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| Original Text | 日本語訳 |
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| The observed diversity of galaxy centers motivates the possibility that the local dark matter composition may vary among galaxies. In conventional multicomponent dark matter scenarios, however, large stochastic variations in the relative abundances are not generically expected, with the cold component typically remaining dominant. We perform $N$-body simulations with a subdominant ultralight dark matter component carrying significant large-amplitude small-scale isocurvature perturbations. We find that although nonlinear evolution largely homogenizes its fraction on galactic scales,ultralight dark matter can still be enhanced and even dominate the centers of small halos because large initial ultralight dark matter fluctuations seed early potential wells that later form halo centers. The ultralight-dominated region can extend beyond $0.01R_{\rm vir}$ and account for more than half of the central dark matter density, even for a cosmological ultralight dark matter fraction below $O(10\%)$. This central segregation provides a possible route to stochastic cusp--core diversity, potentially explaining the observed diversity of galaxy centers. | 観測された銀河中心の多様性は、局所的なダークマターの組成が銀河によって異なる可能性を示唆している。 しかし、従来の多成分ダークマターシナリオでは、相対存在量の大きな確率的変動は一般的には予想されておらず、冷たい成分が通常支配的である。 我々は、大きな振幅の小さなスケールの等曲率摂動を伴うサブ支配的な超軽量ダークマター成分を用いたN体シミュレーションを実行する。 非線形進化によって銀河スケールでのその割合はほぼ均質化されるものの、大きな初期超軽量ダークマターのゆらぎが後にハロー中心を形成する初期のポテンシャル井戸の種となるため、超軽量ダークマターは依然として増強され、小さなハローの中心を支配することさえあることがわかった。 超軽量が支配的な領域は$0.01R_{\rm vir}$を超えて広がり、宇宙論的な超軽量ダークマターの割合が$O(10\%)$未満であっても、中心ダークマター密度の半分以上を占める可能性がある。 この中心部の分離は、確率的なカスプ・コア多様性への可能性のある経路を提供し、観測されている銀河中心部の多様性を説明する可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We develop a phase-space description of classical scattering in which the matter sector of the Dyson S-matrix is partially Weyl transformed while the radiation sector remains operator valued. The resulting S-matrix symbol provides a common origin for several classical observables: we show that the inclusive waveform, the classical displacement in phase-space (i.e. the impulse and position shift), and the angular momentum arise as different projections of the same object. We show that the partially Weyl-transformed $S$-matrix admits an exponential organisation in terms of an elastic phase and connected radiation kernels, while its inclusive one-point projection admits a coherent representative with waveshape $α_I$ describing classical radiation, extending our recent proposal. Furthermore, we show explicitly how nonlinear gravitational memory can be derived from an inclusive coherent waveshape. The dependence of the waveshape on the hard scattering data naturally leads to a quantum geometry, including an induced Berry connection on the space of waveforms, whose contribution to the phase-space displacement captures both radiation-reaction and static-field effects. We illustrate this structure by deriving static contributions to the position shift and field angular momentum in both scalar QED and gravity. | 本稿では、ダイソンS行列の物質セクターを部分的にワイル変換し、放射セクターは演算子値のままとする、古典散乱の位相空間記述を展開する。 得られたS行列シンボルは、いくつかの古典的観測量の共通の起源を提供する。 すなわち、包括的波形、位相空間における古典的変位（インパルスと位置シフト）、および角運動量は、同一オブジェクトの異なる射影として生じることを示す。 部分的にワイル変換されたS行列は、弾性位相と連結放射カーネルに関して指数関数的な構造を持ち、その包括的一点射影は、古典的放射を記述する波形α_Iを持つコヒーレントな代表を持ち、我々の最近の提案を拡張することを示す。 さらに、包括的コヒーレント波形から非線形重力記憶がどのように導出されるかを明示的に示す。 波形の形状が硬散乱データに依存することから、自然と量子幾何学が導かれ、波形空間上に誘導されるベリー接続が生じます。 このベリー接続は、位相空間変位への寄与において、放射反作用効果と静的場効果の両方を捉えます。 本稿では、スカラー量子電磁力学と重力理論の両方において、位置シフトと場角運動量への静的寄与を導出することで、この構造を説明します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Every traversable wormhole reported so far in static (2+1) gravity coupled to nonlinear electrodynamics has come from a power-Maxwell Lagrangian L propto |F|^k restricted to k=1/2, always forcing the cosmological constant to a fixed sign or zero. We show these restrictions are artefacts of that single choice, not physical requirements, and give a complete classification of static traversable wormholes in this theory. Of the three mutually exclusive electromagnetic configurations compatible with the symmetry, the radial electric branch admits no throat for any Lagrangian or Lambda. In each remaining branch, azimuthal electric and magnetic, the field equations admit exactly two regimes: either the redshift function is fixed, leaving the shape function b(r) completely free with Lambda