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| Original Text | 日本語訳 |
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| Testing the horizon properties of astrophysical black holes is a central goal of gravitational-wave astronomy. The recently identified Direct Wave (DW), a prompt non-quasinormal component of GW250114, provides a new probe of near-horizon physics. While it remains unclear whether the DW itself carries horizon information, we show that it enables a novel null test of horizon reflectivity. If the remnant is an exotic compact object (ECO) with a partially reflecting surface, inward plunge radiation is reflected and leaks back through the gravitational potential barrier, producing a delayed DW echo whose amplitude is set by the surface reflectivity ($|\mathcal{R}_s|$). We construct the corresponding echo template, normalized by the observed DW, and search for it in quasinormal-mode-filtered data. We find no evidence for an echo ($\ln\mathcal{B}=-2.9$) and obtain the 90\% credible bound $|\mathcal{R}_s|<0.06$, corresponding to a reflected energy fraction below $0.4\%$, for surfaces from $0.1\, M_f$ to a Planck length from the would-be horizon. Our method thus turns the prompt ringdown signal into a direct test of horizon reflectivity. | 天体ブラックホールの地平線特性を検証することは、重力波天文学の中心的な目標である。 最近特定された直接波（DW）は、GW250114の即発非準正規成分であり、地平線近傍の物理を調査する新たな手段を提供する。 DW自体が地平線情報を持っているかどうかは依然として不明であるが、我々は、DWが地平線反射率の新しいヌルテストを可能にすることを示す。 残骸が部分的に反射する表面を持つエキゾチックコンパクト天体（ECO）である場合、内向きに突入する放射は反射され、重力ポテンシャル障壁を通過して漏れ戻り、表面反射率（$|\mathcal{R}_s|$）によって振幅が決まる遅延DWエコーを生成する。 我々は、観測されたDWで正規化された対応するエコーテンプレートを作成し、準正規モードフィルタリングされたデータでそれを探索する。 エコーの証拠は見つからず（$\ln\mathcal{B}=-2.9$）、地平線から$0.1\, M_f$からプランク長までの表面に対して、90%信頼区間$|\mathcal{R}_s|<0.06$が得られました。 これは、反射エネルギーの割合が$0.4\%$未満であることを意味します。 このように、私たちの手法は、即発リングダウン信号を地平線の反射率の直接的なテストに変えます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Gravitational waves from vacuum first-order phase transitions probe the nonlinear dynamics of relativistic bubble collisions. Predicting their spectrum requires resolving Lorentz-contracted scalar bubble walls throughout a volume containing many bubbles, making the large-boost regime prohibitively expensive for direct lattice simulations. We develop a simulation-based pairwise surrogate that separates the microscopic collision dynamics from the geometry of the multi-bubble transition. This utilizes symmetry-reduced $(1+1)$-dimensional scalar-field simulations to build a library of two-bubble gravitational-wave spectra, including the nonlinear post-collision evolution. These spectra are combined with geometric weights that account for screening by other bubbles. We test the two-bubble spectra and the reconstructed spectra of three- and many-bubble systems against full $(3+1)$-dimensional lattice simulations. Not only can the surrogate be orders of magnitude cheaper computationally, but it also provides access to highly relativistic collisions beyond the practical reach of direct many-bubble simulations. This provides a route to studying how the spectral amplitude and shape depend on the collision boost and scalar potential. | 真空の一次相転移から生じる重力波は、相対論的バブル衝突の非線形ダイナミクスをプローブします。 そのスペクトルを予測するには、多数のバブルを含む体積全体にわたってローレンツ収縮したスカラーバブル壁を解像する必要があり、大きなブースト領域では直接格子シミュレーションの計算コストが非常に高くなります。 そこで、シミュレーションに基づくペアワイズサロゲートを開発し、微視的な衝突ダイナミクスを多重バブル遷移の幾何学から分離します。 これは、対称性を削減した$(1+1)$次元スカラー場シミュレーションを利用して、非線形衝突後進化を含む2バブル重力波スペクトルのライブラリを構築します。 これらのスペクトルは、他のバブルによる遮蔽を考慮した幾何学的重みと組み合わされます。 2バブルスペクトルと、3バブルおよび多バブルシステムの再構成スペクトルを、完全な$(3+1)$次元格子シミュレーションと比較します。 代替モデルは計算コストが桁違いに安いだけでなく、直接的な多泡シミュレーションでは実用的に不可能な、極めて相対論的な衝突へのアクセスも可能にする。 