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| Original Text | 日本語訳 |
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| We address the circular motion Unruh effect in 2+1 spacetime dimensions, as probed by a pointlike Unruh-DeWitt detector coupled to a massless scalar field. The effective temperature due to circular acceleration, operationally defined in terms of the detector's excitation and de-excitation probabilities, is known to be much smaller than the linear acceleration Unruh temperature when the detector's energy gap is small and the interaction lasts for a long time. It was shown by Parry et al. [Class. Quant. Grav. 42, 245012 (2025), arXiv:2508.19987] that a temperature of the order of the linear acceleration Unruh temperature can nevertheless be recovered in a simultaneous long-time-small-gap double limit, using suitable classes of detector-field couplings described by asymptotically scaled switching families (ASSFs). The successful constructions presented there required the coupling to change sign. Here we prove, within the ASSF framework and under certain technical boundedness and localisation conditions, that sign changes in the detector-field coupling are in fact *necessary* for obtaining a nonvanishing limiting effective temperature. Our analysis is motivated by current work towards an experimental verification of the circular motion Unruh effect in analogue spacetime experiments. | 我々は、質量のないスカラー場に結合した点状のUnruh-DeWitt検出器によって探査される、2+1次元時空における円運動Unruh効果について考察する。 検出器の励起確率と脱励起確率によって操作的に定義される円運動による有効温度は、検出器のエネルギーギャップが小さく、相互作用が長時間続く場合、線形加速Unruh温度よりもはるかに小さいことが知られている。 Parryら[Class. Quant. Grav. 42, 245012 (2025), arXiv:2508.19987]は、漸近的にスケーリングされたスイッチングファミリー(ASSF)で記述される適切なクラスの検出器-場結合を用いることで、同時長時間-小ギャップ二重極限において、線形加速Unruh温度と同程度の温度を回復できることを示した。 そこで提示された成功した構成では、結合の符号が変化する必要があった。 本稿では、ASSFフレームワーク内において、特定の技術的制約条件および局在条件の下で、検出器と場の結合における符号変化が、ゼロでない限界有効温度を得るために実際に*必要*であることを証明する。 本解析は、アナログ時空実験における円運動アンルー効果の実験的検証に向けた現在の研究に触発されたものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We introduce a family of simple $α$-attractor models that can interpolate between exponential and polynomial cosmological attractors. By varying the interpolation parameter $μ$ in these models, one can scan a wide range of values of the spectral index $n_{s}$ matching any combination of CMB and DESI data. | 本稿では、指数関数的宇宙論的アトラクターと多項式的宇宙論的アトラクターの間を補間できる、単純なαアトラクターモデルのファミリーを紹介する。 これらのモデルにおいて補間パラメータμを変化させることで、CMBデータとDESIデータのあらゆる組み合わせに一致するスペクトル指数nsの幅広い値を探索することができる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the phenomenology of black bounce spacetimes through a combined analytical and numerical study of relativistic observables associated with both time-like and null geodesics. Black bounce geometries provide a continuous interpolation between Schwarzschild black holes and traversable wormholes by introducing a regularization bounce parameter $α$, which removes the central singularity by replacing it with a finite-radius throat. Using the Hamilton--Jacobi and Lagrangian formalisms, we derive weak-field analytical expressions for the periastron advance of massive particles and the deflection angle of light, highlighting the leading corrections induced by the bounce parameter. These results are systematically compared with numerical integrations performed with the PyGRO code. We show that increasing $α$ enhances both the periastron precession and the light deflection with respect to the Schwarzschild case. Additionally, we analyze the relativistic redshift of bound orbits and identify cumulative temporal phase shifts associated with the modified geometry. For null geodesics, we also determine numerically the critical impact parameter separating scattered and captured (or transmitted through the throat) photon trajectories. Although this quantity remains identical to the Schwarzschild value in the regular black hole branch, it increases significantly in the traversable wormhole regime, providing a clear observational signature of the throat structure. Our results demonstrate that black bounce spacetimes can produce measurable deviations from standard black hole predictions, opening the possibility of constraining these geometries with current and future observations of strong gravitational fields. | 我々は、時間的測地線とヌル測地線の両方に関連する相対論的観測量の解析的および数値的研究を組み合わせることにより、ブラックバウンス時空の現象論を調査する。 ブラックバウンス幾何学は、正則化バウンスパラメータ$α$を導入することにより、シュワルツシルトブラックホールと通過可能なワームホールの間の連続的な補間を提供する。 このパラメータは、中心特異点を有限半径の喉に置き換えることで除去する。 ハミルトン・ヤコビ形式とラグランジュ形式を用いて、質量粒子の近星点移動と光の偏向角の弱場解析式を導出し、バウンスパラメータによって誘発される主要な補正を強調する。 これらの結果は、PyGROコードで実行された数値積分と体系的に比較される。 我々は、$α$の増加がシュワルツシルトの場合と比較して近星点歳差運動と光の偏向の両方を増大させることを示す。 さらに、束縛軌道の相対論的赤方偏移を解析し、修正された幾何学に関連する累積的な時間位相シフトを特定します。 ヌル測地線については、散乱光子軌道と捕捉された（またはスロートを通過する）光子軌道を区別する臨界衝突パラメータも数値的に決定します。 この量は通常のブラックホール分岐ではシュワルツシルト値と同一ですが、通過可能なワームホール領域では大幅に増加し、スロート構造の明確な観測的特徴を示します。 私たちの結果は、ブラックバウンス時空が標準的なブラックホール予測からの測定可能な偏差を生み出す可能性があることを示しており、強い重力場の現在および将来の観測によってこれらの幾何学を制約する可能性を開きます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present the first numerical-relativity simulations of subsolar-mass binary strange star (SS) mergers and compare with binary neutron star (NS) mergers across equations of state, masses, and mass ratios. The self-bound nature of SSs makes them less deformed during the inspiral and keeps a sharp surface up to contact, driving strong shock heating and a large radial bounce that are far weaker in the NS. The more compact SS thus reaches a higher gravitational-wave cutoff frequency $f_\mathrm{cut}$ before contact but a lower post-merger peak frequency $f_2$. Within each class these frequencies follow quasi-universal relations with the tidal deformability, and their ratio $f_2/f_\mathrm{cut}$ cleanly separates the two classes. Both classes can eject $\sim10^{-2}\,M_\odot$ of material, neutron-rich for the NS and decompressed quark matter for the SS, a potential source of an electromagnetic counterpart whose observation could test the SS and NS hypotheses for subsolar-mass events. | 本稿では、太陽質量以下の連星ストレンジスター（SS）合体の最初の数値相対論シミュレーションを提示し、状態方程式、質量、質量比に関して連星中性子星（NS）合体と比較する。 SSは自己束縛的な性質を持つため、合体中の変形が少なく、接触まで鋭い表面を維持し、NSでははるかに弱い強い衝撃加熱と大きな半径方向の跳ね返りを引き起こす。 よりコンパクトなSSは、接触前に高い重力波カットオフ周波数$f_\mathrm{cut}$に達するが、合体後のピーク周波数$f_2$は低くなる。 各クラス内では、これらの周波数は潮汐変形率とほぼ普遍的な関係に従い、その比$f_2/f_\mathrm{cut}$によって2つのクラスが明確に分離される。 どちらのクラスも約10⁻²Mの物質を放出する可能性があり、NSの場合は中性子過剰、SSの場合は減圧されたクォーク物質であり、電磁波対応天体の潜在的な発生源であり、その観測によって太陽質量以下の事象に関するSSおよびNS仮説を検証できる可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the open quantum dynamics of the adiabatic curvature perturbation interacting with a massive entropic scalar environment during an inflationary scenario featuring a transient Ultra-Slow-Roll phase. Working within a Gaussian two-field effective Lagrangian, we employ the exact Transport Equations Method to track the full non-unitary, non-Markovian evolution of the system's covariance matrix across the SR-USR-SR transition. We find that the efficiency of decoherence is sensitive to the background kinematics at horizon crossing. Most importantly, the interaction with the environment leaves distinct observable imprints on the primordial scalar power spectrum: the characteristic interference dip preceding the USR-driven enhancement can be partially or completely erased, the growth slope modified, and oscillatory features induced near the peak. Propagated to second order, these distortions further imprint on the stochastic background of Scalar-Induced Gravitational Waves, breaking single-field predictions and yielding unique spectral signatures potentially accessible to LISA. Our results demonstrate that the quantum environment is not a passive spectator during inflation, but an active agent whose imprint on the primordial universe may be within reach of the next generation of cosmological observations. | 我々は、過渡的な超低速ロール相を特徴とするインフレーションシナリオにおいて、質量のあるエントロピー的スカラー環境と相互作用する断熱曲率摂動の開放量子力学を研究する。 