto-σ_0^2/r^3$ が含まれます。 しかし、対応する静的線形化場方程式を解いても、グローバルな $1/r^3$ 計量摂動は生成されません。 応答には、質量再規格化、対数 $r^{-1}$ テール、および $M/r^2$ 項が含まれます。 したがって、$g_{μν}^{\rm eff}=g_{μν}^{\rm Kerr}+αh_{μν}^{\rm eff}$ は、完全な回転アインシュタイン-カルタンブラックホール解としてではなく、局所的な近領域整合仮説としてのみ導入します。 このねじれに触発された変形内で、円形の赤道インスパイラルと解析的粗雑波形を計算します。 基準モデルは、理想化された断熱計算で大きな位相シフトを生み出すことができますが、予測は楽観的であり、完全な LISA/Taiji 応答、Teukolsky/自己力フラックス、離心率、傾斜角、または高次元パラメータ縮退を含みません。 結果は、最小限に結合したアインシュタイン-カルタン暗黒物質の予測としてではなく、有効な近領域演算子に対する制約として解釈されるべきです。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The direct detection of gravitational waves (GWs) is a very significant achievement in the history of physics and has opened a new window to probe the possible deviations of physics from that of general relativity (GR). In this work, we forecast constraints on the free parameter of an $f(Q)$ gravity model that mimics a $Λ$CDM background at the level of cosmic expansion. We consider modified gravitational wave signals from inspiraling of compact bianry systems such as binary black holes (BBH), binary neutron stars (BNS)and black hole neutron star binary (BBHNS) systems in the context of the $f(Q)$ gravity model and perform parameter estimation for two future third-generation ground-based GW detectors, namely Einstein Telescope (ET) and Cosmic explorer (CE), respectively. Our results show that both detectors can give tight constraints on the model parameter up to a significantly high redshift. These results show the potential of future GW observations to probe the deviations of the nature of GWs from that of GR within the framework of $f(Q)$ gravity. | 重力波（GW）の直接検出は物理学の歴史において非常に重要な成果であり、物理学が一般相対性理論（GR）から逸脱する可能性のある箇所を調査するための新たな道を開きました。 本研究では、宇宙膨張レベルでΛCDM背景を模倣するf(Q)重力モデルの自由パラメータに対する制約を予測します。 f(Q)重力モデルの枠組みで、連星ブラックホール（BBH）、連星中性子星（BNS）、ブラックホール・中性子星連星（BBHNS）系などのコンパクトな連星系の合体による修正重力波信号を考慮し、将来の第3世代地上重力波検出器であるアインシュタイン望遠鏡（ET）とコズミックエクスプローラー（CE）の2つについてパラメータ推定を行います。 我々の結果は、両方の検出器がかなり高い赤方偏移までモデルパラメータに厳しい制約を与えることができることを示しています。 これらの結果は、将来の重力波観測が、$f(Q)$重力理論の枠組みの中で、重力波の性質が一般相対性理論の性質から逸脱していることを調査する可能性を示している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the emergence of generalized Schwarzian dynamics from a bulk-first BF perspective. Starting from two-dimensional BF gravity, we analyze the associated boundary phase space and its Drinfeld-Sokolov reductions. For the sl(2,R) theory, we recover the ordinary Schwarzian action as the reduced boundary dynamics arising from a particular sector of the BF asymptotic phase space. We then extend this construction to sl(3,R), where the reduced dynamics is governed by the second and third Wilczynski invariants, providing a natural higher-rank generalization of the Schwarzian derivative. In this framework, generalized Schwarzian dynamics emerges directly from flat BF connections and their companion forms rather than being introduced as an independent boundary theory. We further relate the resulting projective invariants to Casimir charges, monodromy data, and generalized Schwarzian thermodynamics, including monodromy spectra and semiclassical thermodynamics. In particular, constant projective invariants determine the corresponding Casimir sectors and monodromy data, which in turn organize the thermodynamic structure of the theory. Our results provide a unified bulk-first description of Schwarzian and generalized Schwarzian dynamics and reveal a direct link between BF gravity, asymptotic symmetry reductions, projective geometry, and boundary thermodynamics. | 本稿では、バルク優先のBF理論の観点から、一般化シュワルツ力学の出現について考察する。 