これにより、スペクトル振幅と形状が衝突ブーストとスカラーポテンシャルにどのように依存するかを研究する道が開かれる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct higher-dimensional swirling spacetimes in vacuum General Relativity using the hidden symmetries of the dimensionally reduced theory. Working directly with the coset-space formulation, we perform in five dimensions a reduction along the two independent axial Killing vectors, obtaining an $SL(3,\mathbb{R})/SO(3)$ sigma model and a genuinely five-dimensional background with two independent swirling parameters. The same transformation yields doubly swirling Schwarzschild--Tangherlini and Myers--Perry geometries. A distinctive feature of the new background is its multidirectional asymptotic structure. Correlated radial-angular limits reveal directional curvature singularities that are invisible in the usual large-radius limit at fixed angle. We further exhibit causal geodesics that reach such singular asymptotic ends in finite affine parameter. Finally, we describe the maximally axial extension of this construction to higher dimensions: five dimensions are maximal for an entirely axial reduction to three dimensions, while six dimensions admit an additional nontrivial translational deformation, with further dimensions contributing only flat spectator directions. | 我々は、次元縮小理論の隠れた対称性を用いて、真空一般相対性理論における高次元渦巻時空を構築する。 剰余空間定式化を直接用いて、5次元において2つの独立した軸方向キリングベクトルに沿って次元縮小を行い、$SL(3,\mathbb{R})/SO(3)$シグマモデルと、2つの独立した渦巻パラメータを持つ真の5次元背景を得る。 同じ変換により、二重渦巻シュワルツシルト-タンゲリーニ幾何学とマイヤーズ-ペリー幾何学が得られる。 新しい背景の特徴は、その多方向漸近構造である。 相関のある半径-角度極限は、固定角度における通常の大きな半径極限では見えない方向曲率特異点を明らかにする。 さらに、有限アフィンパラメータでそのような特異な漸近端に到達する因果測地線を示す。 最後に、この構造をより高い次元に最大限軸方向に拡張した例を説明します。 5次元は完全に軸方向に縮小して3次元にするための最大次元であり、6次元では非自明な並進変形が許容され、それ以上の次元は平面的な観測方向のみに寄与します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we study the nature of wave packets and their decay behavior in the $κ$-Minkowski space. We employ techniques from singularity theory throughout our analysis. Specifically, we use methods from the theory of Lagrangian singularities and caustics to study the topology of the energy-level manifold. The Newton polyhedron method from the theory of oscillatory integrals is applied to analyze the decay behavior of wave packets. We find that for a generic Hamiltonian in the $κ$-Minkowski space, the associated wave packets exhibit different decay rates depending on the control parameter of the system. When the control parameter takes values on the cusp, the system exhibits decay of order $t^{-1/4}$; otherwise, it exhibits decay of order $t^{-1/2}$. This distinctive behavior of wave packets in the $κ$-Minkowski makes it fundamentally different from commutative spacetime. | 本論文では、κ-ミンコフスキー空間における波束の性質とその減衰挙動を研究する。 解析全体を通して特異点理論の手法を用いる。 具体的には、ラグランジュ特異点と集束点の理論の手法を用いて、エネルギー準位多様体のトポロジーを研究する。 振動積分理論のニュートン多面体法を適用して、波束の減衰挙動を解析する。 κ-ミンコフスキー空間における一般的なハミルトニアンの場合、関連する波束は、システムの制御パラメータに応じて異なる減衰率を示すことがわかった。 制御パラメータがカスプ上の値をとる場合、システムはt^{-1/4}$のオーダーで減衰し、そうでない場合はt^{-1/2}$のオーダーで減衰する。 κ-ミンコフスキー空間における波束のこの独特な挙動は、可換時空とは根本的に異なる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We demonstrate how horizon symmetries of AdS black holes are realised in the hydrodynamic actions for the dynamics of the dual stress tensor. A recent approach for obtaining such actions involves a choice of horizon boundary conditions, and we show that diffeomorphisms that preserve these give rise to symmetries of the corresponding hydrodynamic action. We obtain explicit hydrodynamic actions for small amplitude perturbations of black holes in JT and AdS$_3$ gravity using this approach and demonstrate explicitly the existence of these symmetries. For a natural choice of boundary conditions, the resulting actions manifestly realise gauge symmetries previously proposed for effective theories of maximal chaos. | 本稿では、双対応力テンソルのダイナミクスに対する流体力学的作用において、AdSブラックホールの地平線対称性がどのように実現されるかを示す。 