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| Original Text | 日本語訳 |
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| I revisit Type-IIB axion--dilaton Euclidean saddles in a specified axion charge sector. In that sector, the solution with $E=0$ is the BPS instanton, while $E>0$ gives non-BPS wormholes with a smooth throat. The two cases solve the same radial equations but define different fluctuation problems. For the $E=0$ instanton, the Hamiltonian constraint, gauge quotient, charge-sector boundary condition, and removal of collective zero modes reduce the quadratic action to a physical Hessian. This Hessian factorizes, $ {\cal H}_ν={\mathcal Q}_ν^\dagger{\mathcal Q}_ν$. I interpret this as an endpoint theorem, beyond a stability theorem for the full $E>0$ wormhole. This puts Type IIB wormhole spectra on firmer grounds. I also separate the connected two-ended wormhole throat from its long-distance two-end multipole operator term. Once the coefficient matrix $C^{ij}$ is derived, the different-component and same-component placements of the two end insertions are terms in the same quadratic expression. Removing either term requires a genuine projection or cancellation. | 特定のアクシオン電荷セクターにおけるタイプIIBアクシオン-ダイラトンユークリッドサドルを再検討する。 このセクターでは、$E=0$の場合の解はBPSインスタントンであり、$E>0$の場合は滑らかな喉を持つ非BPSワームホールとなる。 この2つのケースは同じ動径方程式を満たすが、異なるゆらぎの問題を定義する。 $E=0$インスタントンの場合、ハミルトニアン拘束、ゲージ商、電荷セクター境界条件、および集団ゼロモードの除去により、二次作用は物理的なヘッセ行列に還元される。 このヘッセ行列は、${\cal H}_ν={\mathcal Q}_ν^\dagger{\mathcal Q}_ν$と因数分解される。 私はこれを、完全な$E>0$ワームホールの安定性定理を超えた終点定理と解釈する。 これにより、タイプIIBワームホールスペクトルはより確固たる根拠を持つことになる。 また、接続された両端ワームホールスロートを、その長距離両端多重極演算子項から分離します。 係数行列 $C^{ij}$ が導出されると、両端挿入の異なる成分配置と同一成分配置は、同じ二次式内の項になります。 どちらかの項を削除するには、真の射影または相殺が必要です。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Non-perturbative processes in the early universe may create overdense structures in scalar fields like the inflaton, called oscillons. In this work, we explore whether the leading order higher derivative contributions to the scalar-tensor theory change the formation and growth of these structures, and investigate the limits in which the effective field theory (EFT) description breaks down. We find that whilst the properties of the oscillons are not significantly modified, and black holes do not generically form, for large couplings the period of formation can result in the evolution leaving the regime of validity of the EFT, at which point predictivity is lost and the next order terms in the EFT should become relevant. If the oscillons survive their formation, they tend to be stable and the EFT corrections remain bounded. The EFT breakdown is triggered by large curvature terms in the metric in the densest regions of the oscillon, meaning that approximations of such modified theories that neglect the local backreaction and non-linear dynamics of the fields may miss important effects. | 初期宇宙における非摂動過程は、インフラトンなどのスカラー場にオシロンと呼ばれる過密構造を生成する可能性がある。 本研究では、スカラーテンソル理論における高階微分項の主要項がこれらの構造の形成と成長に影響を与えるかどうかを検討し、有効場理論（EFT）による記述が破綻する限界を調査する。 オシロンの特性は大きく変化せず、ブラックホールは一般的には形成されないものの、結合定数が大きい場合、形成期間によって進化がEFTの有効範囲から外れ、予測可能性が失われ、EFTの次項が重要になる可能性があることがわかった。 オシロンが形成後も存続する場合、安定する傾向があり、EFT補正は有界のままである。 EFTの破綻は、オシロンの最も密度の高い領域における計量の大きな曲率項によって引き起こされるため、局所的な反作用や場の非線形ダイナミクスを無視した修正理論の近似では、重要な効果を見落とす可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| How stellar-mass black holes grow after their birth is a central open question in astrophysics. Gravitational-wave observations have revealed a subpopulation of coalescing black holes with both high masses and high spins, but whether these properties arise from hierarchical mergers in dense stellar environments or from accretion onto isolated black holes has remained unresolved. Here, using a flexible mixture population model applied to the 259 binary black hole mergers in GWTC-5, we show that the mass function of the high-spin subpopulation traces, peak by peak, the predicted remnant-mass distribution of the low-spin, stellar-collapse-origin subpopulation up to $\sim80\,M_\odot$. This morphological match, quantified by a Bhattacharyya coefficient as high as $\sim0.95$, is naturally expected if the high-spin black holes are themselves the products of earlier mergers, whereas any alternative scenario would require fine-tuning, thereby providing smoking-gun evidence for hierarchical mergers. In addition, the sharp upper-mass cutoff of the low-spin subpopulation at $m_{\rm max,1}=54.2^{+7.7}_{-7.2}\,M_\odot$ yields an astrophysical $S$-factor of $S_{300}=151^{+30}_{-26}$~keV~b (68\% credible interval) for the $^{12}{\rm C}(α,γ)^{16}{\rm O}$ reaction, in agreement with the benchmark theoretical value. These results establish that the entire observed black-hole population can be accounted for by stellar collapse followed by dynamical hierarchical assembly, without invoking primordial black holes. | 恒星質量ブラックホールが誕生後にどのように成長するかは、天体物理学における中心的な未解決問題である。 