2次元BF重力理論を出発点として、関連する境界位相空間とそのドリンフェルト・ソコロフ縮約を解析する。 sl(2,R)理論では、BF漸近位相空間の特定セクターから生じる縮約境界力学として、通常のシュワルツ作用を再現する。 次に、この構成をsl(3,R)に拡張し、縮約力学が第2および第3ウィルチンスキー不変量によって支配され、シュワルツ微分の自然な高階一般化を提供することを示す。 この枠組みでは、一般化シュワルツ力学は独立した境界理論として導入されるのではなく、平坦なBF接続とその付随形式から直接出現する。 さらに、得られた射影不変量をカシミール電荷、モノドロミーデータ、およびモノドロミースペクトルや半古典熱力学を含む一般化シュワルツ熱力学と関連付ける。 特に、定数射影不変量は対応するカシミールセクターとモノドロミーデータを決定し、これらが理論の熱力学的構造を組織化する。 我々の結果は、シュワルツ力学と一般化シュワルツ力学の統一的なバルク優先記述を提供し、BF重力、漸近対称性縮小、射影幾何学、境界熱力学の間の直接的なつながりを明らかにする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study pseudo entropy $\mathcal{S}$, a recent generalization of entanglement entropy, for scalar cosmological perturbations in de Sitter space with sound speed $0.024 \leq c_s \leq 1$, and in expanding and contracting FLRW backgrounds with varying equation-of-state parameter $w$. In de Sitter space, $\mathrm{Re}(\mathcal{S})$ grows after horizon exit while $c_s$ controls its onset and saturates at late times. A similar saturation occurs in expanding-accelerating and contracting-decelerating backgrounds. In contrast, expanding-decelerating and contracting-accelerating backgrounds show large early-time $\mathrm{Re}(\mathcal{S})$ followed by oscillations after horizon re-entry. This happens because while the squeezing freezes, the squeezing angle doesn't. Unlike entanglement entropy, pseudo entropy possesses an imaginary part, $\mathrm{Im}(\mathcal{S})$, as well, which can encode the relative phase. $\mathrm{Im}(\mathcal{S})$ decays to zero in de Sitter and expanding-accelerating cases, but forms dense sub-Hubble oscillation bands in expanding-decelerating and contracting-accelerating backgrounds. Compared with entanglement entropy, Krylov complexity, and Nielsen circuit complexity, pseudo entropy captures otherwise hidden phase information; in the unsaturated regime, its slope is $\sqrt{2}$ times that of Nielsen complexity. Unlike circuit complexity, whose saturation bound is $w$-independent, pseudo entropy is sensitive to $w$ during the transition regime, making it a finer information theoretic diagnostic of cosmological dynamics. | 我々は、音速 $0.024 \leq c_s \leq 1$ のド・ジッター空間におけるスカラー宇宙論的摂動、および状態方程式パラメータ $w$ が変化する膨張および収縮する FLRW 背景における、エンタングルメント エントロピーの最近の一般化である擬似エントロピー $\mathcal{S}$ を研究する。 ド・ジッター空間では、$\mathrm{Re}(\mathcal{S})$ は地平線出口後に増加するが、$c_s$ はその開始を制御し、後期には飽和する。 同様の飽和は、膨張加速および収縮減速の背景でも発生する。 対照的に、膨張減速および収縮加速の背景では、初期に大きな $\mathrm{Re}(\mathcal{S})$ が見られ、地平線再突入後に振動する。 これは、スクイージングが凍結しても、スクイージング角が凍結しないために起こる。 エンタングルメントエントロピーとは異なり、擬似エントロピーには虚数部 $\mathrm{Im}(\mathcal{S})$ も存在し、相対位相を符号化することができます。 $\mathrm{Im}(\mathcal{S})$ は、ド・ジッター宇宙と膨張加速宇宙ではゼロに減衰しますが、膨張減速宇宙と収縮加速宇宙では密なサブハッブル振動帯を形成します。 