このような作用を得るための最近のアプローチでは、地平線境界条件の選択が用いられており、これらの境界条件を保存する微分同相写像が、対応する流体力学的作用の対称性を生み出すことを示す。 このアプローチを用いて、JT重力およびAdS$_3$重力におけるブラックホールの小振幅摂動に対する明示的な流体力学的作用を得て、これらの対称性の存在を明示的に示す。 境界条件を自然に選択すれば、結果として得られる作用は、最大カオスの有効理論に対して以前に提案されたゲージ対称性を明らかに実現する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Non-Abelian gauge theories above four dimensions may admit an interacting ultraviolet fixed point through the competition between canonical scaling and gauge-field antiscreening. Using the four-loop $\overline{\mathrm{MS}}$ beta function continued to $D=4+2ε$, we determine the largest dimension $D_{\mathrm{pt}}=4+2ε_{\mathrm{pt}}$ below which successive loop corrections to the fixed point remain hierarchically ordered under a specified ratio criterion, and map $D_{\mathrm{pt}}$ over color and flavor numbers for fermions in the fundamental representation of $SU(N)$. At $D=5$, we construct rational anomalous dimensions with a fixed, pole-regularized denominator inspired by the functional renormalization group (fRG). Matching to the $\overline{\mathrm{MS}}$ series through one, two, and three loops produces progressively smaller shifts in the critical flavor number and coupling at the ultraviolet--infrared merger (the point where the infrared and ultraviolet fixed points coincide), yielding $N_f^{\mathrm{cr}}\simeq 2.09 \, N$ at large $N$ in the three-loop construction. This low-order stabilization, together with qualitative evidence from fRG flows including higher gauge operators, suggests a potential merger scenario that bounds the candidate asymptotically safe region in flavor number. The resulting color--flavor map provides guidance for five-dimensional model building by displaying both the baseline perturbative-control boundary and the candidate three-loop merger boundary. Four-loop matching, however, retains an interacting ultraviolet fixed point beyond the three-loop merger boundary, with no merger found for integer $2\le N\le15$ and $0\le N_f/N\le11/2$. The sensitivity of the fixed-point structure to higher-order terms leaves both scenarios open, highlighting fixed-point annihilation as a potential constraint on five-dimensional asymptotic safety. | 4 次元を超える非可換ゲージ理論では、正準スケーリングとゲージ場反遮蔽の競合により、相互作用する紫外固定点が存在する可能性がある。 4 ループ $\overline{\mathrm{MS}}$ ベータ関数を $D=4+2ε$ まで延長して、固定点への連続ループ補正が特定の比率基準の下で階層的に順序付けられる最大の次元 $D_{\mathrm{pt}}=4+2ε_{\mathrm{pt}}$ を決定し、$SU(N)$ の基本表現におけるフェルミオンの色とフレーバー数に $D_{\mathrm{pt}}$ をマッピングする。 $D=5$ では、関数繰り込み群 (fRG) に触発された固定された極正則化分母を持つ有理異常次元を構築する。 1、2、3ループを通して$\overline{\mathrm{MS}}$系列に合わせると、紫外-赤外融合点（赤外固定点と紫外固定点が一致する点）における臨界フレーバー数と結合定数のシフトが徐々に小さくなり、3ループ構成では大きな$N$で$N_f^{\mathrm{cr}}\simeq 2.09 \, N$となる。 この低次安定化は、高次ゲージ演算子を含むfRGフローからの定性的な証拠とともに、フレーバー数における漸近的に安全な領域を限定する可能性のある融合シナリオを示唆している。 結果として得られるカラーフレーバーマップは、ベースライン摂動制御境界と候補となる3ループ融合境界の両方を表示することで、5次元モデル構築の指針となる。 しかしながら、4ループマッチングでは、3ループマージ境界を超えた相互作用する紫外固定点が保持され、整数$2\le N\le15$および$0\le N_f/N\le11/2$に対してマージは見つからなかった。 