ガウス型2場有効ラグランジアン内で、厳密な輸送方程式法を用いて、SR-USR-SR遷移における系の共分散行列の完全な非ユニタリーかつ非マルコフ的進化を追跡する。 我々は、デコヒーレンスの効率が地平線交差時の背景運動学に敏感であることを発見した。 最も重要なのは、環境との相互作用が原始スカラーパワースペクトルに明確な観測可能な痕跡を残すことである。 USR駆動による増強に先行する特徴的な干渉ディップは部分的または完全に消去され、成長勾配は変化し、ピーク付近に振動的な特徴が誘発される。 二次まで伝播されたこれらの歪みは、スカラー誘起重力波の確率的背景にさらに影響を与え、単一場の予測を覆し、LISAで観測可能な独自のスペクトル特性を生み出します。 私たちの結果は、量子環境がインフレーション期において受動的な傍観者ではなく、原始宇宙に痕跡を残した能動的な主体であり、その痕跡は次世代の宇宙論的観測によって解明され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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| We provide a thorough study of the properties of the Boulware vacuum in the spacetime of a spherical, static thin shell with a Minkowski interior. To this end, we calculate the renormalized vacuum polarization and stress-energy tensor of massless scalar fields via the extended-coordinate prescription, paying particular attention to their scaling as the shell approaches the black hole limit. Near the surface of the thin shell, we obtain the expected leading-order singular behavior of both quantities via two independent methods: a high-frequency approximation for the modes, and a weak-field approximation. At the center of the shell we find non-local, Casimir-like contributions that remain finite in the black hole limit, and whose backreaction effects we compute via the semiclassical Einstein equations. Away from these regions amenable to analytic treatment, we obtain numerical results for a wide range of shell compactnesses and field couplings. In the black hole limit, we show that the vacuum polarization and renormalized stress-energy tensor outside the shell quickly approach the ones generated by a Schwarzschild black hole, suggesting a possible universality in the vacuum outside highly compact horizonless objects. This work addresses the conceptual and technical aspects necessary for computing renormalized expectation values in matter configurations, laying the foundations for future explorations on the subject. | 本研究では、ミンコフスキー内部を持つ球状で静的な薄殻の時空におけるブールウェア真空の特性を詳細に調べます。 この目的のために、拡張座標法を用いて質量ゼロのスカラー場の繰り込み真空偏極と応力エネルギーテンソルを計算し、特に薄殻がブラックホール極限に近づくにつれてこれらのスケーリングに注目します。 薄殻の表面付近では、モードの高周波近似と弱場近似という2つの独立した方法を用いて、両方の量の期待される主要項特異挙動を得ます。 薄殻の中心では、ブラックホール極限でも有限のままの非局所的なカシミール型寄与が見られ、その反作用効果を半古典的アインシュタイン方程式を用いて計算します。 解析的処理が可能なこれらの領域から離れた領域では、幅広い薄殻のコンパクト性と場の結合定数に対して数値結果を得ます。 ブラックホール極限において、シェル外の真空偏極と再規格化された応力エネルギーテンソルが、シュワルツシルトブラックホールによって生成される値に急速に近づくことを示し、非常にコンパクトな地平線のない天体の外側の真空における普遍性の可能性を示唆する。 本研究は、物質配置における再規格化された期待値の計算に必要な概念的および技術的な側面を扱い、この主題に関する今後の研究の基礎を築くものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigated the influence of a plasma environment on the optical and perturbative properties of a black hole with a topological defect, characterized by the parameter \(k\). We first established a straightforward correspondence between the real part of the quasinormal-mode (QNM) frequencies in the eikonal limit and the black-hole shadow radius. We then demonstrated that the Lyapunov exponent associated with the photon sphere exhibits only a weak dependence on the plasma frequency, while it monotonically decreases as the topological-defect parameter \(k\) increases. Subsequently, we analyzed massive scalar-field perturbations by deriving the associated effective potential and computing the QNM spectrum using the third- and sixth-order WKB approximations for both homogeneous and radially inhomogeneous plasma configurations, including the singular isothermal sphere (SIS) and non-singular isothermal sphere (NSIS) density profiles. Our results show that the presence of plasma induces shifts in both the oscillation frequencies and the damping rates of the modes, and that larger values of \(k\) systematically suppress the real part of the QNM frequencies. Among the plasma models considered, the NSIS profile generally yields slightly higher oscillation frequencies than both the SIS and homogeneous cases. Finally, we derived the dynamical equations governing electromagnetic perturbations in a cold, unmagnetized plasma and demonstrated that the axial and polar sectors decouple. In the axial sector, the plasma frequency enters as an effective mass term, thereby permitting the existence of quasi-bound states only in the case of a homogeneous plasma and only when the plasma frequency lies below a critical threshold that depends on the topological-defect parameter \(k\) and the multipole index \(l\). | 我々は、パラメータ \(k\) で特徴付けられるトポロジカル欠陥を持つブラックホールの光学的特性および摂動特性に対するプラズマ環境の影響を調査した。 まず、アイコナール極限における準正規モード (QNM) 周波数の実部とブラックホールのシャドウ半径との間に直接的な対応関係を確立した。 次に、光子球に関連するリアプノフ指数はプラズマ周波数に弱い依存性しか示さず、トポロジカル欠陥パラメータ \(k\) の増加に伴って単調に減少することを示した。 続いて、関連する有効ポテンシャルを導出し、特異等温球 (SIS) および非特異等温球 (NSIS) 密度プロファイルを含む、均質および半径方向に不均質なプラズマ構成の両方について、3 次および 6 次の WKB 近似を使用して QNM スペクトルを計算することにより、質量のあるスカラー場の摂動を解析した。 我々の結果は、プラズマの存在がモードの振動周波数と減衰率の両方に変化をもたらし、\(k\) の値が大きいほど QNM 周波数の実部が系統的に抑制されることを示している。 検討したプラズマ モデルの中で、NSIS プロファイルは一般的に SIS および均質の場合よりもわずかに高い振動周波数をもたらす。 最後に、冷たく磁化されていないプラズマの電磁摂動を支配する動的方程式を導出し、軸方向セクターと極方向セクターが分離することを示した。 軸方向セクターでは、プラズマ周波数が有効質量項として現れるため、均質なプラズマの場合のみ、かつプラズマ周波数がトポロジカル欠陥パラメータ \(k\) と多重極指数 \(l\) に依存する臨界閾値より低い場合にのみ、準束縛状態の存在が可能となる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The recent detection of a nanohertz gravitational wave (GW) background by pulsar timing arrays (PTA) has sparked extensive discussions regarding its origin-whether it arises from astrophysical supermassive black hole binaries (SMBHBs) or from primordial GWs generated by various early universe processes. Previous studies suggest that a key discriminant between these two origins is the non-Gaussianity of the GW background prior to the detection of any individual source. In this Letter, we introduce a hierarchical Bayesian inference framework for inferring population properties of GW sources. This approach enables not only the measurement of evidence for different GW origins using PTA data but also the inference of population properties of astrophysical SMBHBs, by optimally leveraging non-Gaussian information in individual bright sources and in power spectrum fluctuations of the GW background. | パルサータイミングアレイ（PTA）によるナノヘルツ重力波（GW）背景の最近の検出は、その起源、すなわち天体物理学的超大質量ブラックホール連星（SMBHB）に由来するのか、それとも初期宇宙の様々なプロセスによって生成された原始GWに由来するのかについて、広範な議論を引き起こしました。 これまでの研究では、これら2つの起源を区別する重要な特徴は、個々のソースが検出される前のGW背景の非ガウス性であると示唆されています。 本論文では、GWソースの集団特性を推論するための階層的ベイズ推論フレームワークを紹介します。 このアプローチは、PTAデータを使用してさまざまなGW起源の証拠を測定するだけでなく、個々の明るいソースとGW背景のパワースペクトル変動における非ガウス情報を最適に活用することで、天体物理学的SMBHBの集団特性を推論することも可能にします。