absorbed without constraint; or the redshift is generic, in which case b(r) becomes fixed instead. We solve both regimes in closed form in both branches, and show that fixing the Lagrangian to any single power k forces Lambda nonzero and determines b(r) up to finitely many constants: this freedom requires the Lagrangian to be genuinely unrestricted. One azimuthal-electric family reproduces the static BTZ mass function, turning the vacuum black hole into a wormhole once sourced by the nonlinear field. Applied to the unique conformal power-Maxwell theory, k=3/4, previously known only as a radial-branch charged black hole, the same Lagrangian yields genuine wormholes in the azimuthal and magnetic branches, showing the electromagnetic configuration, not the Lagrangian, decides between a horizon and a throat; Born-Infeld electrodynamics admits no throat in any branch. | これまで非線形電気力学と結合した静的 (2+1) 重力で報告された通過可能なワームホールはすべて、k=1/2 に制限されたべき乗マックスウェル ラグランジアン L propto |F|^k から来ており、常に宇宙定数を固定符号またはゼロに強制しています。 これらの制限は、物理的な要件ではなく、その単一の選択のアーティファクトであることを示し、この理論における静的通過可能ワームホールの完全な分類を与えます。 対称性と互換性のある 3 つの相互排他的な電磁構成のうち、放射状電気ブランチは、どのラグランジアンまたはラムダに対してもスロートを許容しません。 残りの各ブランチ、方位角電気と磁気では、場の方程式は正確に 2 つのレジームを許容します。 1 つは赤方偏移関数が固定され、形状関数 b(r) が完全に自由になり、ラムダが制約なしに吸収されるか、もう 1 つは赤方偏移が一般的で、その場合は b(r) が固定されます。 我々は両方の領域を両方の分岐で閉じた形で解き、ラグランジアンを任意の単一のべき乗 k に固定すると、ラムダがゼロ以外になり、b(r) が有限個の定数を除いて決定されることを示す。 この自由度には、ラグランジアンが真に制限されないことが必要である。 方位角電気族の 1 つは静的 BTZ 質量関数を再現し、非線形場によってソースされた真空ブラックホールをワームホールに変える。 以前は放射状分岐の荷電ブラックホールとしてのみ知られていた、独自の共形べき乗マックスウェル理論 k=3/4 に適用すると、同じラグランジアンが方位角分岐と磁気分岐で真のワームホールを生み出し、電磁構成がラグランジアンではなく、地平線と喉のどちらになるかを決定することを示している。 ボーン・インフェルド電気力学はどの分岐でも喉を認めない。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Previously, it was shown that the interplay between the gravitational memory effect and the thermodynamics of an ensemble of spinning objects gives rise to a hysteresis effect, which can be termed Gravo-Thermo memory. This effect can be studied either through a statistical approach or via kinetic theory. Here, we present a general kinetic theory model for the general case of a fluid composed of spinning extended objects in the presence of gravity. | これまで、重力記憶効果と回転する物体群の熱力学との相互作用によって、重力熱記憶と呼ばれるヒステリシス効果が生じることが示されてきた。 この効果は、統計的手法または運動論的手法を用いて研究することができる。 本稿では、重力下における回転する拡張物体からなる流体の一般的な場合について、一般的な運動論モデルを提示する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Previously, it was shown that static black hole event horizons cannot exist in time-dependent backgrounds without becoming naked singularities. In light of this, we are left with the question ``how does a black hole horizon evolve in an expanding universe, then?'' Here we offer a solution to this puzzle by showing in full generality that black hole apparent horizons tend to become comoving, thus confirming the necessity of a cosmological coupling and raising intriguing possibilities for the early growth of black holes. | これまで、静的なブラックホール事象の地平線は、時間依存の背景においては裸の特異点とならずに存在できないことが示されてきた。 このことを踏まえると、「では、膨張する宇宙においてブラックホールの地平線はどのように進化するのか？」という疑問が残る。 本稿では、ブラックホールの見かけ上の地平線が共動する傾向があることを一般論的に示すことで、この難問に対する解決策を提示する。 これにより、宇宙論的結合の必要性が確認され、ブラックホールの初期成長に関する興味深い可能性が提起される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Astrophysical binaries formed by a stellar-mass compact object and a massive black hole are among the most promising sources for future space-based gravitational-wave detectors. These extreme mass-ratio inspiral (EMRI) systems are tracked coherently over more than $10^{5}$ orbits, encoding detailed information about strong-field gravity. Translating a detection into physical parameters requires models of comparable precision. One outstanding difficulty is the treatment of transient orbital resonances. In this work we address the problem at the level of the Koopman operator, where the waveform is promoted to an observable and the evolution over one radial cycle is a linear operator. Removing the fast timescale without a singularity at a crossing is then a matter of choosing a function of that operator. We demonstrate the approach on a Kerr geodesic driven through the 3:2 crossing by a modelled forcing term. There the coefficient of the standard near-identity transformation diverges, while the finite-window generator attains its analytic bound to better than one part in $10^{6}$. Averaging over twice the crossing duration recovers the resonant jump with its predicted magnitude and phase dependence. | 恒星質量コンパクト天体と大質量ブラックホールによって形成される天体連星は、将来の宇宙重力波検出器にとって最も有望な光源の一つです。 