固定点構造の高次項に対する感度により、どちらのシナリオも未解決のままであり、固定点消滅が5次元漸近安全性の潜在的な制約となる可能性が示唆される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| GW231123 is the most massive binary black hole merger observed to date and one of the most intriguing hierarchical merger candidates in the pair-instability mass gap. Its exceptionally large inferred component spins and remarkably short in-band duration make the source highly sensitive to waveform physics near merger. Here we show that GW231123 is better described as an eccentric binary black-hole merger. We analyse data over 11--448 Hz using the eccentric, spin-precessing effective-one-body waveform model TEOBResumS--Dalí, accounting for detector calibration uncertainty. We measure $e_{5.5\,\mathrm{Hz}}=0.34^{+0.12}_{-0.23}$ at 90\% credibility and obtain a Bayes factor of 10.2 in favour of the eccentric model over its quasi-circular counterpart. GW231123-like injection--recovery studies further show that analyses starting at 20 Hz, as in previous studies, can obscure this eccentricity. Including eccentricity substantially changes the spin inference, weakening the preference for a near-extremal secondary spin and lowering its posterior median to $a_2\simeq0.7$, close to the characteristic spin expected for a black-hole merger remnant. These results provide a coherent dynamical interpretation of GW231123, in which residual eccentricity, a mass-gap black hole, and a remnant-like spin arise naturally from a hierarchical merger channel in a dense environment. | GW231123 は、これまでに観測された中で最も質量が大きい連星ブラックホール合体であり、ペア不安定性質量ギャップにおける最も興味深い階層的合体候補の 1 つです。 推定される構成要素のスピンが非常に大きく、帯域内継続時間が著しく短いことから、このソースは合体付近の波形物理に対して非常に敏感です。 ここでは、GW231123 は偏心した連星ブラックホール合体として記述する方が適切であることを示します。 検出器の較正の不確実性を考慮し、偏心したスピン歳差運動する有効 1 体波形モデル TEOBResumS--Dalí を使用して 11〜448 Hz のデータを分析します。 90% の信頼度で $e_{5.5\,\mathrm{Hz}}=0.34^{+0.12}_{-0.23}$ を測定し、偏心モデルが準円モデルよりも優れていることを示すベイズ因子 10.2 を得ました。 GW231123のような注入・回復研究は、以前の研究と同様に20Hzから始まる解析ではこの偏心率が不明瞭になる可能性があることをさらに示している。 偏心率を含めるとスピン推論が大きく変化し、極値に近い二次スピンへの選好が弱まり、事後中央値がブラックホール合体残骸に期待される特徴的なスピンに近い$a_2\simeq0.7$まで低下する。 これらの結果は、GW231123の一貫した力学的解釈を提供する。 この解釈では、残留偏心率、質量ギャップブラックホール、および残骸のようなスピンは、高密度環境における階層的な合体チャネルから自然に生じる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Autocorrelation in black hole movies encodes the time delays and angular separations between gravitationally lensed images, offering a means of testing the spacetime geometry. Using an orbiting hot spot in the parametrized Johannsen-Psaltis metric with a single deformation parameter, we investigate the ability of lensing-induced correlations to distinguish departures from Kerr. From ray-traced movies, we extract the slope (k) and intercept (b) of an approximately linear secondary ridge in the time-angle autocorrelation map as potential future observables. Variations in the spin and the metric deformation parameter produce distinctive trajectories in the (k,b) plane, allowing the two observables to jointly constrain both parameters when the orbital radius, observer inclination, and orbital angular velocity are specified. By varying the orbital angular velocity, we construct a Kerr reference region in the (k,b) plane, and we find that, for some low-spin configurations with negative deformation parameters, the measured slope-intercept pairs of the secondary peaks lie outside this reference region. This feature appears for sub-Keplerian, Keplerian, and super-Keplerian motion, indicating that secondary-ridge measurements from black hole flare movies have the potential to distinguish non-Kerr signatures. | ブラックホール動画における自己相関は、重力レンズ像間の時間遅延と角度分離を符号化し、時空幾何学を検証する手段を提供する。 単一の変形パラメータを持つパラメータ化されたヨハンセン・プサルティス計量における軌道上のホットスポットを用いて、レンズ効果によって生じる相関がカー効果からの逸脱を区別できるかどうかを調査する。 光線追跡動画から、時間-角度自己相関マップにおけるほぼ直線的な二次リッジの傾き(k)と切片(b)を将来の観測可能な値として抽出する。 スピンと計量変形パラメータの変動は(k,b)平面に特徴的な軌跡を生成し、軌道半径、観測者の傾斜角、軌道角速度が指定されている場合、2つの観測値によって両方のパラメータを同時に制約することができる。 