エンタングルメントエントロピー、クリロフ複雑度、ニールセン回路複雑度と比較すると、擬似エントロピーは、そうでなければ隠されている位相情報を捉えます。 飽和していない領域では、その傾きはニールセン複雑度の $\sqrt{2}$ 倍です。 飽和境界が $w$ に依存しない回路複雑度とは異なり、擬似エントロピーは遷移領域で $w$ に敏感であるため、宇宙論的ダイナミクスのより精緻な情報理論的診断となります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| General Relativity (GR) is widely regarded as a paradigmatic example of a background independent theory, a feature often taken to mark a decisive conceptual advance over its Newtonian and special relativistic predecessors. Yet the notion of background independence admits multiple formalizations, and its precise physical and philosophical significance remains contested. This chapter offers a systematic analysis of the strategies that have been proposed to capture background independence in classical spacetime physics. The discussion then turns to a central open question: whether, and in what sense, a successor theory of GR -- such as a theory of quantum gravity -- should be expected to inherit GR's background independence. Drawing on contemporary debates and a range of case studies, the chapter argues that background independence is best understood as a diagnostic and comparative tool rather than as a necessary physical requirement. The resulting perspective highlights both the conceptual virtues and the interpretive costs of eliminating background structures, and helps to explain why background independence remains an open problem in contemporary foundational research. | 一般相対性理論（GR）は、背景独立理論の典型的な例として広く認識されており、この特徴は、ニュートン力学や特殊相対性理論といった先行理論に対する決定的な概念的進歩を示すものとみなされることが多い。 しかし、背景独立性の概念は複数の形式化が可能であり、その正確な物理的および哲学的意義については依然として議論が続いている。 本章では、古典時空物理学において背景独立性を捉えるために提案されてきた戦略を体系的に分析する。 そして、GRの後継理論（例えば量子重力理論）が、GRの背景独立性を継承すべきかどうか、またどのような意味で継承すべきかという中心的な未解決問題へと議論を進める。 現代の議論や様々な事例研究に基づき、本章では、背景独立性は、必要な物理的要件としてではなく、診断的かつ比較的なツールとして理解するのが最適であると主張する。 この結果得られる視点は、背景構造を排除することの概念的な利点と解釈上のコストの両方を浮き彫りにし、背景独立性が現代の基礎研究において未解決問題であり続ける理由を説明するのに役立つ。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| GW231123 is a gravitational-wave signal originating from the merger of a black hole binary with total mass $\sim 250 M_{\odot}$, the largest ever detected by the LIGO-Virgo-Kagra Collaboration. Remarkably, under standard priors, the system features among the fastest-spinning binary components confidently measured in binary mergers, $ χ_{1,2} \gtrsim 0.7$ at $90\%$ one-dimensional credibility, according to the most accurate model employed. As typical binary mergers result in remnants with $χ\sim 0.7$, such spin values are challenging to obtain even from previous (hierarchical) mergers. These inferred properties rely on waveform models lacking eccentric corrections in the merger-ringdown stage. Here, we show that binaries retaining significant eccentricity up to merger can be misinterpreted as near-extremally spinning when non-circular corrections are neglected. Binary-agnostic ringdown analysis instead provides unbiased estimates of the remnant properties, provided that a robust estimate of the signal peak can be obtained. We re-analyse GW231123 using available eccentric numerical-relativity catalogues, finding