重力波観測により、高質量かつ高スピンの合体ブラックホールのサブポピュレーションが明らかになったが、これらの特性が高密度恒星環境での階層的合体から生じるのか、孤立したブラックホールへの降着から生じるのかは未解決のままである。 ここでは、GWTC-5 の 259 個の連星ブラックホール合体に適用した柔軟な混合集団モデルを使用して、高スピンのサブポピュレーションの質量関数が、ピークごとに、低スピンの恒星崩壊起源のサブポピュレーションの予測される残骸質量分布を最大 $\sim80\,M_\odot$ までトレースすることを示す。 この形態学的一致は、最大 $\sim0.95$ という高いバタチャリヤ係数によって定量化され、高スピンブラックホール自体が以前の合体の産物である場合に自然に予想されるものであり、他のシナリオでは微調整が必要となり、階層的合体の決定的な証拠となる。 さらに、$m_{\rm max,1}=54.2^{+7.7}_{-7.2}\,M_\odot$ での低スピンサブ集団の鋭い上限質量カットオフは、$^{12}{\rm C}(α,γ)^{16}{\rm O}$ 反応の天体物理学的 $S$ 因子 $S_{300}=151^{+30}_{-26}$~keV~b (68\% 信頼区間) をもたらし、ベンチマーク理論値と一致する。 これらの結果は、原始ブラックホールを想定することなく、恒星崩壊とその後の力学的階層的集合によって、観測されたブラックホールの全集団を説明できることを示している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Hawking radiation - the emission of quantum particles at the event horizon of a black hole - connects gravity with quantum mechanics and thermodynamics; the Bekenstein-Hawking entropy has been the benchmark for potential quantum theories of gravity. But Hawking radiation has never been observed in astronomy, only in laboratory analogues and the chances of ever observing it in space are astronomically small. The energy of Hawking radiation must come from the gravitational field around the black hole, but how field quanta generate Hawking quanta has been unknown. Here we report on experimental and theoretical evidence for the process that generates Hawking radiation in a fibre-optical analogue of the event horizon. There, as in gravity, it has been believed that Hawking radiation comes from a complicated, cascaded process; here we have found a simple, direct process and measured its backreaction on the field. Our findings suggest an equally direct process for other laboratory analogues and perhaps also for gravitational fields, shedding light on how black holes might radiate. | ホーキング放射（ブラックホールの事象の地平線における量子粒子の放出）は、重力と量子力学および熱力学を結びつけるものであり、ベッケンシュタイン・ホーキングエントロピーは、潜在的な量子重力理論のベンチマークとなってきた。 しかし、ホーキング放射は天文学では観測されたことがなく、実験室の類似環境でのみ観測されており、宇宙空間で観測される可能性は天文学的に極めて低い。 ホーキング放射のエネルギーはブラックホールの周囲の重力場から生じるはずだが、場の量子がどのようにホーキング量子を生成するのかは不明であった。 本稿では、事象の地平線の光ファイバー類似環境におけるホーキング放射生成過程に関する実験的および理論的証拠を報告する。 重力の場合と同様に、そこでもホーキング放射は複雑な連鎖過程から生じると考えられてきたが、本稿では単純で直接的な過程を発見し、その場への反作用を測定した。 我々の発見は、他の実験室類似環境、そしておそらく重力場においても同様に直接的な過程が存在することを示唆しており、ブラックホールがどのように放射するのかを解明する手がかりとなる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the shadow and polarization images of a Konoplya-Zhidenko rotating non-Kerr black hole surrounded by a geometrically thick and optically thin accretion flow. The accretion flow is described by an analytical ballistic approximation accretion flow model. The numerical results show that the shadow image exhibits two main features, an outer bright ring and an inner dark region. The former corresponds to higher order images, while the latter is produced by the black hole event horizon. Increasing the deformation parameter $η$ does not significantly change the overall shape of the higher order images, but it enlarges their size. Increasing the spin parameter $a$ and the observer inclination angle $θ_o$ enhances the asymmetry of the higher order images and makes the intensity on the left side much larger than that on the right side. This behavior is associated with frame dragging and the relativistic Doppler effect. In the polarization images, the degree of linear polarization is much smaller in the higher-order image region than in other regions, and the polarization vectors extend over the whole image plane. These results indicate that the thick disk model produces features in both intensity and polarization images that differ markedly from those in thin disk models. Within the framework used in this work, the observed intensity and polarization signatures can serve as effective probes of the underlying spacetime geometry and near horizon accretion dynamics. | 幾何学的に厚く光学的に薄い降着流に囲まれた、回転するコノプリャ・ジデンコ型非カーブラックホールのシャドウ像と偏光像を調べた。 降着流は解析的な弾道近似降着流モデルで記述される。 数値計算の結果、シャドウ像には外側の明るいリングと内側の暗い領域という2つの主要な特徴が現れる。 前者は高次像に対応し、後者はブラックホールの事象の地平線によって生成される。 変形パラメータηを増加させても高次像の全体的な形状は大きく変わらないが、サイズは大きくなる。 スピンパラメータaと観測者の傾斜角θoを増加させると、高次像の非対称性が強まり、左側の強度が右側の強度よりもはるかに大きくなる。 この挙動はフレームドラッギングと相対論的ドップラー効果に関連している。 偏光画像では、高次画像領域における線形偏光度は他の領域に比べてはるかに小さく、偏光ベクトルは画像平面全体に広がっている。 これらの結果は、厚い円盤モデルが、薄い円盤モデルとは著しく異なる特徴を強度画像と偏光画像の両方に生み出すことを示している。 