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The common envelope phase plays a critical role in binary system evolution. In this study, we investigate the mass and momentum accretion rates during the interaction between a stellar mass black hole and the envelope of a red supergiant using simplified two dimensional simulations. We explore various Mach numbers and density gradients, finding that our simulations align with previous Bondi Hoyle Lyttleton accretion analyses. We observe the formation of a shock cone in the downstream flow, bow shocks in specific configurations, and subsonic regions within shocked flows. The shock cone is dragged when significant pressure gradients are present in the common envelope, with additional dragging near the black hole for highly rotating cases. We provide analytical fits for mass and momentum accretion rates, as well as bremsstrahlung luminosity, as functions of black hole spin, density gradients, and Mach number, offering first insights into general relativistic hydrodynamics modelling of the secular evolution of the common envelope phase. | 共通外層段階は連星系の進化において重要な役割を果たします。 本研究では、単純化された2次元シミュレーションを用いて、恒星質量ブラックホールと赤色超巨星の外層との相互作用における質量および運動量降着率を調査します。 様々なマッハ数と密度勾配を検討した結果、シミュレーション結果はこれまでのボンディ・ホイル・リトルトン降着解析と一致することが分かりました。 下流の流れに衝撃波コーンの形成、特定の構成におけるバウショック、衝撃波を受けた流れの中に亜音速領域が存在することが観測されました。 共通外層に大きな圧力勾配が存在する場合、衝撃波コーンは引きずられ、回転速度が速い場合はブラックホール付近でさらに引きずられます。 質量および運動量降着率、ならびに制動放射光度をブラックホールのスピン、密度勾配、およびマッハ数の関数として解析的にフィッティングし、共通外層段階の長期的進化に関する一般相対論的流体力学モデルへの最初の洞察を提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we study the deflection of massless particles due to a rotating, axially symmetric Kerr-Bertotti-Robinson (KBR) black hole via; material medium approach. We explored the effect of spacetime geometry on the trajectory of light rays in the presence of a uniform magnetic field. To derive an analytical expression for the deflection of light rays due to the Kerr-Bertotti-Robinson black hole, the frame dragging effect and refractive index were also studied in greater detail. From the analysis it is evident that the magnetic field actively adds to the black hole's gravity, making the bending of light stronger and permanently changing the space far away from the black hole, preventing it to act as a normal flat vacuum. From thermodynamical investigation, it is clear that entropy monotonically decreases with magnetic field strength and rotation parameter; whereas the Hawking temperature increases with a uniform magnetic field but decreases with spin parameter. | 本論文では、物質媒質アプローチを用いて、回転する軸対称のカー・ベルトッティ・ロビンソン（KBR）ブラックホールによる質量のない粒子の偏向を研究する。 均一な磁場が存在する場合の光線の軌道に対する時空幾何学の影響を調べた。 カー・ベルトッティ・ロビンソンブラックホールによる光線の偏向の解析的表現を導出するために、フレームドラッギング効果と屈折率も詳細に研究した。 解析から、磁場がブラックホールの重力に積極的に加わり、光の曲がりを強くし、ブラックホールから遠く離れた空間を恒久的に変化させ、通常の平坦な真空として作用することを妨げていることが明らかになった。 熱力学的調査から、エントロピーは磁場強度と回転パラメータとともに単調に減少する一方、ホーキング温度は均一な磁場とともに増加するが、スピンパラメータとともに減少することが明らかになった。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Finding rotating black hole solutions in higher-curvature theories of gravity is a problem of fundamental importance. Virtually every approach to reconcile gravity with quantum mechanics predicts corrections to the Einstein-Hilbert action, yet no systematic solution-generating method exists for the stationary sector. We close this gap with {\sc Akribeia}, a novel hybrid framework that pairs physics-informed neural networks with a pseudo-spectral refinement step, yielding certified neural-field rotating black hole solutions -- continuous, globally defined functions, parametric in the coupling constants -- whose residuals against the field equations are verified to extreme precision. We apply the method to theories quadratic and cubic in the curvature and construct, for the first time, families of rotating black holes featuring multiple non-vanishing angular momenta, parametric in the new coupling constants. After validating against previously known five-dimensional spacetimes, we present new solutions in scenarios leading to a highly non-linear/non-perturbative coupled system of ordinary differential equations. Our method can be systematically adapted to other setups involving partial differential equations as well. | 高曲率重力理論における回転ブラックホール解の探索は、極めて重要な問題である。 重力と量子力学を調和させるほぼすべてのアプローチは、アインシュタイン・ヒルベルト作用への補正を予測するが、定常セクターに対する体系的な解生成方法は存在しない。 我々は、物理情報に基づくニューラルネットワークと擬似スペクトル精緻化ステップを組み合わせた新しいハイブリッドフレームワークである{\sc Akribeia}を用いてこのギャップを埋め、連続的でグローバルに定義された関数であり、結合定数に関してパラメトリックな、認証済みのニューラルフィールド回転ブラックホール解（場の方程式に対する残差が極めて高い精度で検証されている）を得る。 我々は、この方法を曲率に関して2次および3次の理論に適用し、初めて、新しい結合定数に関してパラメトリックな、複数の非零角運動量を持つ回転ブラックホールの族を構築する。 既知の5次元時空に対して検証した後、高度に非線形かつ非摂動的な常微分方程式の結合系につながるシナリオにおける新しい解を提示する。 私たちの方法は、偏微分方程式を含む他の設定にも体系的に適用できます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| It was previously shown that $H_0$ influences gravitational wave propagation beyond simple redshift, by modifying the effective wavenumber. While earlier studies focused on Pulsar Timing Arrays, we analyze the observability of this effect with LISA. Modeling the LISA arm geometry, we derive the timing residual and identify a clear angular enhancement at frequencies above 100 mHz. Using the stationary phase approximation and numerical methods, we show that the optimal incidence angle depends on $Z_A H_0$, providing a direct, redshift-independent measurement of the Hubble parameter. We estimate that LISA could determine $H_0$ to within a few percent using this method, independent of standard siren approaches. | これまでの研究では、$H_0$ が実効波数を変化させることで、単純な赤方偏移を超えて重力波の伝播に影響を与えることが示されていました。 これまでの研究はパルサータイミングアレイに焦点を当てていましたが、本研究では LISA を用いてこの効果の観測可能性を分析します。 LISA アームの形状をモデル化し、タイミング残差を導出し、100 mHz を超える周波数で明確な角度増強を特定します。 定常位相近似と数値計算手法を用いて、最適な入射角が $Z_A H_0$ に依存することを示し、ハッブルパラメータの赤方偏移に依存しない直接的な測定値を提供します。 この方法を用いれば、LISA は標準的なサイレン方式とは独立して、$H_0$ を数パーセント以内の精度で決定できると推定されます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Different diagnostics of black hole thermodynamic branch structure do not always identify the same local event. We examine this issue in charged AdS black hole examples where a thermodynamic topological phase transition is known to occur. In these examples, previously reported in [JHEP 06 (2024) 213}], the inverse temperature $τ_a$ at which the total topological number changes is separated from the inverse temperature $τ_b$ at which the fixed charge parameter branch response considered here becomes singular. Reanalyzing the same zero point branch geometry, we find that the two diagnostics track different local structures. The change at $τ_a$ is a boundary membership and index flow event of the positive radius physical branch set: a zero point with nonzero winding enters or leaves the counted domain. The singularity at $τ_b$ is instead caused by a turning point at finite radius, where a pair of branches annihilates. Since the two branches carry opposite windings, this event changes the branch count but preserves the total topological number. Thus, in the analyzed examples, the thermodynamic topological phase transition and the branch response singularity are distinct diagnostics of the same zero point branch geometry, with different local origins. | ブラックホールの熱力学的分岐構造の異なる診断法は、必ずしも同じ局所イベントを特定するとは限りません。 この問題を、熱力学的トポロジカル相転移が発生することが知られている荷電AdSブラックホールの例で検討します。 これらの例では、以前に[JHEP 06 (2024) 213}]で報告されており、全トポロジカル数が変化する逆温度τ_aは、ここで考慮される固定電荷パラメータ分岐応答が特異になる逆温度τ_bとは分離されています。 同じ零点分岐形状を再解析すると、2つの診断法が異なる局所構造を追跡していることがわかります。 τ_aでの変化は、正の半径の物理的分岐セットの境界メンバーシップとインデックスフローイベントです。 