これらの極端質量比連星系（EMRI）は、10⁵ 周回を超える軌道にわたって一貫して追跡され、強重力場に関する詳細な情報を符号化しています。 検出結果を物理パラメータに変換するには、同等の精度を持つモデルが必要です。 大きな課題の一つは、過渡的な軌道共鳴の扱いです。 本研究では、この問題をクープマン演算子のレベルで扱います。 この演算子では、波形が観測量に昇格され、1 半径サイクルにわたる進化は線形演算子となります。 交差点で特異点を持たずに高速時間スケールを除去するには、その演算子の関数を選択するだけで済みます。 モデル化された強制項によって 3:2 交差点を通過するカー測地線上で、このアプローチを実証します。 そこでは、標準的な近似恒等変換の係数が発散する一方、有限窓生成器は10⁶分の1よりも優れた精度で解析的限界に達する。 交差時間の2倍にわたって平均化すると、予測された振幅と位相依存性を持つ共鳴ジャンプが再現される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Ultralight scalar dark matter can make space-based gravitational-wave detectors respond through both the scalar charge of freely falling test masses and scalar-induced changes of local solid length scales. Existing space-detector forecasts usually model the former as a center-of-mass force, while ground-based interferometer studies show that scalar fields can also act through material and optical-path transduction. We ask which part of a local material response survives after one-way Doppler measurements are assembled into delayed time-delay-interferometry observables. To this end, we formulate center-of-mass motion and endpoint-size breathing in a common link-response notation for LISA-, Taiji-, and TianQin-like detectors. The main result is a projection rule: in the equal-arm, identical-endpoint, common-field limit, endpoint breathing enters Michelson-$X$ as a common-mode link perturbation and is removed from the retained channel. Its leading leakage is controlled by finite scalar wave vector, unequal or time-dependent arms, nonidentical endpoint response, or auxiliary readouts, and carries extra geometric and delay suppressions beyond the local size response. We then give reproducible noise, sensitivity, and network-combination formulas, and quote multi-mission improvements only under explicit independent-stream and scalar-coherence assumptions. The result provides a controlled baseline for deciding when test-mass breathing can be neglected and when instrument-specific material response must be modeled. | 超軽量スカラー暗黒物質は、自由落下する試験質量のスカラー電荷と、スカラーによって誘発される局所的な固体長さスケールの変化の両方を通して、宇宙重力波検出器に応答させることができます。 既存の宇宙検出器予測では、通常、前者を重心力としてモデル化していますが、地上干渉計の研究では、スカラー場が物質および光路変換を通して作用することも示されています。 我々は、片方向ドップラー測定を遅延時間遅延干渉計観測量に組み立てた後、局所的な物質応答のどの部分が残るのかを問います。 この目的のために、我々は、LISA、Taiji、およびTianQinのような検出器の共通リンク応答表記で、重心運動とエンドポイントサイズ呼吸を定式化します。 主な結果は射影規則です。 等腕、同一エンドポイント、共通場の極限では、エンドポイント呼吸は共通モードリンク摂動としてMichelson-$X$に入り、保持チャネルから除去されます。 その主要な漏洩は、有限のスカラー波数ベクトル、不等または時間依存のアーム、同一でないエンドポイント応答、または補助読み出しによって制御され、局所的なサイズ応答を超えた追加の幾何学的および遅延抑制を伴います。 次に、再現可能なノイズ、感度、およびネットワーク結合の式を示し、明示的な独立ストリームおよびスカラーコヒーレンスの仮定の下でのみ、マルチミッションの改善を引用します。 この結果は、テスト質量の呼吸を無視できる場合と、機器固有の材料応答をモデル化する必要がある場合を決定するための制御されたベースラインを提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In a recent paper \cite{Chu:2026dhx}, the quantum stability of the fuzzy sphere was established at large but finite $N$. In addition, a tadpole was identified for the scaling fluctuation mode of the matrix geometry. In this paper, we show that the tadpole generates a positive surface tension and tends to contract the sphere if the horizon is left isolated. However, when the horizon is coupled to gravity, the tadpole requires the bulk geometry to adjust according to the junction condition of general relativity. Assuming a static, spherically symmetric and non-singular vacuum interior, pure de Sitter space is selected. The matching also fixes an intriguing large-$N$ soldering relation between the de Sitter time inside and the Schwarzschild time outside. Potential cosmological implications are discussed. | 最近の論文 \cite{Chu:2026dhx} では、ファジー球の量子安定性が、大きく有限な $N$ で確立されました。 さらに、行列幾何学のスケーリング変動モードに対して、オタマジャクシが特定されました。 本論文では、オタマジャクシが正の表面張力を生成し、事象の地平線が孤立している場合、球を収縮させる傾向があることを示します。 しかし、事象の地平線が重力と結合している場合、オタマジャクシは、一般相対性理論の接合条件に従ってバルク幾何学を調整する必要があります。 静的で球対称かつ非特異な真空内部を仮定すると、純粋なド・ジッター空間が選択されます。 マッチングにより、内部のド・ジッター時間と外部のシュワルツシルト時間の間の興味深い大きな $N$ の溶接関係も固定されます。 潜在的な宇宙論的意味合いについて議論します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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Static black holes in conformal Weyl gravity differ from their Einstein counterparts in a simple but important way: the Mannheim--Kazanas geometry is encoded in a Bach-flat lapse function whose radial dependence is richer than that of Schwarzschild--de Sitter. We study the de Sitter branch of this solution in the Schwarzschild gauge, keeping the characteristic linear term together with the quadratic de Sitter term. In the branch continuously connected to the positive-mass Schwarzschild--de Sitter spacetime, a regular static region between a black-hole horizon and a cosmological horizon exists precisely when \[