本研究で用いた枠組みの中では、観測された強度と偏光の特徴は、根底にある時空構造と地平線近傍の降着ダイナミクスを効果的に探るプローブとして機能する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We give a prescription to compute a dissipative action describing the large-scale thermal stress tensor dynamics of a holographic quantum field theory dual to AdS$_4$ gravity, in the context of the Schwinger-Keldysh formalism. Our prescription is valid to quadratic order in perturbations about the thermal equilibrium state. The hydrodynamical degrees of freedom of this action are realised in gravity as relative diffeomorphisms between the black hole horizon and the two asymptotic boundaries of the Crossley-Glorioso-Liu contour. We explicitly compute the action to first order in derivatives, and confirm it correctly reproduces the known hydrodynamic Green's functions. Our prescription requires a choice of horizon boundary conditions for the metric. We study the horizon symmetries that preserve these, and their relation to conjectured hydrodynamic symmetries responsible for many-body quantum chaos. | 我々は、AdS$_4$重力に双対なホログラフィック量子場理論の大規模熱応力テンソルダイナミクスを記述する散逸作用を計算するための処方箋を、シュウィンガー・ケルディッシュ形式の枠組みで提示する。 この処方箋は、熱平衡状態に関する摂動の2次まで有効である。 この作用の流体力学的自由度は、ブラックホールの事象の地平線とクロスリー・グロリオソ・リュー等高線の2つの漸近境界との間の相対微分同相写像として重力において実現される。 我々は、この作用を導関数の1次まで明示的に計算し、既知の流体力学的グリーン関数を正しく再現することを確認する。 我々の処方箋は、計量に対する事象の地平線境界条件の選択を必要とする。 我々は、これらの境界条件を保持する事象の地平線対称性と、多体量子カオスの原因となる流体力学的対称性との関連性を研究する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Gravitational-wave signals from massive black hole binaries observed by LISA can carry imprints of both the astrophysical environment of the source and possible deviations from general relativity. We investigate whether environmental effects leave a detectable imprint on the LISA binary population, and whether they can mimic modified-gravity effects with the same frequency dependence. As representative channels we adopt accretion and viscous migration in a circumbinary disk for the environmental sector, and a time-varying Newton constant $\dot G$ for the modified-gravity sector. All three effects enter the waveform at the same negative post-Newtonian order and are described, at leading order, by a common phase-deformation parameter, which makes them formally degenerate at the single-event level. Combining Fisher-matrix forecasts with a hierarchical nested-sampling analysis of synthetic catalogs from astrophysically motivated population models, we find that, even under extreme astrophysical assumptions -- an active fraction of $50\%$, together with a super-Eddington accretion tail -- the population-level posteriors remain fully compatible with vacuum. However, a hierarchical population-wide analysis may yield a non-trivial upper limit on the active fraction and a mild lower bound on the slope of the Eddington-ratio distribution. Environmental effects are therefore unlikely to bias LISA's tests of general relativity with massive black hole binaries in astrophysically realistic scenarios. | LISAによって観測された大質量ブラックホール連星からの重力波信号には、発生源の天体物理学的環境と一般相対性理論からの逸脱の可能性の両方の痕跡が含まれている可能性があります。 私たちは、環境効果がLISA連星集団に検出可能な痕跡を残すかどうか、また、同じ周波数依存性で修正重力効果を模倣できるかどうかを調査します。 代表的なチャネルとして、環境セクターには連星周円盤における降着と粘性移動を、修正重力セクターには時間変動するニュートン定数$\dot G$を採用します。 これら3つの効果はすべて同じ負のポストニュートン次数で波形に現れ、主要次数では共通の位相変形パラメータによって記述され、単一イベントレベルで形式的に縮退します。 フィッシャー行列予測と、天体物理学的に動機づけられた集団モデルからの合成カタログの階層的ネストサンプリング分析を組み合わせることで、極端な天体物理学的仮定（活動率50%、超エディントン降着裾）の下でも、集団レベルの事後分布は真空と完全に整合することがわかった。 しかし、階層的な集団全体の分析では、活動率の非自明な上限と、エディントン比分布の傾きの緩やかな下限が得られる可能性がある。 したがって、環境効果は、天体物理学的に現実的なシナリオにおける大質量ブラックホール連星を用いたLISAの一般相対性理論の検証にバイアスを与える可能性は低い。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we investigate timelike geodesic motion, periodic orbits, and the associated gravitational-wave signals around a Schwarzschild-like black hole (BH) embedded in a generalized Dehnen-type dark matter (DM) halo. We show that the Dehnen-type $(1,4,γ)$ DM halo profile modifies test-particle dynamics, with increasing the parameter of density profile, $γ$, leading to larger marginally bound orbit (MBO) and innermost stable circular orbit (ISCO) radii and angular momenta, together with a higher ISCO energy. These findings provide further insight into the role of the DM distribution in modifying the orbital dynamics, energy, and angular momentum of timelike test particles near the BH. Furthermore, we investigate the gravitational-wave signals produced by a stellar-mass compact object moving along periodic orbits around a supermassive BH embedded in a generalized Dehnen-type DM halo. Using the numerical kludge approach, we calculate the orbital trajectories and the corresponding gravitational-wave polarizations. We find that increasing the halo parameters $γ$, $ρ_s$, and $r_s$ produces larger periodic orbits, longer orbital periods, and lower waveform amplitudes. The resulting spectra lie mainly in the millihertz frequency range, while several characteristic-strain peaks lie above the sensitivity curves of future space-based gravitational-wave detectors such as LISA, Taiji, and TianQin. These results suggest that the surrounding DM halo may leave observable imprints on extreme mass-ratio inspiral (EMRI) gravitational-wave signals. | 本論文では、一般化されたデネン型ダークマター（DM）ハローに埋め込まれたシュワルツシルト型ブラックホール（BH）周辺の時間的測地線運動、周期軌道、およびそれに伴う重力波信号を調査する。 