非ゼロの巻きを持つ零点がカウント領域に出入りします。 一方、τ_bでの特異性は、有限半径の転換点によって引き起こされ、そこで一対の分岐が消滅します。 2つの分岐は反対の巻きを持つため、このイベントは分岐数を変化させますが、全トポロジカル数は維持されます。 したがって、解析した例では、熱力学的トポロジー相転移と分岐応答特異点は、局所的な起源は異なるものの、同じ零点分岐形状の異なる診断指標である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| I formulate black-hole-horizon-induced decoherence of charged branch codes as the leading-soft QED restricted to an exterior algebra, formulated as an open quantum system. The fixed-history Feynman--Vernon identity ${\cal F}[J,J]=1$ remains exact. Decoherence enters through the unequal-history influence factor that survives exterior monitoring and belongs to the complementary horizon output. In the coherent eikonal regime, I derive the completely positive Schur channel $({\cal E}_H^{(0)}ρ)_{ab}=\langleΦ_b^{H,(0)}|Φ_a^{H,(0)}\rangle \, ρ_{ab}$. The leading soft input is the eikonal factor, projected onto the horizon radiative algebra. The channel yields Gram-positivity constraints, an exterior quantum-eraser bound, finite-time non-Markovianity tests, soft/hard scaling criteria, and a charged-qutrit interferometer measuring a leading-soft Bargmann holonomy. The holonomy phase is the rephasing-invariant symplectic area of a triangle in horizon soft phase space. I show that its orientation, common-mode, triangulation, and completely positive determinant identities render falsifiable tests beyond pairwise two-path visibility. | 私は、荷電分岐コードのブラックホール地平線誘起デコヒーレンスを、外部代数に制限されたリーディングソフトQEDとして定式化し、それを開放量子系として定式化する。 固定履歴のファインマン-ヴァーノン恒等式${\cal F}[J,J]=1$は厳密なままである。 デコヒーレンスは、外部モニタリングに耐え、相補的な地平線出力に属する不等履歴影響因子を通して現れる。 コヒーレントなアイコナール領域では、完全に正のシュールチャネル$({\cal E}_H^{(0)}ρ)_{ab}=\langleΦ_b^{H,(0)}|Φ_a^{H,(0)}\rangle \, ρ_{ab}$を導出する。 リーディングソフト入力は、地平線放射代数に射影されたアイコナール因子である。 このチャネルは、グラム正値制約、外部量子消去器境界、有限時間非マルコフ性テスト、ソフト/ハードスケーリング基準、およびリーディングソフトバーグマンホロノミーを測定する荷電キュートリット干渉計をもたらします。 ホロノミー位相は、ホライズンソフト位相空間における三角形の再位相不変シンプレクティック面積です。 その向き、コモンモード、三角分割、および完全に正の行列式恒等式により、ペアワイズ2パス可視性を超える反証可能なテストが実現されることを示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider the possibility of dark matter in a warped extra-dimensional theory in presence of a linear dilaton background, with a gapped continuum spectrum, in a brane-world cosmological scenario. Firstly, triggered by self-energy radiative corrections, we study the existence of an isolated resonance of massive gravitons, and its realization as a long-lived feebly interacting dark matter candidate, produced by the freeze-in mechanism. This massive graviton is proved to satisfy all theoretical and experimental constraints, in the sub-MeV mass range. We further consider the close relationship between the existence of this component of dark matter and the presence of an inflaton localized on the brane, with a mass around $10^{11}$ GeV and a sub-TeV reheating temperature, in a brane inflationary scenario that allows to reproduce the most recent cosmological observables. Secondly, the gapped continuum of gravitons, a particular five dimensional realization of the physics of unparticles, is identified as a holographic fluid which can play the role of holographic dark matter. The production of the holographic fluid goes by an ultra-violet freeze-in mechanism, with an abundance mainly depending on the reheating temperature. Depending on the values of the mass gap and the reheating temperature, one or both components of dark matter can be present. | 我々は、ブレーンワールド宇宙論シナリオにおいて、ギャップのある連続スペクトルを持つ線形ダイラトン背景が存在する歪んだ余剰次元理論におけるダークマターの可能性を考察する。 まず、自己エネルギー放射補正によって引き起こされる、質量を持つ重力子の孤立共鳴の存在と、それが凍結機構によって生成される長寿命で弱い相互作用を持つダークマター候補として実現される可能性を研究する。 この質量を持つ重力子は、サブMeV質量範囲において、すべての理論的および実験的制約を満たすことが証明されている。 さらに、このダークマター成分の存在と、質量が約$10^{11}$ GeV、再加熱温度がサブTeVのブレーンインフレーションシナリオにおいてブレーン上に局在するインフラトンの存在との密接な関係を考察する。 第二に、重力子のギャップ連続体、すなわち非粒子物理学の特定の5次元実現は、ホログラフィック暗黒物質の役割を果たすことができるホログラフィック流体として同定される。 ホログラフィック流体の生成は紫外線凍結機構によって行われ、その存在量は主に再加熱温度に依存する。 質量ギャップと再加熱温度の値に応じて、暗黒物質の成分の一方または両方が存在する可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The detection of transient gravitational wave signals relies on independent search algorithms that analyse detector data and assign significance measures to candidate events. However, varying performance complicates their interpretation. We use supervised machine learning combined with conformal prediction, a framework to quantify uncertainties, to merge multi-pipeline information into well-calibrated confidence scores. We demonstrate that this approach is robust across different classifier architectures and remains stable when trained on different simulated datasets. When applied to events across the GWTC catalogue up to and including the second part of the fourth observing run, the framework identifies several subthreshold candidates with elevated confidence, including the binary neutron star candidate GW200311_103121. We examine the reliability of these up-rankings, finding evidence that high-confidence predictions correspond to signal-like events. This framework enables simplified systematic candidate assessment for gravitational wave catalogues and real-time alerts by providing a single, well-calibrated confidence measure per candidate. | 過渡的な重力波信号の検出は、検出器データを分析し、候補イベントに有意性尺度を割り当てる独立した探索アルゴリズムに依存しています。 しかし、性能のばらつきが解釈を複雑にしています。 本研究では、不確実性を定量化するフレームワークである共形予測と教師あり機械学習を組み合わせ、マルチパイプライン情報を統合して、適切に較正された信頼度スコアを作成します。 このアプローチは、異なる分類器アーキテクチャに対して堅牢であり、異なるシミュレーションデータセットで学習させた場合でも安定していることを実証します。 第4回観測ランの後半までを含むGWTCカタログのイベントに適用すると、このフレームワークは、連星中性子星候補GW200311_103121を含む、信頼度の高い閾値以下の候補をいくつか特定します。 これらの上位ランク付けの信頼性を検証し、信頼度の高い予測が信号のようなイベントに対応している証拠を発見しました。 このフレームワークは、候補ごとに単一の適切に較正された信頼度尺度を提供することで、重力波カタログとリアルタイムアラートのための簡素化された体系的な候補評価を可能にします。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This work investigates the thermodynamic behavior of deformed AdS-Schwarzschild black holes by incorporating higher-order corrections within non-interacting spacetime models and extended entropy frameworks. To address the inadequacies of classical statistical mechanics in describing gravitational systems with non-local and long-range interactions, we employ non-extensive entropy formalisms, specifically Tsallis and Barrow entropies, which capture quantum-scale deviations and extended correlations. The resulting thermodynamic analysis reveals significant departures from conventional black hole behavior under strong entropy deformations. Notably, as the degree of non-extensivity decreases, the system asymptotically recovers classical features, indicating an emergent universality across statistical regimes. Furthermore, the Joule-Thomson (JT) expansion is examined to analyze the temperature-pressure response during adiabatic processes. Key thermodynamic quantities, including mass, temperature, heat capacity, Gibbs free energy, enthalpy, internal energy, and the JT coefficient, are computed under the influence of non-extensive entropy corrections. These results provide deeper insight into black hole thermodynamics in quantum-corrected spacetimes and offer new avenues for exploring gravitational systems beyond the traditional Bekenstein-Hawking (BH) framework. | 本研究では、非相互作用時空モデルと拡張エントロピーフレームワークに高次補正を組み込むことにより、変形したAdS-シュワルツシルトブラックホールの熱力学的挙動を調査する。 非局所的かつ長距離相互作用を持つ重力系を記述する際の古典統計力学の不十分さに対処するため、量子スケールの偏差と拡張相関を捉える非広範性エントロピー形式、特にTsallisエントロピーとBarrowエントロピーを用いる。 得られた熱力学的解析は、強いエントロピー変形下で従来のブラックホール挙動から大きく逸脱することを示している。 