-\frac{1}{3}<βγ<\frac{2}{3},
\qquad
0<κ<\frac{1+3βγ}{27β^{2}}. \] In this window the singularity at the origin is hidden, the two positive horizons obey $0| 共形ワイル重力における静的ブラックホールは、アインシュタイン重力におけるブラックホールとは単純だが重要な点で異なっている。 マンハイム・カザナス幾何学は、シュワルツシルト・ド・ジッター時空よりも動径依存性が豊かなバッハ平坦なラプス関数に符号化されている。 我々は、特性線形項と二次ド・ジッター項を保持したまま、シュワルツシルトゲージにおけるこの解のド・ジッター分岐を研究する。 正質量シュワルツシルト・ド・ジッター時空に連続的に接続された分岐では、ブラックホール地平線と宇宙論的地平線の間に規則的な静的領域が存在するのは、まさに次の条件が満たされる場合である。
-\frac{1}{3}<βγ<\frac{2}{3},
\qquad
0<κ<\frac{1+3βγ}{27β^{2}}.このウィンドウでは、原点の特異点は隠されており、2 つの正の地平線は $0 | |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We formulate a global optical-area method for shadows of static, spherically symmetric black holes. For the metric \(ds^{2}=-A(r)dt^{2}+B(r)dr^{2}+C(r)dΩ^{2}\), spherical sections of the optical geometry have area \(\mathcal{A}_{\rm opt}=4πC/A\). A null ray with impact parameter \(b\) can cross a spherical section only if \(b^{2}\leq C/A\). The capture threshold is fixed by the infimum of \(C/A\) on the connected interval between the observer and the black hole horizon. When attained at an interior point, the infimum gives \(b_{\rm sh}^{2}=\min(C/A)\), while a static observer outside the controlling minimum, on the inward-sky branch, measures \(\sin^{2}α_{\rm sh}=\mathcal{A}_{*}/ \mathcal{A}_{\rm opt}(r_{\rm o})\). The usual photon-sphere equation follows when the minimum occurs at a smooth interior point. Exponential instability additionally requires the minimum to be nondegenerate. The local optical-radius and photon-sphere formulas are established results. Our contribution is to organize them into an observer-to-horizon global selection rule that compares all stationary candidates and relevant endpoint limits. The radial function \(B(r)\) does not affect the shadow angle, although it enters the coordinate-time instability rate, whose numerical value also depends on the normalization of the static time coordinate. We derive compact first- and second-order formulas for deformed metrics, demonstrate candidate comparison with a synthetic two-minimum profile, and apply the construction to Reissner--Nordström, Bardeen, charged dilaton, and Kottler black holes. An explicit transformation of the charged-dilaton example from a nonareal to an areal radial coordinate verifies radial-coordinate invariance, while the Kottler example probes a nonasymptotically flat static region. | 静的で球対称なブラックホールの影に対するグローバルな光学面積法を定式化する。 計量 \(ds^{2}=-A(r)dt^{2}+B(r)dr^{2}+C(r)dΩ^{2}\) の場合、光学幾何学の球面セクションの面積は \(\mathcal{A}_{\rm opt}=4πC/A\) である。 衝突パラメータ \(b\) を持つヌル光線は、\(b^{2}\leq C/A\) の場合にのみ球面セクションを横切ることができる。 捕捉閾値は、観測者とブラックホールの事象の地平線の間の連結区間における \(C/A\) の下限によって固定される。 内部点で達成された場合、下限は \(b_{\rm sh}^{2}=\min(C/A)\) を与え、制御最小値の外側の内向きスカイブランチ上の静的観測者は \(\sin^{2}α_{\rm sh}=\mathcal{A}_{*}/ \mathcal{A}_{\rm opt}(r_{\rm o})\) を測定します。 最小値が滑らかな内部点で発生する場合、通常の光子球方程式が続きます。 指数不安定性には、最小値が非退化であることも必要です。 局所光学半径と光子球の公式は確立された結果です。 私たちの貢献は、すべての静止候補と関連する終点限界を比較する観測者から地平線へのグローバル選択ルールにそれらを整理することです。 動径関数 \(B(r)\) は影の角度には影響しませんが、座標時間不安定率に入り、その数値は静的時間座標の正規化にも依存します。 変形計量に対する簡潔な一次および二次公式を導出し、合成された2つの最小値プロファイルとの候補比較を示し、この構成をライスナー・ノルドストローム、バーディーン、荷電ダイラトン、およびコットラーブラックホールに適用する。 荷電ダイラトンの例を非面積的な動径座標から面積的な動径座標に明示的に変換することで、動径座標の不変性を検証し、コットラーの例では漸近的に平坦ではない静的領域を調査する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we investigate the cosmological reconstruction of $f(Q, T)$ gravity, where $Q$ is the non-metricity scalar and $T$ is the trace of the energy-momentum tensor. We consider the functional form $f(Q,T)=f(Q)+λT$ and reconstruct explicit forms of $f(Q)$ corresponding to the $Λ$CDM expansion history in Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (FLRW) universe. By employing the matter conservation equation and expressing the cosmological quantities in terms of $Q$, the reconstruction problem is formulated as a first-order linear differential equation for $f(Q)$. Analytical solutions for $f(Q)$ are obtained for various matter configurations, including dust-like matter, a perfect fluid with equation-of-state parameter $ω=-1/3$, and a nonisentropic perfect fluid with a time-dependent barotropic index. Additionally, an e-folding formulation of the reconstruction is considered to examine the cosmological evolution in terms of the e-folding parameter. The resulting forms of $f(Q)$ confirm that the $Λ$CDM expansion history can be successfully realized within the $f(Q,T)$ framework across diverse matter sectors. | 本研究では、$f(Q, T)$重力の宇宙論的再構成を調査する。 