デネン型$(1,4,γ)$ DMハロープロファイルはテスト粒子のダイナミクスを変化させ、密度プロファイルパラメータ$γ$の増加に伴い、限界束縛軌道（MBO）および最内安定円軌道（ISCO）の半径と角運動量が大きくなり、ISCOエネルギーも高くなることを示す。 これらの知見は、BH近傍の時間的テスト粒子の軌道ダイナミクス、エネルギー、および角運動量を変化させるDM分布の役割について、さらなる洞察を提供する。 さらに、一般化されたデネン型DMハローに埋め込まれた超大質量BHの周りを周期軌道に沿って移動する恒星質量コンパクト天体によって生成される重力波信号を調査する。 数値的な暫定的な手法を用いて、軌道軌跡とそれに対応する重力波の偏光を計算しました。 ハローパラメータ $γ$、$ρ_s$、$r_s$ を増加させると、周期軌道が大きくなり、軌道周期が長くなり、波形振幅が小さくなることが分かりました。 得られたスペクトルは主にミリヘルツ周波数帯にあり、いくつかの特徴的な歪みピークは、LISA、Taiji、TianQinなどの将来の宇宙重力波検出器の感度曲線よりも高い位置にあります。 これらの結果は、周囲のダークマターハローが、極端質量比の合体（EMRI）重力波信号に観測可能な痕跡を残す可能性があることを示唆しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct an exact vacuum spacetime that develops closed timelike curves from regular, asymptotically flat initial data respecting the weak, dominant, and strong energy conditions. Einstein's equations fix the geometry through two functions, a harmonic transverse profile and a traveling-wave mode, whose evolution drives the closed curves of the time-machine core from spacelike to timelike. The chronology horizon admits a degenerate limit in which its generating closed null geodesic has vanishing boost and optical scalars, the conditions for a Killing spinor. | 我々は、弱エネルギー、支配エネルギー、強エネルギーの条件を満たす、規則的で漸近的に平坦な初期データから閉じた時間的曲線を発展させる厳密な真空時空を構築する。 アインシュタイン方程式は、調和的な横方向プロファイルと進行波モードという2つの関数を通して幾何学を固定し、これらの関数の進化によってタイムマシンコアの閉じた曲線が空間的から時間的へと変化する。 年代学の地平線は、その生成する閉じたヌル測地線がゼロブーストと光学スカラーを持つ退化極限を許容し、これはキリングスピノルの条件となる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct a residue-based framework connecting the thermodynamic geometry of a Schwarzschild-type black hole in $f(Q)$ gravity with its gravitational-wave quasinormal-mode spectrum. The analysis is based on the symmetric teleparallel formulation of gravity, in which the gravitational field is encoded by the nonmetricity scalar $Q$ rather than by curvature or torsion. For the Schwarzschild branch, the Robson--Villari--Biancalana (RVB) method gives the Hawking temperature through the simple-pole residue of the inverse blackening function. We show explicitly that the same residue also controls the logarithmic monodromy of the tortoise coordinate near the event horizon, and therefore enters the ingoing quasinormal-mode boundary condition. In the strict general-relativistic Schwarzschild limit the heat capacity is negative and finite, the one-dimensional Ruppeiner geometry contains no intrinsic curvature singularity, and no genuine thermodynamic phase transition occurs. In the extended $f(Q)$ state space, however, the modified horizon function and the effective Wald entropy generate a non-trivial thermodynamic Hessian. Its degeneracy condition coincides with singular behavior of the thermodynamic curvature and is reflected in the quasinormal-mode spectrum through shifts of the photon-sphere frequency, Lyapunov exponent, damping time, and near-horizon monodromy. This gives a precise statement of the internal relation between thermodynamic-geometric phase structure and gravitational-wave ringdown: both are different projections of the same analytic structure of the corrected black-hole metric. | 我々は、$f(Q)$重力におけるシュワルツシルト型ブラックホールの熱力学的幾何学と、その重力波準正規モードスペクトルを結びつける、留数に基づく枠組みを構築する。 この解析は、重力場が曲率や捩率ではなく、非計量スカラー$Q$によって符号化される、対称テレパラレル重力定式化に基づいている。 シュワルツシルト分岐の場合、Robson--Villari--Biancalana (RVB)法は、逆ブラックニング関数の単純極留数を通してホーキング温度を与える。 我々は、同じ留数が事象の地平線付近の亀座標の対数モノドロミーも制御し、したがって入射準正規モード境界条件に現れることを明示的に示す。 厳密な一般相対論的シュワルツシルト極限では、熱容量は負かつ有限であり、一次元ルッパイナー幾何学には固有の曲率特異点はなく、真の熱力学的相転移は発生しない。 しかし、拡張された$f(Q)$状態空間では、修正された地平線関数と有効ワルドエントロピーが非自明な熱力学的ヘッセ行列を生成する。 その縮退条件は熱力学的曲率の特異な振る舞いと一致し、光子球周波数、リアプノフ指数、減衰時間、および地平線近傍モノドロミーのシフトを通じて準正規モードスペクトルに反映される。 これにより、熱力学的幾何学的相構造と重力波リングダウンの間の内部関係が正確に示される。 すなわち、両者は修正されたブラックホール計量の同じ解析的構造の異なる射影である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The intrinsic spin of fermions induces torsion in spacetime, leading to an effective four-fermion interaction. This affects the bending of null and timelike geodesics inside a star with a spherically symmetric distribution of gravitationally dense fermionic matter of constant density. Our analysis shows an additional torsional contribution to the geodesic deflection, alongside the conventional curvature-induced effect. This change depends on the fermion number density, coupling constants of the different species of fermions with different chiralities, and the temperature of the matter distribution. We have shown that the torsion-induced corrections to null geodesic bending remains very small for both low- and high-mass white dwarfs, whereas significantly larger effects may arise in more compact astrophysical objects such as neutron stars. | フェルミオンの固有スピンは時空にねじれを誘起し、有効な4フェルミオン相互作用をもたらします。 