軌道角速度を変化させることで、(k,b)平面内にカー参照領域を構築し、負の変形パラメータを持ついくつかの低スピン配置において、測定された二次ピークの傾きと切片のペアがこの参照領域の外側にあることを発見した。 この特徴は、サブケプラー運動、ケプラー運動、およびスーパーケプラー運動のいずれにも現れることから、ブラックホールフレア動画からの二次リッジ測定は、非カーシグネチャを区別できる可能性を秘めていることが示唆される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In the present work we develop a model--independent method to reveal the underlying patterns of anisotropy and geometry in CMB temperature maps. This method, based on the rho-statistics and a process of mask--sweeping, unveils faint but persistent geometrical and periodic structures characterising the anisotropy of the CMB in a universe with 3-torus topology. We assess that the patterns detected over large ensembles of toroidal maps match geometrically to the layouts of expected circles-in-the-sky. The mask--sweeping method explores the whole CMB over 768 mask orientations. Thus we are able to re-verify the linear relation between L the size of the cubic torus and rho the standard deviation of the normalised variance of the CMB temperature gradient. This confers a finite size s of approximately 3 Hubble lengths to our Universe with toroidal topology. Furthermore, it is shown that the violation of statistical isotropy is so faint that this has almost no influence on the linear relation between rho and L. A topology like the cubic toroidal one imposes to our Universe periodic conditions (that can be seen as periodic boundary conditions) which constrain the global degree of inhomogeneity and a zero average curvature. We demonstrate here that rho is not only a statistical signature of the spatial finiteness and size of our Universe (may its topology be simply or multiply connected) but also outlines the patterns of anisotropy of the CMB with the help of the mask--sweeping process. | 本研究では、CMB温度マップにおける異方性と幾何学的構造の根底にあるパターンを明らかにするための、モデルに依存しない手法を開発しました。 この手法は、ρ統計量とマスク掃引プロセスに基づいており、3トーラス構造を持つ宇宙におけるCMBの異方性を特徴づける、かすかではあるものの持続的な幾何学的構造と周期構造を明らかにします。 多数のトーラスマップで検出されたパターンは、天球上の予想される円の配置と幾何学的に一致すると評価しました。 マスク掃引法は、768のマスク方向にわたってCMB全体を探索します。 これにより、立方体トーラスのサイズLとCMB温度勾配の正規化分散の標準偏差ρとの間の線形関係を再検証することができました。 これは、トーラス構造を持つ宇宙に、ハッブル長の約3倍の有限サイズsを与えるものです。 さらに、統計的等方性の破れは非常に微弱であるため、ρとLの間の線形関係にはほとんど影響がないことが示されています。 立方トーラスのようなトポロジーは、私たちの宇宙に周期的な条件（周期境界条件と見なすことができます）を課し、全体的な不均一性の度合いと平均曲率がゼロになるように制約します。 ここで、ρは私たちの宇宙の空間的有限性とサイズ（そのトポロジーが単連結か多重連結かに関わらず）の統計的特徴であるだけでなく、マスク掃引プロセスを利用してCMBの異方性のパターンも概説していることを示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We classify all diffeomorphism-invariant theories of gravity which possess traced field equations of motion of second order in derivatives. We also prove in the affirmative a conjecture regarding the form of theories constructed algebraically from the Riemann tensor with second-order traced field equations and classify all polynomial quasi-topological gravities with second-order traced field equations. | 本稿では、微分に関して2階のトレース付き場の運動方程式を持つ、微分同相不変な重力理論をすべて分類する。 また、2階のトレース付き場の方程式を持つリーマンテンソルから代数的に構築された理論の形式に関する予想を肯定的に証明し、2階のトレース付き場の方程式を持つすべての多項式準位相的重力を分類する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A massless particle on the circular null geodesic of a Schwarzschild or Kerr black hole radiates gravitational waves at all multipoles $\ell$ with a power that falls off only as $1/\ell$, so that the total instantaneous power is logarithmically divergent. We derive this result analytically from the Zerilli--Regge--Wheeler and Teukolsky equations with a null stress-energy tensor as source, and find that both the power radiated to infinity and the power absorbed by the horizon approach $\dot{E}_\ell\to g(a) κE^2/(M^2\ell)$, where $E$ is the energy of the particle, $M$ the mass of the black