特に、非広範性の度合いが減少するにつれて、系は漸近的に古典的な特徴を回復し、統計領域全体にわたる普遍性の出現を示唆している。 さらに、断熱過程における温度-圧力応答を解析するために、ジュール-トムソン（JT）展開を検討する。 質量、温度、比熱、ギブズ自由エネルギー、エンタルピー、内部エネルギー、JT係数といった主要な熱力学的量は、非広範性エントロピー補正の影響下で計算される。 これらの結果は、量子補正された時空におけるブラックホールの熱力学に関するより深い洞察を与え、従来のベッケンシュタイン・ホーキング（BH）フレームワークを超えた重力系の探求のための新たな道筋を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the stability of scalarized black holes in Einstein-scalar-Gauss-Bonnet-Ricci theory along their fundamental branches. We show that initially stable solutions first lose nonspherical stability in the eikonal regime, while lower multipoles remain stable. As the branch is continued, instability extends systematically toward lower multipoles, forming an ordered hierarchy of deformation instabilities extending down to the quadrupole mode, while the dipole sector remains stable. The instability thresholds obey a common scaling law and approach finite eikonal limits, defining the boundary of the angularly stable region. We demonstrate that the previously identified quadrupole and angular-Laplacian instabilities are connected by a continuous hierarchy of instability thresholds spanning the angular sectors of the theory. This hierarchy is distinct from radial stability, which changes only at branch turning points, and reveals a previously unexplored angular organization of instabilities in scalarized black holes. | アインシュタイン・スカラー・ガウス・ボンネ・リッチ理論におけるスカラー化ブラックホールの安定性を、その基本分岐に沿って調査する。 初期に安定していた解は、まずアイコナール領域で非球形安定性を失うが、低次多重極は安定のままであることを示す。 分岐が続くにつれて、不安定性は系統的に低次多重極に向かって広がり、四重極モードまで続く変形不安定性の階層構造を形成する一方、双極子セクターは安定のままである。 不安定性の閾値は共通のスケーリング則に従い、有限のアイコナール限界に近づき、角度的に安定な領域の境界を定義する。 以前に特定された四重極不安定性と角度ラプラシアン不安定性は、理論の角度セクターにまたがる不安定性の閾値の連続的な階層構造によって結びついていることを示す。 この階層構造は、分岐の転換点でのみ変化する半径方向の安定性とは異なり、スカラー化ブラックホールにおける不安定性のこれまで未解明であった角度方向の組織構造を明らかにする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose a framework connecting cosmic microwave background (CMB) observables with high-energy particle phenomenology, based on Starobinsky supergravity coupled to the Minimal Supersymmetric Standard Model (MSSM). Cosmic inflation and supersymmetry (SUSY) breaking occur within the hidden sector emerging from Starobinsky supergravity. The inflationary scale fixes the characteristic mass scale of the hidden sector, which determines the MSSM soft terms through gravitational mediation of SUSY breaking. The same hidden sector can also dynamically generate a high-scale $μ$ term. The resulting MSSM spectrum fixes the high-scale threshold corrections and the boundary conditions for the renormalisation-group (RG) evolution of the Higgs quartic coupling. Three-loop RG evolution of the Higgs quartic coupling gives a Higgs boson mass consistent with the measured value within the theoretical and experimental uncertainties, thereby linking the amplitude of primordial scalar perturbations to the Higgs boson mass. With conserved R-parity, the lightest supersymmetric particle is stable, making it a compelling dark matter candidate. The observed relic abundance selects a nearly pure thermal wino with a physical mass of about 3 TeV. Its loop-induced spin-independent wino-nucleon scattering cross section lies below the current sensitivity of the LUX-ZEPLIN experiment, but within the projected reach of next-generation multi-ton liquid-xenon detectors. Electroweak radiative corrections generate a small mass splitting between the charged and neutral wino states, leading to a long-lived charged wino and the characteristic disappearing-track signature. A future 100 TeV proton collider can discover the disappearing-track signal from a 3 TeV wino or fully exclude this thermal wino dark matter scenario. | 我々は、最小超対称標準模型（MSSM）に結合したスタロビンスキー超重力理論に基づき、宇宙マイクロ波背景放射（CMB）観測量と高エネルギー粒子現象論を結びつける枠組みを提案する。 宇宙インフレーションと超対称性（SUSY）の破れは、スタロビンスキー超重力理論から生じる隠れたセクター内で発生する。 インフレーションスケールは隠れたセクターの特性質量スケールを決定し、この質量スケールは重力によるSUSY破れの媒介を通してMSSMのソフト項を決定する。 同じ隠れたセクターは、高スケールのμ項を動的に生成することもできる。 結果として得られるMSSMスペクトルは、高スケールの閾値補正と、ヒッグス四次結合定数の繰り込み群（RG）進化の境界条件を決定する。 ヒッグス四次結合定数の3ループRG進化は、理論的および実験的不確実性の範囲内で測定値と一致するヒッグス粒子質量を与え、それによって原始スカラー摂動の振幅とヒッグス粒子質量を結びつける。 Rパリティが保存されるため、最も軽い超対称性粒子は安定しており、有力な暗黒物質候補となる。 観測された残存存在量から、物理質量が約3 TeVのほぼ純粋な熱的ウィーノが選択される。 ループ誘起スピン独立ウィーノ・核子散乱断面積は、現在のLUX-ZEPLIN実験の感度を下回るが、次世代の数トン級液体キセノン検出器の予測される到達範囲内にある。 電弱放射補正により、荷電ウィーノ状態と中性ウィーノ状態の間にわずかな質量差が生じ、長寿命の荷電ウィーノと特徴的な消失トラック信号が生じる。 将来の100 TeV陽子衝突型加速器は、3 TeVウィーノからの消失トラック信号を発見するか、この熱的ウィーノ暗黒物質シナリオを完全に排除することができる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we investigate the formation of naked singularities for the $3+1$-dimensional Einstein-scalar field system without symmetry assumptions. We generalize the spherically symmetric and self-similar naked-singularity solution constructed by Christodoulou in [4] by prescribing non-spherically symmetric initial data along both incoming and outgoing initial null hypersurfaces. We then establish global existence for the resulting solutions and analyze the singular structure of the inner Cauchy horizon. Our construction is based on employing a notion of four-type differences and designing a system of scale-invariant weighted norms to control the corresponding geometry. We show that the constructed spacetimes retain a global naked-singularity structure, characterized by an incomplete future null infinity and a singular inner Cauchy horizon. Moreover, we derive detailed asymptotics near the inner Cauchy horizon and prove the desired $C^{1, \fracκ{1-κ}+}$ inextendibility of these solutions, where $κ\in (0,1/3)$ is the self-similar parameter. This indicates a connection between weak and strong cosmic censorship: for the class of non-spherically symmetric solutions constructed here, the failure of weak cosmic censorship in its strict formulation is accompanied by a quantitative inextendibility mechanism at the inner Cauchy horizon. | 本研究では、対称性の仮定なしに、$3+1$次元アインシュタイン・スカラー場系における裸の特異点の形成を調査する。 我々は、[4]でChristodoulouによって構築された球対称かつ自己相似な裸の特異点解を、入射および出射する初期ヌル超曲面の両方に沿って非球対称な初期データを指定することによって一般化する。 次に、得られた解の大域的存在を確立し、内側コーシー地平線の特異構造を解析する。 我々の構成は、4型差分の概念を採用し、対応する幾何学を制御するためにスケール不変な重み付きノルムのシステムを設計することに基づいている。 構築された時空は、不完全な未来ヌル無限遠と特異な内側コーシー地平線によって特徴付けられる大域的な裸の特異点構造を保持することを示す。 さらに、内側コーシー地平線付近での詳細な漸近挙動を導出し、これらの解の望ましい $C^{1, \fracκ{1-κ}+}$ 非拡張性を証明する。 ここで、$κ\in (0,1/3)$ は自己相似パラメータである。 これは、弱い宇宙検閲と強い宇宙検閲の間の関連性を示している。 ここで構築された非球対称解のクラスでは、厳密な定式化における弱い宇宙検閲の失敗は、内側コーシー地平線での定量的非拡張性メカニズムを伴う。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Bose-Einstein-condensed (BEC) and superfluid dark-matter (SFDM) halos can contain coherent, wave-supported cores whose angular momentum is carried by quantized vortices. When vortices form a tangle, reconnections convert part of the vortex kinetic energy into dark phonons, density waves, Kelvin waves, and vortex loops, providing a microscopic channel by which SFDM vortex structure can affect halo-core evolution. We estimate the dynamical importance of this channel by combining the local Gross-Pitaevskii reconnection law with a halo-scale vortex-line density calibrated against Schrödinger-Poisson simulations. In the minimal model the released energy stays in the dark sector, and standard-model luminosity requires additional portal physics. | ボーズ・アインシュタイン凝縮（BEC）および超流動ダークマター（SFDM）ハローには、量子化された渦によって角運動量が運ばれる、コヒーレントな波動支持コアが含まれることがある。 