これは、一定密度の重力的に密なフェルミオン物質が球対称に分布する恒星内部のヌル測地線と時間的測地線の曲がりに影響を与えます。 私たちの解析では、従来の曲率誘起効果に加えて、測地線の偏向に対するねじれによる寄与が示されています。 この変化は、フェルミオン数密度、異なるカイラリティを持つ様々な種類のフェルミオンの結合定数、および物質分布の温度に依存します。 低質量および高質量の白色矮星では、ねじれ誘起によるヌル測地線の曲がりへの補正は非常に小さいままですが、中性子星のようなよりコンパクトな天体では、はるかに大きな効果が生じる可能性があることを示しました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Information geometry has traditionally been formulated within the framework of Riemannian geometry and dual affine connections. In this work, we reframe this foundational structure by introducing the geometric machinery of symmetric teleparallel gravity. By requiring both curvature and torsion to vanish globally on the statistical manifold, we demonstrate that the fundamental properties of the information space can be entirely encoded into the non-metricity tensor. This approach allows us to distinguish the general $ξ$-parameterized space from the $θ$- (or $η$-) parameterized space, mirroring the relationship between conventional general relativity and symmetric teleparallel gravity. Specifically, the $θ$- or $η$-coordinates emerge as the special coordinates in the coincident gauge, where the connection coefficients vanish. | 情報幾何学は従来、リーマン幾何学と双対アフィン接続の枠組みの中で定式化されてきた。 本研究では、対称テレパラレル重力の幾何学的機構を導入することで、この基礎構造を再構築する。 統計多様体上で曲率と捩率がともに大域的にゼロとなることを要求することで、情報空間の基本的な性質が非計量テンソルに完全に符号化できることを示す。 このアプローチにより、従来の一般相対性理論と対称テレパラレル重力の関係を反映して、一般的なξパラメータ空間とθ（またはη）パラメータ空間を区別することができる。 具体的には、θまたはη座標は、接続係数がゼロとなる一致ゲージにおける特殊座標として現れる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate how degeneracies in quasi-de Sitter backgrounds, in the sense of Wands' duality, are reflected in real-space quantum correlations of primordial perturbations. Using the continuous-variable Gaussian formalism for coarse-grained scalar fluctuations, we construct the covariance matrix of a pair of spatially localized modes in inflationary spacetime, and extract the symplectic invariants of the system. For a generic Wands-dual pair of backgrounds, we find that while the individual entries of the covariance matrix are highly background-dependent, the symplectic eigenvalues -- and hence the entanglement entropy, mutual information, quantum discord and log-negativity -- all coincide for the two dual realizations. Our results unveil a new ''quantum-informatic symmetry'' of the de Sitter vacuum, according to which local linear entanglement witnesses constructed from coarse-grained fields cannot distinguish between Wands-dual inflationary histories, even though their background trajectories differ. We show that the special nature of the Wands-duality symmetry (of being local, scale-independent canonical transformations) is at the heart of this duality. | 我々は、ワンズ双対性の意味での準ド・ジッター背景における縮退が、原始摂動の実空間量子相関にどのように反映されるかを調べる。 粗視化されたスカラーゆらぎに対する連続変数ガウス形式を用いて、インフレーション時空における空間的に局在したモードのペアの共分散行列を構築し、システムのシンプレクティック不変量を抽出する。 一般的なワンズ双対の背景ペアについて、共分散行列の個々の要素は背景に大きく依存するものの、シンプレクティック固有値（したがって、エンタングルメントエントロピー、相互情報量、量子不協和、対数負性）は、2つの双対実現で全て一致することがわかった。 我々の研究結果は、ド・ジッター真空の新たな「量子情報対称性」を明らかにした。 この対称性によれば、粗視化された場から構築された局所的な線形エンタングルメントの証拠は、背景軌道が異なっていても、ワンド双対インフレーション履歴を区別することができない。 我々は、ワンド双対性対称性の特殊性（局所的でスケールに依存しない正準変換であること）が、この双対性の核心にあることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Compact objects with black-hole-like exteriors may hide new strong-field physics in their interiors, making their dynamical response a sensitive probe of gravity beyond General Relativity. We present an analytically tractable, gravitationally bound compact object with a genuinely new dynamical signature: under a minimal passive boundary prescription, its exactly controlled odd-parity sector exhibits purely dissipative relaxation poles, rather than the oscillatory modes usually associated with black holes and exotic compact alternatives. The object we study is a regular, vector-supported compact solution of a vector--tensor theory, matched without any surface layer to an exterior Schwarzschild geometry. Owing to its anisotropic stress, it can violate the Buchdahl bound and be continuously connected to the black-hole compactness limit. Its unusual response follows from a hidden chiral symmetry, which turns the perturbation problem into one-way transport rather than ordinary wave propagation. The exterior region alone has no conventional quasinormal-mode spectrum; instead, the regular interior and the matching conditions break the symmetry and quantize the fluctuation spectrum. We analytically compute the retarded Green function and susceptibility, and derive an effective membrane response by integrating out the object's interior. In the black-hole limit, the relaxation times diverge, the poles collapse toward zero frequency, and finite-frequency exterior perturbations decouple from the interior. Black-hole behaviour is therefore approached through the disappearance of relaxation modes, not through the emergence of ringdown. | ブラックホールのような外面を持つコンパクト天体は、内部に新たな強磁場物理を隠している可能性があり、その動的応答は一般相対性理論を超える重力の敏感なプローブとなる。 