hole and $a$ its spin, with $κ=0.063653$ and a spin factor $g(a)$, for which we obtain, for any spin, the closed form $g=27M^2(r_0-M)/[r_0^2(r_0+3M)]$ in terms of the radius $r_0$ of the Kerr light ring. The $1/\ell$ behavior has two causes: the near-resonance of the photon with the quasinormal modes, which prevents any exponential suppression at large $\ell$, and a cancellation in the source that is specific to massless particles, which reduces the power per multipole by a factor $\ell^2$ with respect to a generic source. At leading order half of the radiation falls into the black hole, and we compute the first correction to this equal split in the non-spinning case. The same analysis describes massive particles on orbits close to the light ring, where the mass turns the $1/\ell$ law into an exponential cut-off. We recover the dominant, even-parity term of the geodesic synchrotron radiation formulae for massive particles of Breuer, Ruffini, Tiomno and Vishveshwara (1973), but we find that their odd-parity term is too small by a factor of four. All results are checked against numerical solutions, up to $\ell=12800$ in Schwarzschild and $\ell=800$ in Kerr. | シュワルツシルトブラックホールまたはカーブラックホールの円形ヌル測地線上の質量のない粒子は、すべての多重極$\ell$で重力波を放射し、そのパワーは$1/\ell$に比例して減少するため、全瞬間パワーは対数的に発散します。 我々は、ゼロ応力エネルギーテンソルをソースとするゼリリ・レッジ・ウィーラー方程式とテウコルスキー方程式からこの結果を解析的に導出し、無限遠に放射されるパワーと地平線に吸収されるパワーの両方が $\dot{E}_\ell\to g(a) κE^2/(M^2\ell)$ に近づくことを発見した。 ここで、$E$ は粒子のエネルギー、$M$ はブラックホールの質量、$a$ はそのスピンであり、$κ=0.063653$ で、スピン因子 $g(a)$ は、任意のスピンに対して、カー光リングの半径 $r_0$ に関して閉じた形式 $g=27M^2(r_0-M)/[r_0^2(r_0+3M)]$ を得る。 $1/\ell$ の振る舞いには 2 つの原因があります。 1 つは光子と準正規モードの近共鳴で、大きな $\ell$ で指数関数的な抑制が起こらないこと、もう 1 つは質量のない粒子に特有のソースでの相殺で、一般的なソースと比較して多重極あたりのパワーが $\ell^2$ 倍に減少することです。 主要な次数では放射の半分がブラックホールに落ち込み、スピンしない場合のこの均等分割に対する最初の補正を計算します。 同じ解析は、質量が $1/\ell$ の法則を指数関数的なカットオフに変える、光リングに近い軌道上の質量のある粒子を記述します。 Breuer、Ruffini、Tiomno、および Vishveshwara (1973) の質量のある粒子に対する測地線シンクロトロン放射公式の支配的な偶パリティ項を復元しますが、奇パリティ項は 4 倍小さすぎることがわかりました。 すべての結果は、シュワルツシルトでは$\ell=12800$まで、カーでは$\ell=800$までの数値解と比較して検証されます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Einstein's General Relativity (GR), which has been precisely tested on galaxy and solar system scales, is still poorly constrained in extremely weak gravitational fields (with dimensionless Newtonian potentials of $Φ\sim 10^{-8}$). In this Letter, we propose a new method to probe such a weak-field regime of gravity and measure the spatial curvature generated per unit mass. Specifically, binary microlensing events provide a laboratory to measure the parameterized post-Newtonian (PPN) parameter ($γ$), by combining the lensing mass ($M_{\rm lens}^{\rm GR}$) inferred from microlensing with the dynamical mass ($M_{\rm dyn}$) determined from interferometric astrometry. Astrometric tracking of binary lenses was previously hindered by their faintness and minuscule angular separations (typically a few milliarcseconds). This limitation has been alleviated by the deployment of GRAVITY+, which pushes the instrument's sensitivity and astrometric precision to unprecedented heights. Based on astrometric simulations of the binary microlensing event ASASSN-22av, we directly estimate $γ$ at the precision of ~23%. Such test of GR in the extremely weak-field regime can be further improved to much higher precision (~3%), based on more binary microlensing events with precise determination of the dynamical/lens mass. | 銀河や太陽系のスケールで精密に検証されてきたアインシュタインの一般相対性理論（GR）は、極めて弱い重力場（無次元ニュートンポテンシャルが$Φ\sim 10^{-8}$）では依然として制約が不十分である。 本論文では、このような弱い重力場領域を調査し、単位質量あたりに生成される空間曲率を測定する新しい方法を提案する。 