渦が絡み合うと、再結合によって渦の運動エネルギーの一部がダークフォノン、密度波、ケルビン波、および渦ループに変換され、SFDM渦構造がハローコアの進化に影響を与える微視的な経路が提供される。 我々は、局所的なグロス・ピタエフスキー再結合法則と、シュレーディンガー・ポアソンシミュレーションに基づいて較正されたハロースケールの渦線密度を組み合わせることで、この経路の力学的重要性を推定する。 最小モデルでは、放出されたエネルギーはダークセクターに留まり、標準モデルの光度には追加のポータル物理が必要となる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Gravitational-wave observations of compact binary mergers have enabled precision tests of gravity in the strong-field dynamical regime. Current approaches combine single-event results that assume deviations from General Relativity (GR) are uniformly distributed across events, limiting their flexibility and potentially biasing the inferred evidence. We introduce a simple mixture-model framework in which a fraction $ζ$ of events is consistent with GR, while a fraction $1 - ζ$ deviates from it, without imposing constraints on the population distribution of the deviation parameters. We apply this method to publicly available results from the LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) collaboration on O1-O4a compact binary mergers obtained through FTI, pSEOBNR, and KerrPostMerger tests. We find that the data are consistent with all events satisfying GR. However, we obtain respective Bayes factors $B^{ζ=1}_{ζ\neq 1} \simeq 20 $, $10$ and $15$, which are much smaller than those inferred from existing LVK analyses, indicating that the data require greater flexibility in modelling possible deviations than standard approaches permit. In light of our results, we recommend using flexible mixture models to test GR across compact-merger catalogues, unless there are obvious physical motivations to impose more restrictive models, as in the case of graviton-mass estimates. | コンパクト連星合体の重力波観測により、強重力場力学領域における重力の精密な検証が可能になった。 現在の手法では、一般相対性理論（GR）からの逸脱がイベント全体に均一に分布していると仮定した単一イベントの結果を組み合わせているため、柔軟性が制限され、推論される証拠にバイアスが生じる可能性がある。 我々は、逸脱パラメータの分布に制約を課すことなく、イベントの割合が$ζ$でGRと整合し、割合が$1 - ζ$でGRから逸脱するという単純な混合モデルフレームワークを導入する。 我々は、FTI、pSEOBNR、およびKerrPostMergerテストによって得られた、LIGO-Virgo-KAGRA（LVK）コラボレーションによるO1-O4aコンパクト連星合体に関する公開されている結果にこの手法を適用する。 我々は、すべてのイベントがGRを満たしていることとデータが整合していることを発見した。 しかしながら、我々はそれぞれ$B^{ζ=1}_{ζ\neq 1} \simeq 20$、$10$、$15$というベイズ因子を得ましたが、これらは既存のLVK解析から推測される値よりもはるかに小さく、標準的な手法では許容されないような、想定される偏差をモデル化する上でのデータにはより大きな柔軟性が必要であることを示しています。 我々の結果を踏まえ、重力子質量の推定値の場合のように、より制約の厳しいモデルを課す明確な物理的動機がない限り、コンパクト合体カタログ全体でGRを検証するには、柔軟な混合モデルを使用することを推奨します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The twin paradox is a foundational thought experiment in the special theory of relativity where a returning twin ages less than the one who remains stationary. However, the intricacies of the twin paradox remain relatively underexplored in the curved spacetimes of general relativity. Here we explore the twin paradox in the vicinity of a rotating black hole, where the existence of multiple paths between two events creates significant complexity. We develop a numerical framework based on residual maps and optimisation to identify possible trajectories. We find a strong negative correlation between a traveller's experienced proper time and both the azimuthal distance travelled and the magnitude of acceleration. We apply numerical Jacobi field analysis to examine conjugate points along geodesics within the Kerr geometry, finding that only the geodesic with the minimal azimuthal distance contains no conjugate points. This provides beginner students of general relativity with a visual tool to understand general relativistic concepts, helping to correct flat-spacetime intuitions. | 双子のパラドックスは、特殊相対性理論における基礎的な思考実験であり、戻ってきた双子は静止したままの双子よりも老化が遅いというものです。 しかし、一般相対性理論の曲がった時空では、双子のパラドックスの複雑さは比較的十分に解明されていません。 本稿では、回転するブラックホールの近傍で双子のパラドックスを探求します。 そこでは、2つの事象の間に複数の経路が存在することで、大きな複雑さが生じます。 残差マップと最適化に基づく数値フレームワークを開発し、可能な軌道を特定します。 旅行者が経験する固有時間と、移動した方位角距離および加速度の大きさとの間に強い負の相関関係があることを発見しました。 数値ヤコビ場解析を適用して、カー幾何学内の測地線に沿った共役点を調べ、方位角距離が最小の測地線のみが共役点を持たないことを発見しました。 これは、一般相対性理論の初学者に、一般相対論の概念を理解するための視覚的なツールを提供し、平坦な時空の直感を修正するのに役立ちます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Bumblebee gravity (BG) model, featuring spontaneous Lorentz symmetry breaking via a vector field non-minimally coupled to curvature, has been widely used to explore Lorentz-violating effects in cosmology. We investigate primordial black hole (PBH) formation within this framework, deriving the complete set of modified perturbation equations. We demonstrate that BG, sourced by a timelike vector field, introduces three distinct enhancements to PBH abundance--modified expansion history, suppressed collapse threshold, and amplified power spectrum--which together render PBHs viable dark matter candidates across the asteroid-mass window for modest Lorentz-violating couplings. However, a systematic analysis of the quadratic action reveals that these phenomenological consequences emerge from a theoretically pathological foundation. The vector sector exhibits an intrinsic ghost instability, while the requirement of a stable symmetry-breaking minimum simultaneously induces a tachyonic instability on timescales far below cosmological scales. The model thus suffers from a fundamental inconsistency: the conditions for cosmological viability and spontaneous symmetry breaking are mutually exclusive within the minimal Bumblebee framework. Our results illustrate both the notable power of Lorentz violation to influence early Universe observables and the necessity of a consistent theoretical foundation for such predictions. | 曲率に非最小結合したベクトル場による自発的ローレンツ対称性の破れを特徴とするバンブルビー重力（BG）モデルは、宇宙論におけるローレンツ対称性の破れ効果を探求するために広く用いられてきた。 我々は、この枠組みの中で原始ブラックホール（PBH）の形成を調査し、修正された摂動方程式の完全なセットを導出した。 我々は、時間的ベクトル場によって生じるBGが、PBHの存在量に3つの異なる増強（修正された膨張履歴、抑制された崩壊閾値、増幅されたパワースペクトル）をもたらし、これらが相まって、適度なローレンツ対称性の破れ結合に対して、小惑星質量範囲全体にわたってPBHをダークマターの候補として有力なものにすることを示す。 しかし、二次作用の体系的な分析により、これらの現象論的帰結は理論的に病的な基礎から生じていることが明らかになった。 ベクトルセクターは固有のゴースト不安定性を示す一方、安定な対称性破れ最小値の要件は、宇宙論的スケールをはるかに下回る時間スケールでタキオン不安定性を同時に引き起こします。 したがって、このモデルは根本的な矛盾を抱えています。 宇宙論的実現可能性と自発的対称性の破れの条件は、最小バンブルビーフレームワーク内では相互に排他的です。 私たちの結果は、初期宇宙の観測量に影響を与えるローレンツ対称性の破れの顕著な力と、そのような予測のための一貫した理論的基盤の必要性の両方を示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Macroscopic optomechanical systems offer a promising testbed for distinguishing whether gravity acts as a quantum interaction or as a classical field. Schrodinger-Newton (SN) theory is the nonrelativistic limit of semi-classical gravity where quantum matter couples to classical gravity. Based on SN theory, this work investigates how classical self-gravity affects continuous quantum state tomography of a macroscopic mechanical oscillator monitored by variable-angle homodyne detection. In the Schrodinger-Newton (SN) theory, the measurement record arises from a different conditional test mass dynamics from that in quantum-gravity (QG)/standard quantum mechanics, consequently, applying the QG-optimised reconstruction map introduces an additional state-dependent contribution. We show that this contribution makes the reconstructed covariance depend on the chosen set of tomography angles and can drive the SN covariance--after QG filtering--outside the standard Gaussian-covariance domain set by the Heisenberg uncertainty principle. We quantify the resulting QG-SN distinguishability via the Hellinger distance and analyse its dependence on measurement strength and temperature. We then formulate the same issue in the broader setting of nonlinear quantum mechanics: when the system's conditional dynamics during the readout process depends on the state being inferred, the tomographic map acquires nonlinear, model-dependent corrections to the usual Radon or Gaussian reconstruction map. | 巨視的な光力学システムは、重力が量子相互作用として作用するか、古典場として作用するかを区別するための有望なテストベッドを提供する。 