ここで、$Q$は非計量スカラー、$T$はエネルギー運動量テンソルのトレースである。 関数形式$f(Q,T)=f(Q)+λT$を考慮し、フリードマン・ルメートル・ロバートソン・ウォーカー（FLRW）宇宙における$Λ$CDM膨張履歴に対応する$f(Q)$の明示的な形式を再構成する。 物質保存方程式を用い、宇宙論的量を$Q$で表すことにより、再構成問題は$f(Q)$に関する1階線形微分方程式として定式化される。 ダスト状物質、状態方程式パラメータ$ω=-1/3$を持つ完全流体、時間依存のバロトロピック指数を持つ非等エントロピー完全流体など、さまざまな物質構成に対して、$f(Q)$の解析解が得られる。 さらに、再構成のe-folding定式化を検討し、e-foldingパラメータの観点から宇宙論的進化を検証する。 得られたf(Q)の形式は、ΛCDM膨張史が、多様な物質セクターにわたってf(Q,T)の枠組み内でうまく実現できることを裏付けている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We determine the complete solution set of the conformally flat isotropic pure Lovelock field equations for every order $N\ge2$ and every admissible dimension $d\ge2N+1$. Conformal flatness and pressure isotropy combine into a single identity that factorises exactly, splitting the solutions into two branches. The first is the constant-density Schwarzschild interior, which persists at every order with both metric potentials keeping their Einstein form. The second has no Einstein counterpart and is governed by the single dimension--order parameter $k=(d-2N)/[4(1-N)]$; we obtain its physically admissible orbit in explicit closed parametric form, both potentials included. A phase-space analysis on the projective line shows that no solution of this branch has a pressure-free boundary at finite radius, so only the Schwarzschild branch can describe a bounded star. The second instead loses all memory of its central data and relaxes onto a pure Lovelock isothermal sphere with $ρ\propto r^{-2N}$, a higher-curvature analogue of the singular isothermal halo, which we show to be the attractor of the whole family, approached at the closed-form rate $λ_*=-(d-2)/(d-2N)$ and with limiting equation of state fixed by $(d,N)$ alone. We prove that $p/ρ$ increases monotonically outward there, and that of the two regular-centre orientations only one is admissible. Since $k$ is rational the spatial potential is algebraic of degree $u+v$, where $2k=-u/v$; radical inversion is guaranteed for degree at most four, while four representative cases have full symmetric Galois group. | 我々は、すべての次数 $N\ge2$ およびすべての許容次元 $d\ge2N+1$ に対して、共形的に平坦な等方性純粋ラブロック場方程式の完全な解集合を決定する。 共形的な平坦性と圧力の等方性は、正確に因数分解される単一の恒等式に結び付けられ、解を 2 つの分岐に分ける。 1 つ目は、すべての次数で持続する一定密度のシュワルツシルト内部であり、両方の計量ポテンシャルはアインシュタイン形式を維持する。 2 つ目はアインシュタインの対応物がなく、単一の次元-次数パラメータ $k=(d-2N)/[4(1-N)]$ によって支配される。 我々は、両方のポテンシャルを含む、物理的に許容される軌道を明示的な閉じたパラメトリック形式で得る。 射影線上の位相空間解析により、この分岐の解は有限半径で圧力のない境界を持たないことが示され、したがってシュワルツシルト分岐のみが有界星を記述できる。 2 番目は中心データの記憶をすべて失い、$ρ\propto r^{-2N}$ の純粋な Lovelock 等温球に緩和します。 これは、特異等温ハローの高曲率類似物であり、全族のアトラクターであることが示されており、閉形式の速度 $λ_*=-(d-2)/(d-2N)$ で近づき、限界状態方程式は $(d,N)$ のみで固定されます。 我々は、$p/ρ$ がそこで単調に外側に増加し、2 つの正則中心方向のうち 1 つだけが許容されることを証明します。 $k$ は有理数であるため、空間ポテンシャルは次数 $u+v$ の代数であり、$2k=-u/v$ です。 次数が最大 4 の場合にラジカル反転が保証され、4 つの代表的なケースは完全な対称ガロア群を持ちます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We examine analytically the restricted 3-body problem in general relativity for a set of extremally charged black holes. We apply the method of Ferrell and Eardley, which consists in perturbing the Majumdar-Papapetrou solution that describes a static set of such black holes. We extend the method from a pair of black holes to a triplet. We compare the motion of a test particle and a small black hole in the field of a rotating black-hole binary and discover a repulsive self-force acting upon the third black hole. | 本稿では、極端に電荷を帯びたブラックホールの集合について、一般相対性理論における制限三体問題を解析的に検討する。 フェレルとアードリーの方法を適用する。 この方法は、そのようなブラックホールの静的な集合を記述するマジュムダール・パパペトルー解を摂動させるものである。 我々は、この方法をブラックホールのペアからトリプレットへと拡張する。 回転するブラックホール連星系の場における試験粒子と小さなブラックホールの運動を比較し、3番目のブラックホールに作用する斥力的な自己力を発見する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| X-ray reflection spectroscopy is an established probe of black hole (BH) spin and accretion geometry, and many studies have examined its systematic uncertainties. In this work, we explore a possible environmental effect associated with compact dark matter (DM) halos. We adopt numerical BH-DM spacetimes and perform general-relativistic ray-tracing calculations to generate broadened Fe\, K$α$ line profiles. For the configurations studied here, compact DM halos shift the lines toward lower observed energies relative to their Kerr counterparts. We fit the simulated profiles with standard Kerr models and find that the inferred spin and inclination can differ from their input values; in some cases, the spin is overestimated. These results suggest that compact DM halos may introduce an additional uncertainty in reflection-based measurements. Conversely, reflection models that include the environment could ultimately help constrain key halo parameters, such as its mass and characteristic scale, complementing gravitational-wave probes. | X線反射分光法は、ブラックホール（BH）のスピンと降着構造を調べるための確立された手法であり、多くの研究でその系統的不確実性が検証されてきました。 