具体的には、連星マイクロレンズ現象は、マイクロレンズから推測されるレンズ質量（$M_{\rm lens}^{\rm GR}$）と干渉計による位置天文学から決定される力学的質量（$M_{\rm dyn}$）を組み合わせることにより、パラメータ化されたポストニュートン（PPN）パラメータ（$γ$）を測定する実験室を提供する。 連星レンズの位置天文学的追跡は、これまでその暗さと微小な角分離（典型的には数ミリ秒角）によって妨げられてきた。 この制約はGRAVITY+の導入によって緩和され、装置の感度と位置天文精度はかつてないほど向上しました。 連星マイクロレンズ現象ASASSN-22avの位置天文シミュレーションに基づき、我々はγを約23%の精度で直接推定しました。 極めて弱い磁場領域におけるこのような一般相対性理論の検証は、力学的質量とレンズ質量の精密な決定を伴う連星マイクロレンズ現象をさらに多く取得することで、より高い精度（約3%）まで向上させることができます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We prove the Hawking and Penrose singularity theorems for Lorentz--Finsler structures of mixed horizontal/vertical regularity $C^{(1,2)}$ in the $C^1$ weighted case and $C^{(1,3)}$ in the unweighted case. At this regularity, geodesics need not be uniquely determined by their initial conditions, and the (weighted) Ricci curvature must be interpreted distributionally. Our approach relies on a two-stage approximation procedure: first, a homogeneity-preserving convolution, which is of independent interest in the broader semi-Riemann--Finsler setting, and second, a causality-adapted approximation à la Chruściel--Grant. In the special case of $C^1$ Lorentzian metrics, our results extend the $C^1$ singularity theorems of Graf to the $C^1$ weighted case. | 我々は、$C^1$ 重み付きの場合の $C^{(1,2)}$ と $C^{(1,3)}$ の混合水平/垂直正則性を持つローレンツ-フィンズラー構造に対するホーキングおよびペンローズの特異点定理を証明する。 この正則性では、測地線は初期条件によって一意に決定される必要はなく、(重み付き) リッチ曲率は分布的に解釈されなければならない。 我々のアプローチは、2 段階の近似手順に基づいている。 1 つ目は、より広いセミリーマン-フィンズラー設定で独立した関心事である均質性保存畳み込み、2 つ目は、クルシエル-グラント流の因果律適応近似である。 $C^1$ ローレンツ計量の特殊な場合、我々の結果は、グラフの $C^1$ 特異点定理を $C^1$ 重み付きの場合に拡張する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the redistribution and directional properties of Gaussian tripartite quantum steering in de-Sitter space within the continuous-variable framework. By expressing the Bunch-Davies vacuum in terms of the open-chart modes through a Bogoliubov transformation, we derive the covariance matrix of the resulting multipartite Gaussian state and analyze both one-to-two and two-to-one steering configurations. We find that de-Sitter curvature generally suppresses the steering initially shared among the accessible modes, but its influence depends strongly on the steering direction. In particular, while some steering configurations undergo sudden death at finite curvature, two-to-one steering toward a nongravitational mode remains finite throughout the parameter range considered, demonstrating a robustness of tripartite steering absent in its bipartite counterpart. Remarkably, the maximum steering asymmetry occurs at the critical point at which steering in one direction undergoes sudden death, marking the transition from two-way to one-way steering. We further show that the de-Sitter gravitational field can generate tripartite steering involving modes separated by the cosmological horizon. Depending on the steering partition, this curvature-induced steering exhibits persistent one-way or asymmetric two-way behavior, as well as a sudden-birth transition from one-way to two-way steering. These results demonstrate that de-Sitter curvature not only degrades preexisting quantum correlations but also redistributes and generates directional multipartite steering across causally disconnected regions. | 連続変数フレームワーク内で、ド・ジッター空間におけるガウス型三体量子ステアリングの再分配特性と方向性特性を調査する。 ボゴリューボフ変換を用いて、バンチ・デイヴィス真空をオープンチャートモードの観点から表現することで、結果として得られる多体ガウス状態の共分散行列を導出し、1対2および2対1のステアリング構成の両方を解析する。 ド・ジッター曲率は、アクセス可能なモード間で最初に共有されるステアリングを一般的に抑制するが、その影響はステアリングの方向に大きく依存することがわかった。 特に、有限曲率で突然消滅するステアリング構成もある一方で、非重力モードへの2対1ステアリングは、検討したパラメータ範囲全体で有限のままであり、二体ステアリングには見られない三体ステアリングの堅牢性を示している。 