我々は、真に新しい動的特徴を持つ、解析的に扱いやすい重力的に束縛されたコンパクト天体を提示する。 最小限の受動的境界処方の下で、その厳密に制御された奇パリティセクターは、ブラックホールやエキゾチックなコンパクト代替物に通常関連付けられる振動モードではなく、純粋に散逸的な緩和極を示す。 我々が研究する天体は、ベクトルテンソル理論の正則なベクトルサポートコンパクト解であり、表面層なしで外部シュワルツシルト幾何学に適合している。 異方性応力のため、ブッフダール限界を破り、ブラックホールコンパクト性限界に連続的に接続される可能性がある。 その特異な応答は、摂動問題を通常の波動伝播ではなく一方向輸送に変える隠れたカイラル対称性から生じる。 外部領域のみには、従来の準正規モードスペクトルはない。 その代わりに、規則的な内部と整合条件が対称性を破り、ゆらぎスペクトルを量子化する。 我々は遅延グリーン関数と感受率を解析的に計算し、対象の内部を積分消去することで有効な膜応答を導出する。 ブラックホール極限では、緩和時間が発散し、極がゼロ周波数に向かって崩壊し、有限周波数の外部摂動が内部から分離する。 したがって、ブラックホールの振る舞いは、リングダウンの出現ではなく、緩和モードの消失によって近づく。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Gravitational wave (GW) polarizations are traditionally classified in a fixed frame ($E(2)$ classification), which does not account for how polarization patterns change under Lorentz boosts. In this work, we derive the explicit transformation laws for all six GW polarizations under longitudinal and transverse boosts. For gravity theories devoid of preferred frames, we propose a symmetry-based classification of the GW polarizations they admit. Among our key findings, we demonstrate that a propagating mode with five degrees of freedom strictly locks its longitudinal and breathing scalar amplitudes via the universal relation $A_l/A_b = -2(1-k^2/ω^2)$. For theories with a preferred frame, we analyze Bumblebee gravity and reveal that preferred-frame effects induce significant GW birefringence and observer-dependent polarization mixing. Crucially, we identify a novel vector-to-tensor polarization conversion mechanism, where vector modes in the preferred frame inevitably generate observable tensor polarizations for moving detectors, offering a new pathway to test Lorentz-violating gravity. Our framework provides a novel, observer-independent classification of GW polarizations and reveals previously unnoticed polarization mixing effects. | 重力波 (GW) の偏光は従来、固定フレーム ($E(2)$ 分類) で分類されてきましたが、これはローレンツブーストによる偏光パターンの変化を考慮していません。 本研究では、縦方向および横方向のブーストによる 6 つの GW 偏光すべてに対する明示的な変換法則を導出します。 優先フレームを持たない重力理論については、許容される GW 偏光の対称性に基づく分類を提案します。 主な発見として、自由度が 5 の伝播モードは、普遍的な関係 $A_l/A_b = -2(1-k^2/ω^2)$ を介して、縦方向および呼吸スカラー振幅を厳密に固定することを示します。 優先フレームを持つ理論については、バンブルビー重力を解析し、優先フレーム効果が GW の大きな複屈折と観測者依存の偏光混合を引き起こすことを明らかにします。 重要な点として、我々は新たなベクトルからテンソルへの偏極変換メカニズムを特定しました。 このメカニズムでは、優先座標系におけるベクトルモードが、移動する検出器に対して必然的に観測可能なテンソル偏極を生成し、ローレンツ対称性の破れ重力を検証する新たな道筋を示します。 我々のフレームワークは、観測者に依存しない新たな重力波偏極の分類を提供し、これまで見過ごされてきた偏極混合効果を明らかにします。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we employ spinning test particles as probes to investigate the regulatory effects of particle and black hole parameters on the violation of the chaos bound in Kerr-Newman-AdS spacetime. Our results demonstrate that the chaos bound violation is governed by the interplay of spacetime geometry, electromagnetic forces, and particle dynamics. The particle spin modulates the direction dependence and parameter thresholds of the violation through its coupling with the orbital angular momentum, which contributes to the total angular momentum. The negative cosmological constant acts as a potential well: a larger value enhances the chaotic behavior. A competitive coupling exists between the black hole rotation and charge -- its prograde rotation exerts a stabilizing effect that can suppress or even completely quench charge-driven violations, while the charge serves as a condition for triggering the violation, with its effect modulated by the spin stabilization. In the Kerr-AdS limit, the violation occurs only when the black hole rotates opposite to the $z$-axis with a sufficiently large rotation parameter and a sufficiently small cosmological constant. In the RN-AdS limit, the violation condition is jointly determined by the charge and the cosmological constant, with electromagnetic repulsion more readily inducing the violation than electromagnetic attraction. | 本論文では、スピンするテスト粒子をプローブとして用い、カー・ニューマン・AdS時空におけるカオス境界違反に対する粒子およびブラックホールパラメータの制御効果を調査する。 我々の結果は、カオス境界違反が時空幾何学、電磁力、および粒子力学の相互作用によって支配されていることを示している。 粒子スピンは、軌道角運動量との結合を通じて違反の方向依存性およびパラメータ閾値を調節し、これが全角運動量に寄与する。 負の宇宙定数はポテンシャル井戸として働き、その値が大きいほどカオス的挙動が強まる。 ブラックホールの回転と電荷の間には競合的な結合が存在する。 