本研究では、コンパクトな暗黒物質（DM）ハローに関連する可能性のある環境効果を探ります。 数値的なBH-DM時空を採用し、一般相対論的光線追跡計算を実行して、広がりを持つFe、Kα線プロファイルを生成します。 ここで研究した構成では、コンパクトなDMハローは、カーモデルで得られたものと比較して、観測される線を低エネルギー側にシフトさせます。 シミュレーションされたプロファイルを標準的なカーモデルでフィッティングしたところ、推定されるスピンと傾斜角は入力値と異なる場合があり、場合によってはスピンが過大評価されることがわかりました。 これらの結果は、コンパクトなDMハローが反射に基づく測定にさらなる不確実性をもたらす可能性があることを示唆しています。 逆に、環境を考慮した反射モデルは、最終的にはハローの質量や特徴的なスケールなどの主要なハローパラメータを制約するのに役立ち、重力波プローブを補完する可能性があります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the relativistic dynamics of network nonlocality in general $n$-local networks with chain and star topologies using the Unruh-DeWitt detector model. We show that the relativistic degradation of network nonlocality is strongly governed by the underlying topology. While chain networks suffer an irreversible sudden death of non-$n$-locality under relativistic motion, star networks exhibit remarkable resilience against relativistic decoherence. Most strikingly, a minimal star network with three peripheral nodes exhibits a remarkable sudden death-sudden birth transition of network nonlocality as the acceleration increases. This reentrant behavior reveals a dual role of the Unruh effect: it can both suppress and protect network nonlocality, offering a new perspective on the relativistic effects of acceleration on quantum networks. For larger star networks ($n>3$), non-$n$-local correlations persist over the entire acceleration regime. These insights provide valuable conceptual guidance for the structural optimization and design of acceleration-resilient architectures for future relativistic quantum communication and sensing protocols. | 本研究では、Unruh-DeWitt検出器モデルを用いて、鎖型および星型トポロジーを持つ一般的な$n$局所ネットワークにおけるネットワーク非局所性の相対論的ダイナミクスを調査する。 ネットワーク非局所性の相対論的劣化は、基となるトポロジーに強く影響されることを示す。 鎖型ネットワークは相対論的運動下で非$n$局所性が不可逆的に突然消滅するのに対し、星型ネットワークは相対論的デコヒーレンスに対して顕著な耐性を示す。 特に注目すべきは、周辺ノードが3つしかない最小の星型ネットワークでは、加速が増加するにつれてネットワーク非局所性が突然消滅・突然誕生するという顕著な遷移を示すことである。 この再突入挙動は、Unruh効果の二重の役割、すなわちネットワーク非局所性を抑制および保護する役割を明らかにし、量子ネットワークに対する加速の相対論的影響に関する新たな視点を提供する。 より大きな星型ネットワーク（$n>3$）では、非$n$局所相関は加速領域全体にわたって持続する。 これらの知見は、将来の相対論的量子通信およびセンシングプロトコルのための、加速度に強いアーキテクチャの構造最適化と設計において、貴重な概念的指針を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The detection of a stochastic gravitational-wave background (SGWB) is a primary science objective for the Laser Interferometer Space Antenna (LISA). However, extracting these signals is difficult because both the signal and the instrumental noise are stochastic and overlapping in the millihertz band. In this work, we present a Bayesian framework for the joint estimation of LISA noise and SGWB signals. Our approach models the LISA instrumental noise using flexible log-penalized splines, employing a roughness penalty to prevent overfitting while maintaining computational efficiency. For the SGWB, we compare a power-law model with a spline-based model and study how the choice of signal model and noise prior affects signal recovery and detection. Using simulated LISA data, we find that the power-law model gives tighter estimates when the signal follows the assumed shape. However, it fails to recover a localized spectral feature that is not described by a power law, causing the signal to be absorbed by the instrumental-noise spline. The fully spline-based model is less restrictive and successfully recovers such features. We also find that stronger prior information about the test-mass noise helps reduce the degeneracy between the noise and SGWB models at low frequencies, improving signal detection. These results reflect a single trade-off: added model flexibility reduces sensitivity when the assumed signal shape is correct, and prevents bias when it is not. | 確率的重力波背景放射（SGWB）の検出は、レーザー干渉計宇宙アンテナ（LISA）の主要な科学目標です。 しかし、信号と機器ノイズの両方が確率的でミリヘルツ帯で重なり合っているため、これらの信号を抽出するのは困難です。 本研究では、LISAノイズとSGWB信号の同時推定のためのベイズフレームワークを提案します。 このアプローチでは、柔軟な対数ペナルティ付きスプラインを使用してLISA機器ノイズをモデル化し、計算効率を維持しながら過学習を防ぐために粗さペナルティを採用しています。 SGWBについては、べき乗則モデルとスプラインベースのモデルを比較し、信号モデルとノイズ事前分布の選択が信号の回復と検出にどのように影響するかを調べます。 シミュレーションされたLISAデータを使用して、信号が想定された形状に従う場合、べき乗則モデルの方がより精度の高い推定値を与えることがわかりました。 しかし、べき乗則で記述されない局所的なスペクトル特性を回復できず、信号が機器ノイズスプラインに吸収されてしまいます。 完全スプラインベースのモデルは制約が少なく、このような特徴をうまく再現します。 