that although eccentric templates can provide a good fit to the data, quasi-spherical templates are still favoured. Ringdown analyses confirm a secondary likelihood peak correlated with large eccentricity values, but improved eccentric models will be required to assess the reliability of this interpretation. Finally, analysing GW231123 under population-informed parametric priors confirms the exceptional nature of this event within the current black hole binary population. | GW231123は、総質量が約250太陽質量のブラックホール連星の合体から発生した重力波信号であり、LIGO-Virgo-Kagraコラボレーションによってこれまで検出された中で最大のものである。 注目すべきことに、標準的な事前分布の下では、このシステムは、最も正確なモデルによれば、1次元信頼度90%で、連星合体で確実に測定された最も高速回転する連星成分の1つである。 典型的な連星合体では、残骸のスピンが約0.7となるため、このようなスピン値は、以前の（階層的な）合体からでも得るのが難しい。 これらの推測された特性は、合体リングダウン段階で偏心補正を欠いた波形モデルに依存している。 ここでは、非円補正を無視すると、合体まで有意な偏心率を保持する連星が、ほぼ極端に回転していると誤って解釈される可能性があることを示す。 バイナリー非依存リングダウン解析は、信号ピークの確実な推定値が得られることを前提として、残骸の特性の偏りのない推定値を提供する。 我々は、利用可能な偏心数値相対性理論カタログを使用してGW231123を再解析し、偏心テンプレートがデータによく適合するものの、準球形テンプレートが依然として好ましいことを発見した。 リングダウン解析は、大きな偏心値と相関する二次尤度ピークを確認するが、この解釈の信頼性を評価するには、改良された偏心モデルが必要となる。 最後に、集団情報に基づくパラメトリック事前分布の下でGW231123を解析すると、現在のブラックホール連星集団の中でこのイベントが例外的な性質を持つことが確認される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the properties of low angular momentum, inviscid, advective accretion flows in a generic static and spherically symmetric spacetime that incorporates higher-order corrections up to the fourth order in $1/r$. Employing this metric, we self-consistently solve the relativistic hydrodynamical equations and obtain the family of global transonic accretion solutions ($O$, $A$, $W$ and $I$-types) by means of the spacetime parameters ($δ$, $η$, $β$) and the flow parameters (specific energy $\mathscr{E}$ and angular momentum $λ$). Our analysis reveals that the accretion flow possesses either single or multiple critical points depending on these input parameters. We delineate the regions of the $δ-λ$ and $λ-\mathscr{E}$ parameter spaces that admits solutions with multiple critical points and demonstrate how these regions evolve with increasing spacetime parameter $δ$. Furthermore, while connecting the spacetime geometry with observable signatures, we compute the spectral energy distribution (SED) from thermal bremsstrahlung emission and observe that increasing $δ$ enhances the SED relative to the Schwarzschild case. Finally, we find that global transonic solutions harbouring inner critical points ($I$-types) yields more luminous power than those with only outer critical points ($O$ and $A$ types). | 本研究では、$1/r$ に関して第 4 次までの高次補正を取り入れた一般的な静的かつ球対称な時空における、低角運動量、非粘性、移流性降着流の特性を調査する。 この計量を用いて、相対論的流体力学方程式を自己無撞着に解き、時空パラメータ ($δ$、$η$、$β$) と流れパラメータ (比エネルギー $\mathscr{E}$ および角運動量 $λ$) によって、グローバルな遷音速降着解 ($O$、$A$、$W$、$I$ 型) の族を得る。 解析の結果、降着流はこれらの入力パラメータに応じて、単一または複数の臨界点を持つことが明らかになった。 複数の臨界点を持つ解を許容する $δ-λ$ および $λ-\mathscr{E}$ パラメータ空間の領域を明示し、時空パラメータ $δ$ の増加に伴ってこれらの領域がどのように変化するかを示す。 さらに、時空幾何学と観測可能な特徴を結びつけながら、熱制動放射からのスペクトルエネルギー分布（SED）を計算し、δの増加がシュワルツシルトの場合と比較してSEDを増強することを観測しました。 