順行回転は安定化効果を発揮し、電荷駆動の違反を抑制、あるいは完全に消滅させる可能性がある一方、電荷は違反を誘発する条件として働き、その効果はスピン安定化によって調節される。 カー・AdS極限では、違反はブラックホールがz軸と反対方向に回転し、回転パラメータが十分に大きく、宇宙定数が十分に小さい場合にのみ発生する。 RN-AdS極限では、違反条件は電荷と宇宙定数によって共同で決定され、電磁的引力よりも電磁的斥力の方が違反を引き起こしやすい。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In a recent article, Hod [1] has concluded the non-existence, heretofore unnoticed, of a unified Thorne's hoop conjecture that holds for the quasi-local mass, $\mathcal{M}(r\leq R_{+})$ for static Reissner-Nordstrőm black hole, but does not hold for the spinning electrically charged Kerr-Newman black holes, when the same quasi-local mass is used. While the conclusion is correct and important, we wish to point out a curious exception for which the conjecture holds in a unified way for both the static and spinning \textit{tidal} charged $4d$ braneworld black holes of string theory, when the mass in the conjecture is the same quasi-local mass. | 最近の論文で、Hod [1] は、静的 Reissner-Nordstrőm ブラックホールの準局所質量 $\mathcal{M}(r\leq R_{+})$ に対しては成り立つ統一された Thorne のフープ予想が、これまで見過ごされてきたように存在しないと結論付けました。 ただし、同じ準局所質量を使用した場合、回転する帯電 Kerr-Newman ブラックホールにはこの予想は成り立ちません。 この結論は正しく重要ですが、予想の質量が同じ準局所質量である場合、弦理論の静的および回転する \textit{潮汐} 帯電 $4d$ ブレーンワールド ブラックホールの両方に対してこの予想が統一的に成り立つという興味深い例外を指摘したいと思います。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Damour-Solodukhin wormhole (hereinafter DSWH) is known to mimic Schwarzschild black hole (hereinafter SBH) horizon in some properties. To act as a mimicker, the DSWH parameter $λ$ by definition is required to be extremely tiny, i.e., $λ\sim 0$. Our comparative analyses show that such a requirement may be too restrictive at least as far as the Bondi accretion profiles of the two objects, the DSWH and SBH, are concerned. Intriguingly, it turns out that some profiles of DSWH mimic those for the SBH near the horizon even at values of $λ$ considerably higher, i.e., $λ\sim 1$. | ダモール・ソロドゥキン・ワームホール（以下、DSWH）は、いくつかの特性においてシュワルツシルト・ブラックホール（以下、SBH）の事象の地平線を模倣することが知られている。 模倣者として機能するためには、定義上、DSWHのパラメータλは極めて小さい値、すなわちλ～0でなければならない。 我々の比較分析によると、少なくともDSWHとSBHの2つの天体のボンディ降着プロファイルに関しては、このような要件は厳しすぎる可能性がある。 興味深いことに、DSWHのいくつかのプロファイルは、λの値がかなり高い場合、すなわちλ～1の場合でも、事象の地平線付近でSBHのプロファイルを模倣することが判明した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we examine the theoretical framework of modified teleparallel gravity with the inclusion of the boundary term in the action and investigate its cosmological implications by considering the power-law model $f(T, B) = -T + α(-B)^β$, with the aim of addressing the late-time accelerated expansion and the dark energy. In this context, $T$ denotes the torsion scalar and $B$ represents the boundary term, whose presence allows for departures from standard teleparallel dynamics and provides a unified description that connects torsion and curvature-based formulations, reproducing $f(T)$ and $f(R)$ gravity in appropriate limits. The viability of the model is assessed by confronting its theoretical predictions with observational data while constraining the cosmological and model parameters through a Markov Chain Monte Carlo (MCMC) analysis using cosmic chronometers (CC), the Pantheon Plus sample (PPS), and the DESI baryon acoustic oscillation (BAO) Data Release 2 (DR2) datasets, and comparing its performance with the standard $Λ$CDM model. The Akaike Information Criterion (AIC) analysis shows that the combined CC+PPS dataset strongly favors the $f(T, B)$ model, suggesting an improved phenomenological fit to late-time observations relative to $Λ$CDM. Our result further shows an alleviation of H0 tensions, although a dedicated analysis is required to establish its full statistical significance. Furthermore, the background cosmological quantities indicate that the model exhibits a dynamical phantom-divide crossing while remaining consistent with late-time observations and yielding a viable expansion history and characteristic dark energy evolution. | 本研究では、作用に境界項を含めた修正テレパラレル重力の理論的枠組みを検証し、後期加速膨張とダークエネルギーを扱う目的で、べき乗則モデル $f(T, B) = -T + α(-B)^β$ を考慮することで、その宇宙論的意味合いを調査する。 この文脈において、$T$ はねじれスカラーを表し、$B$ は境界項を表す。 境界項の存在により、標準的なテレパラレル力学からの逸脱が可能となり、ねじれと曲率に基づく定式化を結びつける統一的な記述が提供され、適切な極限において $f(T)$ および $f(R)$ 重力が再現される。 モデルの妥当性は、宇宙クロノメーター（CC）、パンテオンプラスサンプル（PPS）、およびDESIバリオン音響振動（BAO）データリリース2（DR2）データセットを用いたマルコフ連鎖モンテカルロ（MCMC）解析によって宇宙論的パラメータとモデルパラメータを制約しながら、理論的予測と観測データを比較し、標準的なΛCDMモデルとの比較によって評価されます。 赤池情報量規準（AIC）解析では、CC+PPSデータセットの組み合わせがf(T, B)モデルを強く支持しており、ΛCDMモデルと比較して後期観測に対する現象論的適合性が向上していることが示唆されます。 さらに、この結果はH0の緊張の緩和を示していますが、その完全な統計的有意性を確立するには専用の解析が必要です。 