また、テストマスノイズに関する事前情報が充実していると、低周波数域におけるノイズモデルとSGWBモデル間の縮退が軽減され、信号検出が改善されることも分かりました。 これらの結果は、一つのトレードオフを反映しています。 すなわち、モデルの柔軟性を高めることで、想定される信号形状が正しい場合には感度が低下し、そうでない場合にはバイアスを防ぐことができるということです。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Short tensor modes can generate a white noise contribution to the local scalar $K=8πGρ/3-θ^2/9$, but this does not induce an infrared-enhanced adiabatic curvature spectrum. For a conserved causal source, analyticity of the longitudinal velocity correlator requires $P_V=\mathcal O(k^2)$, hence $P_{\mathcal R}=\mathcal O(k^0)$ and $Δ_{\mathcal R}^2=\mathcal O(k^3)$, excluding the $Δ_{\mathcal R}^2\propto k^{-1}$ relic. We also construct a conserved conversion of radiation into gravitational waves: the white field resides in a compensated entropy mode, and the fluid response cancels the slowly decaying $a^{-2}$ relic. Adiabatic bounds on such sources are therefore source- and matching-dependent. | 短いテンソルモードは、局所スカラー $K=8πGρ/3-θ^2/9$ にホワイトノイズ寄与を生成する可能性がありますが、これは赤外線増強断熱曲率スペクトルを誘発しません。 保存因果源の場合、縦方向速度相関関数の解析性には $P_V=\mathcal O(k^2)$ が必要であり、したがって $P_{\mathcal R}=\mathcal O(k^0)$ および $Δ_{\mathcal R}^2=\mathcal O(k^3)$ となり、$Δ_{\mathcal R}^2\propto k^{-1}$ の残存は除外されます。 また、放射から重力波への保存変換を構築します。 ホワイトフィールドは補償エントロピーモードに存在し、流体応答はゆっくりと減衰する $a^{-2}$ の残存を打ち消します。 したがって、このような源の断熱境界は、源とマッチングに依存します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Higher-curvature terms modify the action but do not necessarily generate new vacuum geometries on the branch perturbatively connected to GR. We develop a first-order framework for static, spherical vacuum black holes in 4D metric theories with $\mathcal L_{\mathrm{grav}}=R/2+λΨ(R,X,Y)$, $X=R_{μν}R^{μν}$, and $Y=R_{μνρσ}R^{μνρσ}$. On the coupling-analytic branch, purely Ricci-based terms $Ψ(R,X)$, analytic in curvature with $Ψ(0,0)=0$, do not deform a Ricci-flat background under adopted regularity and boundary assumptions. Riemann-dependent terms can, since Kretschmann scalar is nonzero. In areal-radius gauge, we derive model-independent first-order expressions for the horizon shift, ISCO, epicyclic frequencies, periapsis advance, photon sphere, critical shadow impact parameter, Wald entropy, and Hawking temperature. For $Ψ_η=\ell_λ^{-2+4η}\mathcal G^η$, treating noninteger powers as phenomenological parametrizations of nonlinear curvature, we obtain a closed first-order Schwarzschild-connected solution. Perturbations decay for $η>1/2$, while fixed-ADM interpretation requires $η>2/3$; at $η=2/3$, sourced $1/r$ term mixes with asymptotic mass mode. For positive effective coupling, the horizon, ISCO, photon sphere, and critical shadow impact parameter increase for $2/3<η<1$ and decrease for $η>1$. On the fixed-ADM branch, mass, Wald entropy, and Hawking temperature satisfy $dM=T_H,dS_{\rm W}$ to first order at fixed couplings. At $η=1$, the linear 4D Gauss--Bonnet term leaves local geometry and geodesic observables unchanged but adds a constant topological entropy shift. Finally, an Event Horizon Telescope-inspired shadow-size criterion gives a conservative first-order sensitivity estimate for the effective dimensionless coupling, a geometric consistency test rather than a complete observational constraint. | 高曲率項は作用を修正しますが、GR に摂動的に接続された分岐で新しい真空幾何学を生成するとは限りません。 $\mathcal L_{\mathrm{grav}}=R/2+λΨ(R,X,Y)$、$X=R_{μν}R^{μν}$、および $Y=R_{μνρσ}R^{μνρσ}$ の 4D 計量理論における静的な球形真空ブラックホールの一次フレームワークを開発します。 結合解析分岐では、純粋にリッチに基づく項 $Ψ(R,X)$ は、曲率に関して解析的で $Ψ(0,0)=0$ であり、採用した正則性および境界仮定の下でリッチ平坦な背景を変形しません。 クレッチマン スカラーがゼロでないため、リーマン依存項は変形する可能性があります。 面積半径ゲージでは、地平線シフト、ISCO、エピサイクリック周波数、近点前進、光子球、臨界シャドウインパクトパラメータ、ワルドエントロピー、およびホーキング温度のモデルに依存しない一次表現を導出します。 $Ψ_η=\ell_λ^{-2+4η}\mathcal G^η$ の場合、非整数べきを非線形曲率の現象論的パラメータ化として扱うと、閉じた一次シュワルツシルト連結解が得られます。 摂動は $η>1/2$ で減衰しますが、固定ADM解釈では $η>2/3$ が必要です。 $η=2/3$ では、ソース $1/r$ 項が漸近質量モードと混合します。 正の有効結合の場合、地平線、ISCO、光子球、および臨界シャドウインパクトパラメータは、$2/3<η<1$ で増加し、$η>1$ で減少します。 固定ADM分岐では、質量、ワルドエントロピー、ホーキング温度は、固定結合定数において、$dM=T_H,dS_{\rm W}$ を一次の精度で満たします。 $η=1$ の場合、線形4次元ガウス・ボンネ項は、局所的な幾何学と測地線観測量を変化させませんが、一定の位相エントロピーシフトを加えます。 最後に、イベントホライズンテレスコープに着想を得たシャドウサイズ基準は、有効な無次元結合定数に対する保守的な一次感度推定値を与えます。 これは、完全な観測制約ではなく、幾何学的整合性テストです。