最後に、内部臨界点（I型）を持つグローバル遷音速解は、外部臨界点のみを持つもの（O型およびA型）よりも光度が高いことを発見しました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we would like to investigate the stability of de Sitter solution in the Einstein-Grisaru-Zanon gravity, which is a novel fourth-order gravity model considered recently in a paper [Phys. Lett. B {\bf 855} (2024) 138811]. As a result, we are able to derive the corresponding field equations for the Einstein-Grisaru-Zanon gravity by using an effective method based on the Euler-Lagrange equations. Unfortunately, one of the obtained field equations does not coincide with that derived in the original paper of the Einstein-Grisaru-Zanon gravity due to a gap between higher-order derivative terms. However, our de Sitter solution is still identical to one solved in the original paper of the Einstein-Grisaru-Zanon gravity due to the vanishing of the gap. Furthermore, a stability analysis based on the dynamical system method is performed to indicate that the obtained de Sitter solution is always unstable, no matter it presents an inflationary phase or expanding phase of universe. This result confirms the validity of stability investigation carried out in the original paper of the Einstein-Grisaru-Zanon gravity. | 本論文では、最近論文[Phys. Lett. B {\bf 855} (2024) 138811]で検討された新しい4次重力モデルであるアインシュタイン・グリサル・ザノン重力におけるド・ジッター解の安定性を調査する。 その結果、オイラー・ラグランジュ方程式に基づく有効な方法を用いて、アインシュタイン・グリサル・ザノン重力に対応する場の方程式を導出することができた。 残念ながら、得られた場の方程式の1つは、高階微分項間のギャップのために、アインシュタイン・グリサル・ザノン重力の原論文で導出されたものと一致しない。 しかし、ギャップが消滅するため、我々のド・ジッター解は、アインシュタイン・グリサル・ザノン重力の原論文で解かれたものと依然として同一である。 さらに、力学系法に基づく安定性解析を行った結果、得られたド・ジッター解は、宇宙のインフレーション期であろうと膨張期であろうと、常に不安定であることが示された。 この結果は、アインシュタイン・グリサル・ザノン重力理論の原著論文で行われた安定性調査の妥当性を裏付けるものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Environmental studies of extreme mass-ratio inspirals (EMRIs) have focused almost entirely on matter surrounding the primary supermassive black hole. We instead consider matter bound to the stellar-mass secondary (e.g., gas or dark matter); which can be progressively tidally stripped during the LISA-band inspiral. This changes the bound mass of the inspiraling object, modifying the gravitational-wave (GW) phase at leading order in the secondary mass. Furthermore, as the signal interpolates from an initially dressed inspiral to a nearly bare one, it can produce a characteristic inflection in the residual phase with constant mass waveform templates. Even for an environmental mass $\sim 10^{-3}\,M_{\odot}$, the cumulative dephasing relative to in band initial bound mass waveform can be larger than unity. In subsolar mass cases, the relative dephasing can reach $O(10^3)\, \rm rad$. Neglecting this effect may bias inferred EMRI parameters at the level of the fractional change in the in-band bound mass. The tidal stripping phenomena carry information about the mass and the compactness of the bound matter, enabling probes of sub-AU, planetary- to subsolar-mass environments surrounding stellar-mass black holes. | 極端質量比の合体（EMRI）の環境研究は、主超大質量ブラックホールの周囲の物質にほぼ完全に焦点を当ててきました。 私たちは代わりに、恒星質量の二次天体に束縛された物質（例えば、ガスや暗黒物質）を考察します。 これは、LISAバンドの合体中に潮汐力によって徐々に剥ぎ取られる可能性があります。 これにより、合体する天体の束縛質量が変化し、二次天体の質量の主要項で重力波（GW）の位相が変わります。 