また、背景宇宙論的量は、モデルが後期観測と整合性を保ちながら動的なファントム境界を越え、妥当な膨張履歴と特徴的なダークエネルギー進化をもたらすことを示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We extend our study of a cosmological scenario in which dark matter is non-minimally coupled to gravity at the fluid level. In previous work, we showed that this interaction can drive an early phase of accelerated expansion, addressing the horizon and flatness problems, and can also lead to a cosmological bounce in the presence of spatial curvature. Here we analyse the evolution of linear perturbations in this framework. We derive the equations governing scalar, vector and tensor perturbations, and obtain analytic solutions in the relevant cosmological regimes. We find that perturbations generated during the accelerated expansion phase produce a strongly blue scalar power spectrum and are therefore incompatible with observations. By contrast, in bouncing solutions primordial fluctuations can originate during the contracting phase before the bounce. In this case, the model yields an approximately scale-invariant scalar power spectrum while keeping the tensor-to-scalar ratio compatible with current bounds, without introducing additional scalar fields. Although our treatment relies on simplifying approximations that should be refined in future work, these results indicate that non-minimally coupled dark matter may provide a viable alternative mechanism for the generation of primordial cosmological perturbations. | 本稿では、暗黒物質が流体レベルで重力と非最小結合している宇宙論的シナリオの研究を拡張する。 これまでの研究では、この相互作用が加速膨張の初期段階を引き起こし、地平線問題と平坦性問題に対処できること、また空間曲率が存在する場合には宇宙論的バウンスを引き起こす可能性があることを示した。 本稿では、この枠組みにおける線形摂動の進化を解析する。 スカラー、ベクトル、テンソル摂動を支配する方程式を導出し、関連する宇宙論的領域における解析解を得る。 加速膨張段階で生成される摂動は、強い青色のスカラーパワースペクトルを生成し、したがって観測結果と矛盾することがわかった。 対照的に、バウンス解では、原始的なゆらぎはバウンス前の収縮段階で発生する可能性がある。 この場合、モデルは、追加のスカラー場を導入することなく、テンソル対スカラー比を現在の制約と整合させながら、ほぼスケール不変のスカラーパワースペクトルを生成する。 私たちの分析は、今後の研究で改良されるべき単純化された近似に基づいているものの、これらの結果は、非最小結合暗黒物質が、原始宇宙論的摂動の発生に対する実行可能な代替メカニズムを提供する可能性があることを示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the cosmological implications of the mass-to-horizon relation, which provides a unified framework for thermodynamically consistent generalized horizon-entropy functionals. Using the Cai-Kim formulation of the first law of thermodynamics, we derive the corresponding modified Friedmann equations and examine the resulting background evolution. We find that cosmological viability sharply restricts admissible deviations from the Bekenstein-Hawking area law: phenomenologically acceptable scenarios are confined to a narrow neighborhood of the standard entropy, while more pronounced deviations generically spoil the standard radiation-matter-dark-energy sequence. Power-law entanglement corrections can give rise to a moderate early-dark-energy component, but only within a tightly constrained region of parameter space, whereas quantum-gravity corrections are suppressed by the Planck scale and remain observationally irrelevant. Consequently, all viable models predict a $Λ$CDM-like cosmological background at the present epoch. These findings demonstrate that background cosmology alone imposes stringent constraints on thermodynamically consistent generalized entropy constructions of this class. | 我々は、熱力学的に整合性のある一般化地平線エントロピー汎関数の統一的な枠組みを提供する質量-地平線関係の宇宙論的意味を調査する。 熱力学第一法則のCai-Kim定式化を用いて、対応する修正フリードマン方程式を導出し、結果として生じる背景進化を検証する。 宇宙論的妥当性は、ベッケンシュタイン-ホーキング面積法則からの許容される逸脱を厳しく制限することがわかった。 現象論的に許容されるシナリオは標準エントロピーの狭い近傍に限定され、より顕著な逸脱は一般的に標準的な放射-物質-ダークエネルギー系列を損なう。 べき乗則エンタングルメント補正は適度な初期ダークエネルギー成分を生み出す可能性があるが、それはパラメータ空間の厳しく制約された領域内に限られる。 一方、量子重力補正はプランクスケールによって抑制され、観測的に無関係なままである。 したがって、すべての妥当なモデルは、現在の時代においてΛCDMのような宇宙論的背景を予測する。 これらの結果は、背景宇宙論だけでも、この種の熱力学的に整合性のある一般化エントロピー構成に対して厳しい制約を課すことを示している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a counterexample to Ostrogradsky's famous "no go" theorem as usually interpreted in quantum field theory (QFT), namely a four-derivative, UV-complete QFT with a consistent perturbative expansion which describes high energy scattering processes. We carefully quantize the theory on an $\textit{indefinite}$ space of states - a Krein space - using covariant methods which ensure perturbative causality and unitarity (in the form of the optical theorem) to all orders. We generalize the Born rule to Krein spaces and prove that all tree level transition probabilities are positive in spite of the presence of ghosts. A key role in the proof is played by a hidden "ghost parity" symmetry which becomes explicit when the theory is embedded in a two-derivative, two-field $O(1,1)$-symmetric perturbative field theory. | 量子場理論（QFT）で一般的に解釈されるオストログラツキーの有名な「不可能」定理に対する反例、すなわち、高エネルギー散乱過程を記述する一貫した摂動展開を持つ4階微分UV完全QFTを提示する。 我々は、摂動因果律とユニタリ性（光学定理の形式）をすべての次数まで保証する共変法を用いて、不定状態空間（クライン空間）上で理論を慎重に量子化する。 我々は、ボルン規則をクライン空間に一般化し、ゴーストの存在にもかかわらず、すべてのツリーレベル遷移確率が正であることを証明する。 証明において重要な役割を果たすのは、隠れた「ゴーストパリティ」対称性であり、これは、理論を2階微分2場$O(1,1)$対称摂動場理論に埋め込むと明示される。 |