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we investigate the worldline deviation of spinning test particles in a weak gravitational wave (GW) spacetime. Within the pole-dipole approximation and the Tulczyjew spin supplementary condition, we consider the modified deviation equation, which contains the standard geodesic deviation term and an additional contribution generated by the Mathisson-Papapetrou-Dixon (MPD) force. We demonstrate how the deviation equation can be solved under viable approximations to yield a new expression for the change in the deviation vector in terms of the perturbation $h_{ij}$, its time derivative, the spin vector components and the longitudinal and transverse components of the deviation. The spin-curvature coupling is shown to play a crucial role in controlling the change in deviation. We then use this result to investigate the changes in the form and expressions of the net GW signal as well as our understanding of GW memory, in the presence of spin. We conclude with our attempts on the measurability of this spin-induced effect \emph{vis-a-vis} present GW observations. | 本研究では、弱い重力波（GW）時空におけるスピンする試験粒子の世界線偏差を調査する。 極双極子近似とTulczyjewスピン補足条件の下で、標準的な測地線偏差項とMathisson-Papapetrou-Dixon（MPD）力によって生成される追加の寄与を含む修正偏差方程式を考察する。 偏差方程式を適切な近似の下で解くことで、摂動$h_{ij}$、その時間微分、スピンベクトル成分、および偏差の縦方向成分と横方向成分を用いて偏差ベクトルの変化を表す新しい式が得られることを示す。 スピン曲率結合が偏差の変化を制御する上で重要な役割を果たすことを示す。 次に、この結果を用いて、スピンが存在する場合の正味のGW信号の形状と表現の変化、およびGWメモリに関する我々の理解について調査する。 最後に、現在の重力波観測と照らし合わせて、このスピン誘起効果の測定可能性についての我々の試みについて述べます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This work investigates whether the trace anomaly can diagnose the stellar response to a topological scalar field in tensor multi-scalar gravity. Eleven cold tabulated equations of state (EoSs) were examined, with six retained after general relativistic (GR) thermodynamic and causality checks. Their fiducial topological configurations were compared with the corresponding GR models under complementary matching prescriptions. After controlling for stellar mass and EoS dependence, the GR trace source strength $S_T$ remained strongly correlated with the topological mass response, with a partial Spearman coefficient $ρ=0.975$. Near $1.4\,M_\odot$, the topological configurations were systematically more compact, with Jordan frame radius reductions of $6.7$--$8.7\%$ at fixed baryonic mass and $0.87$--$1.29\,\mathrm{km}$ at fixed gravitational mass. These shifts are comparable to current uncertainties from the Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) and produce source dependent observational effects. Despite the global deformation, the interior effective source remained matter dominated, with a median topological contribution of about $0.8\%$. The GR matter trace therefore emerges as a useful diagnostic of the fiducial topological stellar response. | この研究では、トレース異常がテンソル多重スカラー重力における位相スカラー場に対する恒星の応答を診断できるかどうかを調査した。 11個の低温表形式状態方程式（EoS）を調べ、一般相対論（GR）熱力学と因果律のチェックの後、6個を残した。 それらの基準位相構成を、相補的なマッチング処方の下で対応するGRモデルと比較した。 恒星質量とEoS依存性を制御した後、GRトレース源強度$S_T$は位相質量応答と強い相関関係を示し、部分スピアマン係数$ρ=0.975$であった。 $1.4\,M_\odot$付近では、位相構成は系統的にコンパクトになり、固定バリオン質量ではジョーダンフレーム半径が$6.7$〜$8.7\%$、固定重力質量では$0.87$〜$1.29\,\mathrm{km}$減少した。 これらの変化は、中性子星内部組成探査機（NICER）による現在の不確実性と同程度であり、観測源に依存する影響を生じさせる。 全体的な変形にもかかわらず、内部の実効的な源は物質が支配的であり続け、トポロジー的寄与の中央値は約0.8%であった。 したがって、一般相対性理論の物質トレースは、基準となるトポロジー的恒星応答の有用な診断指標として現れる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study semiclassical tunneling in scalar field theories with slowly evolving homogeneous backgrounds. We formulate the problem by combining tadpole subtraction with an adiabatic expansion: the former maps the rolling system to an instantaneous multi-field tunneling problem, while the latter systematically tracks the slow evolution of the background. This formulation is particularly useful for tunneling during slow-roll inflation, where the tunneling direction may be transverse to the rolling inflaton direction. For a time-reflection-symmetric bounce on a fixed on-shell geometry, we show that the real tunneling exponent receives no direct correction linear in the rolling velocity. The tunneling rate nevertheless drifts along the rolling trajectory because the frozen tadpole-subtracted potential evolves. We also find that the exponent approaches a finite but nonanalytic limit as the tangential curvature vanishes, suggesting that a weakly tachyonic tangential direction can yield an exponent of the same order. | 本研究では、ゆっくりと進化する均質な背景を持つスカラー場理論における半古典的トンネル効果を研究する。 この問題は、オタマジャクシ減算と断熱展開を組み合わせることで定式化する。 前者は回転系を瞬間的な多場トンネル問題に写像し、後者は背景のゆっくりとした進化を体系的に追跡する。 この定式化は、トンネル方向が回転インフラトンの方向と直交する可能性がある、スローロールインフレーション中のトンネル効果に特に有効である。 固定されたオンシェル形状上での時間反射対称バウンスの場合、実際のトンネル指数は回転速度に比例する直接的な補正を受けないことを示す。 しかしながら、凍結されたオタマジャクシ減算ポテンシャルが進化するため、トンネル率は回転軌道に沿ってドリフトする。 また、接線曲率がゼロになるにつれて指数が有限だが非解析的な極限に近づくことも明らかにし、弱いタキオン的な接線方向が同程度の指数をもたらす可能性を示唆する。 |