さらに、信号が最初に覆われた合体からほぼ裸の合体へと補間されるにつれて、一定の質量波形テンプレートを持つ残留位相に特徴的な変曲点が生じる可能性があります。 環境質量が約10⁻³M☉の場合でも、バンド内の初期束縛質量波形に対する累積的な位相ずれは1より大きくなる可能性があります。 太陽質量以下の場合、相対的な位相ずれはO(10³)ラジアンに達する可能性があります。 この効果を無視すると、帯域内束縛質量の相対変化のレベルで、推定されるEMRIパラメータに偏りが生じる可能性がある。 潮汐剥離現象は、束縛物質の質量とコンパクトさに関する情報を含んでおり、恒星質量ブラックホールを取り巻く、サブAU、惑星質量から太陽質量以下の環境の探査を可能にする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In a previous work (Phys. Rev. D 110, 064042), a new family of $f(R)$ gravitational Lagrangians was constructed inductively using only Solar System physics. Specifically, the modified Einstein equations were solved perturbatively on a Schwarzschild background, and the corresponding Lagrangian was reconstructed a posteriori from the solution. Classical Solar System tests were then employed to constrain the fundamental length scale quantifying the deviation from general relativity. In the first part of this work, the construction of the model is critically reviewed, emphasizing the generality of the approach and the applicability to different modified gravity frameworks. In the second part, the modified Newtonian potential produced by an extended source is derived within the new inductive $f(R)$ model, discussing the consistency of the Newtonian limit. In this context, the application to galactic dynamics emerges as an intriguing perspective. | 以前の研究（Phys. Rev. D 110, 064042）では、太陽系物理学のみを用いて、新しい $f(R)$ 重力ラグランジアンのファミリーが帰納的に構築されました。 具体的には、修正アインシュタイン方程式がシュワルツシルト背景上で摂動的に解かれ、対応するラグランジアンが解から事後的に再構築されました。 次に、古典的な太陽系テストが、一般相対性理論からのずれを定量化する基本長さスケールを制約するために使用されました。 本研究の第一部では、モデルの構築が批判的に検討され、このアプローチの一般性と、さまざまな修正重力フレームワークへの適用可能性が強調されます。 第二部では、拡張源によって生成される修正ニュートンポテンシャルが新しい帰納的 $f(R)$ モデル内で導出され、ニュートン極限の一貫性について議論されます。 この文脈において、銀河力学への応用が興味深い展望として浮かび上がります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Cosmological lattice simulations have become important tools for studying non-perturbative dynamics in the early Universe. Many widely used codes, however, approximate the gravitational background by an exact Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (FLRW) spacetime and neglect metric perturbations. We show that, during inflation, this approximation prevents the freezing of superhorizon modes. During slow roll, the curvature power spectrum decays as $H^4$, while the deviation becomes substantially stronger during ultra-slow roll. As a result, inflationary observables can be significantly distorted. In contrast, reheating studies appear to be considerably less sensitive to the omission of metric perturbations. We propose a practical criterion for assessing the validity of FLRW simulations based on the inclusion of first-order metric perturbations, and implement it in CosmoLattice. | 宇宙論的格子シミュレーションは、初期宇宙における非摂動的なダイナミクスを研究するための重要なツールとなっている。 しかし、広く用いられている多くのコードは、重力背景を厳密なフリードマン・ルメートル・ロバートソン・ウォーカー（FLRW）時空で近似し、計量摂動を無視している。 我々は、インフレーション期において、この近似が超地平線モードの凍結を妨げることを示す。 スローロール期には、曲率パワースペクトルは$H^4$に比例して減少するが、超スローロール期には偏差が著しく大きくなる。 その結果、インフレーション観測量は大きく歪む可能性がある。 対照的に、再加熱の研究は計量摂動の省略に対してかなり感度が低いように見える。 我々は、一次計量摂動の包含に基づくFLRWシミュレーションの妥当性を評価するための実用的な基準を提案し、それをCosmoLatticeに実装する。 |