シュレーディンガー・ニュートン（SN）理論は、量子物質が古典重力と結合する半古典重力の非相対論的極限である。 SN理論に基づき、本研究では、可変角度ホモダイン検出によって監視される巨視的な機械振動子の連続量子状態トモグラフィーに古典的自己重力がどのように影響するかを調査する。 シュレーディンガー・ニュートン（SN）理論では、測定記録は量子重力（QG）/標準量子力学とは異なる条件付きテスト質量ダイナミクスから生じるため、QG最適化再構成マップを適用すると、追加の状態依存寄与が導入される。 この寄与により、再構成された共分散が選択されたトモグラフィー角度のセットに依存し、QGフィルタリング後のSN共分散がハイゼンベルクの不確定性原理によって設定された標準ガウス共分散領域から外れる可能性があることを示す。 我々は、ヘリンジャー距離を用いて結果として得られるQG-SN識別可能性を定量化し、測定強度と温度への依存性を解析する。 次に、非線形量子力学というより広い枠組みで同じ問題を定式化する。 すなわち、読み出し過程におけるシステムの条件付きダイナミクスが推論される状態に依存する場合、トモグラフィーマップは通常のラドン再構成マップまたはガウス再構成マップに対して、非線形かつモデル依存の補正を受ける。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate rotational properties and universal relations of slowly rotating Bose-Einstein condensate dark stars in the context of General Relativity, both at the mean-field level and when the leading beyond-mean-field Lee-Huang-Yang correction is retained self-consistently. Adopting the polytropic $n=1$ equation of state appropriate to a dilute, self-interacting Bose gas, parameterised by the boson mass $m$ and the $s$-wave scattering length $a_s$, we integrate the Tolman-Oppenheimer-Volkoff equations together with Hartle's dipole equation for the frame-dragging angular velocity, and we compute the moment of inertia, the gravito-electric tidal Love number and the dimensionless tidal deformability. The resulting equilibrium sequences yield gravitational masses in the $1$--$2\,M_{\odot}$ range with radii of $10$--$20\,\mathrm{km}$, squarely within the window presently probed by NICER and the LIGO-Virgo-KAGRA network. We observe that the LHY term produces a measurable reduction of the dimensionless moment of inertia at fixed compactness, whilst the I-$Λ$ universal relation is preserved to within a few per cent. We supply polynomial fits for the I-$Λ$ and I-$C$ relations, and show that the LHY footprint is large enough to serve as a clean diagnostic of beyond-mean-field quantum physics in a putative dark star population, complementing existing dark matter constraints from pulsar masses and from the equation-of-state interpretation of the unusually light compact remnant HESS~J1731-347. | 一般相対性理論の枠組みで、平均場レベルと、平均場を超える主要なリー・ファン・ヤン補正を自己無撞着に保持した場合の両方において、ゆっくり回転するボーズ・アインシュタイン凝縮暗黒星の回転特性と普遍関係を調査する。 希薄で自己相互作用するボーズガスに適した、ボソン質量mとs波散乱長a_sでパラメータ化された多方性$n=1$状態方程式を採用し、フレーム引きずり角速度に関するハートルの双極子方程式とともにトルマン・オッペンハイマー・ボルコフ方程式を積分し、慣性モーメント、重力電気潮汐ラブ数、無次元潮汐変形率を計算する。 結果として得られる平衡系列は、半径が 10 ～ 20 km の範囲で $1 ～ 2 M_{\odot}$ の重力質量をもたらし、これは現在 NICER と LIGO-Virgo-KAGRA ネットワークによって調査されているウィンドウ内に完全に収まります。 LHY 項は、固定されたコンパクトネスで無次元慣性モーメントを測定可能なほど減少させる一方、I-Λ 普遍関係は数パーセント以内で維持されることが観測されます。 I-Λ 関係と I-C 関係の多項式近似を提供し、LHY の痕跡は、想定される暗黒星集団における平均場を超える量子物理学の明確な診断として機能するのに十分な大きさであり、パルサー質量や異常に軽いコンパクト残骸 HESS~J1731-347 の状態方程式解釈からの既存の暗黒物質制約を補完するものであることを示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study three-dimensional Einstein gravity with negative cosmological constant on non-compact spatial boundaries within the Chern-Simons formulation. Using an exact fluid/gravity correspondence, we derive a closed radial flow equation for the quasi-local stress tensor and show that it realizes the holographic $T\bar T$ deformation at finite cutoff. We further develop the inverse-scattering description of the boundary dynamics, identifying the gravitational interpretation of the associated spectral data and analyzing the finite-cutoff deformation of soliton solutions. Although the boundary evolution is governed by an integrable bi-Hamiltonian hierarchy, we show that the radial flow itself is not Hamiltonian with respect to the canonical Poisson structure. Our results establish a unified framework connecting integrability, quasi-local gravitational observables, inverse scattering, and finite-cutoff holography on non-compact boundaries. | 本研究では、チャーン・サイモンズ定式化に基づき、非コンパクト空間境界における負の宇宙定数を持つ3次元アインシュタイン重力を研究する。 流体と重力の厳密な対応関係を用いて、準局所応力テンソルに対する閉じた放射状流れ方程式を導出し、それが有限カットオフにおけるホログラフィックな$T\bar T$変形を実現することを示す。 さらに、境界ダイナミクスの逆散乱記述を展開し、関連するスペクトルデータの重力解釈を特定し、ソリトン解の有限カットオフ変形を解析する。 境界の進化は可積分な双ハミルトニアン階層によって支配されるが、放射状流れ自体は正準ポアソン構造に関してハミルトニアンではないことを示す。 本研究の結果は、非コンパクト境界における可積分性、準局所重力観測量、逆散乱、および有限カットオフホログラフィーを結びつける統一的な枠組みを確立する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Pulsar timing array data analysis is computationally expensive, limiting the complexity of models which can be studied. As pulsar timing datasets and their respective models grow in size and sophistication, faster and scalable inference methods are essential. In this paper, we accelerate pulsar timing analyses by sampling in the space of Fourier coefficients instead of analytically marginalizing over them. Previous studies have shown the Fourier space induces a complex, high-dimensional posterior geometry, from which it is generally difficult to sample. We show that under an appropriate coordinate transformation the Fourier coefficients approximately follow a standard normal distribution, and may be efficiently sampled using a Hamiltonian Monte Carlo scheme. Under this coordinate transformation, for datasets of size and complexity comparable to the NANOGrav 15-year release, the new method produces converged posterior distributions for a range of models which include inter-pulsar correlations, stochastic, and deterministic signals in approximately 15 minutes on an NVIDIA GeForce RTX 3090 GPU. By comparison, the legacy pulsar timing analysis software \texttt{ENTERPRISE} would require months of computation on a CPU cluster to analyze comparable datasets under the same joint stochastic and deterministic models. | パルサータイミングアレイデータの解析は計算コストが高く、研究可能なモデルの複雑さが制限されます。 パルサータイミングデータセットとそのモデルが規模と複雑さを増すにつれて、より高速でスケーラブルな推論手法が不可欠になります。 本論文では、フーリエ係数空間でサンプリングすることで、解析的に周辺化するのではなく、パルサータイミング解析を高速化します。 これまでの研究では、フーリエ空間は複雑で高次元の事後分布を誘導し、そこからのサンプリングは一般的に困難であることが示されています。 本論文では、適切な座標変換の下では、フーリエ係数は標準正規分布に近似的に従い、ハミルトニアンモンテカルロ法を用いて効率的にサンプリングできることを示します。 この座標変換の下で、NANOGrav 15年リリースと同規模で複雑なデータセットの場合、この新しい手法は、NVIDIA GeForce RTX 3090 GPU上で約15分で、パルサー間相関、確率的信号、決定論的信号を含むさまざまなモデルの収束した事後分布を生成します。 それに比べて、従来のパルサータイミング解析ソフトウェアであるENTERPRISEでは、同じ確率モデルと決定論的モデルを組み合わせて同等のデータセットを解析するには、CPUクラスタ上で数ヶ月の計算時間が必要となる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Einstein's equations of general relativity are one of the most complicated set of equations in all of physics and, for all but idealized physical settings, can only be solved by numerical methods on high-performance computing systems. Generating such solutions is a veritable Odyssey in its own right with adventures across the fields of mathematical theory, physical interpretation and computing challenges. These endeavors came to fruition in the mid 2000s when the two-body problem of general relativity was finally solved. And not too soon, as these results and their follow-up investigations came to play a key role in the Nobel-Prize winning discovery of gravitational waves by LIGO in 2015. | アインシュタインの一般相対性理論の方程式は、物理学全体の中でも最も複雑な方程式の一つであり、理想化された物理環境を除けば、高性能計算システムを用いた数値計算によってのみ解くことができます。 このような解を求めることは、数学理論、物理的解釈、そして計算上の課題といった様々な分野を横断する、まさに壮大な冒険と言えるでしょう。 こうした努力は、2000年代半ばに一般相対性理論の二体問題がついに解決されたことで実を結びました。 そして、この解決は決して早すぎたわけではありません。 なぜなら、これらの結果とその後の研究は、2015年にLIGOが重力波を発見し、ノーベル賞を受賞した際に重要な役割を果たしたからです。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We herein study both the Joule-Thomson (JT) expansion process and the geodesic properties of a charged anti-de Sitter (AdS) black hole arising in modified gravity with nonlinear electrodynamic (NLED) sources. Our thermodynamic study reveals that the black hole charge has the most pronounced impact on the JT behaviour. The nonlinear electromagnetic sector together with the modified gravity parameters introduces further corrections to the inversion temperature and the associated cooling characteristics. At astrophysically relevant distances, the geometry closely reproduces expected outcomes. | 本稿では、非線形電磁気（NLED）源を持つ修正重力理論において生じる、電荷を持つ反ド・ジッター（AdS）ブラックホールのジュール・トムソン（JT）膨張過程と測地線特性の両方を研究する。 熱力学的研究の結果、ブラックホールの電荷がJT挙動に最も顕著な影響を与えることが明らかになった。 非線形電磁セクターは、修正重力パラメータとともに、反転温度とそれに伴う冷却特性にさらなる補正をもたらす。 天体物理学的に関連のある距離では、幾何学的構造は予想される結果をよく再現する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| While vacuum decay is traditionally described by Euclidean instanton methods, lattice simulations enable real-time modeling of dynamical observables relevant to cosmology and upcoming cold-atom analog experiments. We investigate the relationship between these approaches by extracting ensemble-averaged bubble profiles from zero-temperature simulations of a relativistic scalar field. Our observed profiles differ markedly from the bare Coleman bounce and classical thermal predictions. However, we find that instanton solutions in an appropriately renormalized potential reproduce both the measured profiles and their dependence on the UV cutoff, and predict decay rates consistent with simulations across the parameter range considered. The fact that a single renormalized Euclidean object captures these independent observables provides strong evidence that renormalization accounts for the discrepancy between the two formalisms, and establishes a quantitative link between instanton predictions, lattice simulations, and forthcoming empirical tests of vacuum decay. | 真空崩壊は従来、ユークリッドインスタントン法で記述されてきたが、格子シミュレーションは、宇宙論や今後予定されている冷原子アナログ実験に関連する動的観測量のリアルタイムモデリングを可能にする。 我々は、相対論的スカラー場のゼロ温度シミュレーションからアンサンブル平均バブルプロファイルを抽出することで、これらのアプローチ間の関係を調査する。 我々が観測したプロファイルは、裸のコールマンバウンスや古典的な熱的予測とは大きく異なる。 しかし、適切に再規格化されたポテンシャルにおけるインスタントン解は、測定されたプロファイルとUVカットオフへの依存性の両方を再現し、検討したパラメータ範囲全体にわたってシミュレーションと一致する崩壊率を予測することがわかった。 単一の再規格化されたユークリッドオブジェクトがこれらの独立した観測量を捉えるという事実は、再規格化が2つの形式間の不一致を説明する強力な証拠となり、インスタントン予測、格子シミュレーション、および今後予定されている真空崩壊の経験的テストとの間の定量的リンクを確立する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recent studies have identified a new component in black-hole ringdown from merging binaries, termed the \emph{direct wave}. This component was argued to be tied to the dynamical source evolution near the black-hole horizon, and thus to encode horizon information. Yet a firm theoretical foundation for the direct wave has been lacking. Here we fill this gap by deriving direct waves from first principles in Schwarzschild spacetime, using the causal structure of the Green's function. We show that the direct wave does not vanish and is governed by the near-horizon source dynamics. Our results establish a theoretical basis for direct waves as a probe of near-horizon dynamics, complementary to quasinormal modes. | 近年の研究により、連星合体によるブラックホールリングダウンに「直接波」と呼ばれる新たな成分が発見された。 この成分はブラックホールの地平線近傍における力学的源の進化と関連しており、地平線情報を符号化していると考えられてきた。 しかしながら、直接波の確固たる理論的基盤はこれまで確立されていなかった。 本稿では、グリーン関数の因果構造を用いて、シュワルツシルト時空における第一原理から直接波を導出することで、このギャップを埋める。 直接波は消滅せず、地平線近傍の源のダイナミクスによって支配されることを示す。 我々の結果は、準正規モードを補完する、地平線近傍のダイナミクスをプローブする手段としての直接波の理論的基盤を確立するものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct Hilbert-space isomorphisms identifying the spaces of radiation fields on the event horizon and null infinity that are induced by the forward scattering map on the Schwarzschild exterior for fixed spherical harmonic mode solutions to the linear scalar wave equation arising from Cauchy data sets at $t=0$ which are regular at the event horizon, in the sense that the local energy at the event horizon is finite. We show that fixed spherical harmonic mode solutions with no radiation on the event horizon must decay exponentially in time, at a rate that is determined by the surface gravity. On the other hand, we construct examples of fixed spherical harmonic mode solutions with no radiation on null infinity and which have polynomial decay along the event horizon. Finally, we construct examples of polynomially decaying solutions to the linear scalar wave equation which are regular at the event horizon, have unbounded support in spherical harmonic modes, and induce no radiation on the event horizon. | 本稿では、事象の地平線上で局所エネルギーが有限であるという意味で事象の地平線上で正則である、$t=0$におけるコーシーデータセットから生じる線形スカラー波動方程式の固定球面調和モード解に対して、シュワルツシルト外部上の前方散乱写像によって誘導される事象の地平線およびヌル無限遠上の放射場の空間を同一視するヒルベルト空間同型を構築する。 事象の地平線上で放射のない固定球面調和モード解は、表面重力によって決定される速度で時間とともに指数関数的に減衰しなければならないことを示す。 一方、ヌル無限遠上で放射がなく、事象の地平線に沿って多項式的に減衰する固定球面調和モード解の例を構築する。 最後に、事象の地平線上で正則であり、球面調和モードで非有界な台を持ち、事象の地平線上で放射を誘導しない、線形スカラー波動方程式の多項式的に減衰する解の例を構築する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study gauge dependence in proper-time renormalisation group flows for asymptotically safe quantum gravity. Working in an essential scheme, we use field redefinitions to separate redundant off-shell contributions from the on-shell running of physical couplings. We consider two approximations: in the first, we work on general backgrounds and project onto all terms with up to four derivatives, neglecting boundary terms; in the second, we work on a maximally symmetric background and retain all orders in the Ricci scalar. Although the flow equation depends on the gauge parameters, this dependence can be cancelled order by order once the redundant terms are absorbed by field redefinitions. In the four-derivative approximation, the dependence on the retained gauge parameter drops out of the beta function for Newton's constant to third order in the coupling. On the sphere, the flow becomes independent of both parameters of the general gauge to all curvature orders, and all orders in the coupling. Crucially, this cancellation depends on the choice of regulator. We verify the mechanism explicitly at one loop, where the gauge-dependent fluctuation contributions are cancelled by the ghost sector on shell. The resulting essential flow displays a gauge-independent non-Gaussian fixed point, supporting the interpretation that universal information in quantum gravity is encoded in the on-shell essential sector. | 漸近的に安全な量子重力における固有時間繰り込み群の流れにおけるゲージ依存性を研究する。 本質的なスキームで、場の再定義を用いて、物理結合のオンシェル実行から冗長なオフシェル寄与を分離する。 2つの近似を検討する。 1つ目は、一般的な背景上で、境界項を無視して最大4階微分までのすべての項に射影する。 2つ目は、最大対称な背景上で、リッチスカラーのすべての次数を保持する。 流れの方程式はゲージパラメータに依存するが、冗長な項が場の再定義によって吸収されると、この依存性は次数ごとに相殺される。 4階微分近似では、保持されたゲージパラメータへの依存性は、結合の3次までニュートン定数のベータ関数から消える。 球面上では、流れはすべての曲率次数とすべての結合次数まで、一般的なゲージの両方のパラメータに依存しなくなる。 重要なのは、この相殺が正則化子の選択に依存することである。 我々は、ゲージ依存のゆらぎの寄与がオンシェルのゴーストセクターによって相殺される1ループにおいて、そのメカニズムを明示的に検証する。 結果として得られる本質的流れは、ゲージに依存しない非ガウス型の固定点を示し、量子重力における普遍的な情報がオンシェルの本質的セクターに符号化されているという解釈を裏付ける。 |