注目すべきことに、ステアリングの非対称性は、一方向のステアリングが突然消滅する臨界点で最大となり、双方向ステアリングから一方向ステアリングへの遷移を示す。 さらに、ド・ジッター重力場は、宇宙論的地平線によって分離されたモードを含む三者間ステアリングを生成できることを示します。 ステアリングの分割に応じて、この曲率誘起ステアリングは、持続的な一方向または非対称な双方向の挙動を示すとともに、一方向から双方向への突然の遷移も示します。 これらの結果は、ド・ジッター曲率が既存の量子相関を劣化させるだけでなく、因果的に分離した領域全体にわたって方向性のある多者間ステアリングを再分配および生成することを示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Extra spatial dimensions arise naturally in theories beyond four-dimensional general relativity (GR), but direct observational evidence remains elusive. Gravitational waves offer a distinctive probe: geometric projection onto the observable three-dimensional spatial subspace can produce apparent tensor, vector, and scalar polarizations. We consider one additional spatial dimension and a two-mode tensor-wave ansatz for which the projected polarization components are fixed linear combinations of the same two underlying GR tensor waveforms. These components enter the measured strain through the standard detector antenna patterns. A frequency-domain Bayesian analysis of five compact-binary events constrains two rotation angles for two noncommuting orderings of rotations that preserve propagation within the observed subspace. Two events are further analyzed for four orderings that allow propagation to tilt into the extra dimension. For GW250114, the maximum GR quantiles among the tested rotation orderings are $Q_{\mathrm{GR}}\simeq0.6\%$ for the two-angle fits and $Q^{\mathrm{marg}}_{\mathrm{GR}}\simeq4.6\%$ for the three-angle fits after marginalizing over the third angle. Across the full event sample, the GR reference point lies inside the estimated 90% highest-posterior-density region in every case. | 余剰空間次元は、4次元一般相対性理論（GR）を超える理論では自然に生じますが、直接的な観測証拠は得られていません。 重力波は独特なプローブを提供します。 観測可能な3次元空間部分空間への幾何学的投影により、見かけ上のテンソル、ベクトル、およびスカラー偏光が生成されます。 我々は、1つの追加の空間次元と、投影された偏光成分が同じ2つの基礎となるGRテンソル波形の固定線形結合である2モードテンソル波の仮説を検討します。 これらの成分は、標準的な検出器アンテナパターンを介して測定された歪みに現れます。 5つのコンパクトバイナリイベントの周波数領域ベイズ分析により、観測された部分空間内での伝播を維持する2つの非可換回転順序に対して2つの回転角が制約されます。 さらに、2つのイベントについて、余剰次元への伝播を許容する4つの順序を解析します。 GW250114の場合、テストされた回転順序の中で最大のGR分位数は、2角度フィットでは$Q_{\mathrm{GR}}\simeq0.6\%$、3角度フィットでは3番目の角度で周辺化した後で$Q^{\mathrm{marg}}_{\mathrm{GR}}\simeq4.6\%$です。 イベントサンプル全体を通して、GR参照点は、すべての場合において推定された90%最高事後密度領域内にあります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We develop a novel systematic method for constructing exact, static, and asymptotically flat black-hole solutions in shift-symmetric and $Z_2$-symmetric beyond Horndeski theories. In contrast to previous studies, our approach does not rely on the restrictive reciprocal condition $g_{tt}g_{rr}=-1$, allowing for more general geometries characterized by two independent metric functions. The resulting solution space contains two qualitatively distinct types of hair originating from different branches of the theory. One branch is characterized by khronometric hair, while the other by genuine scalar hair. In both, the scalar profile defines a nontrivial preferred foliation, but the shift-symmetry Noether current and the associated propagating degree of freedom are trivial for the former and nonvanishing for the latter. Focusing mainly on the second branch, we derive several distinct families of exact black-hole solutions. In general, these solutions are singular and exhibit primary scalar hair associated with an independent scalar charge. Nevertheless, we demonstrate that they can be regularized to yield regular black-hole or solitonic configurations, for which the scalar hair becomes secondary. We further investigate the stability properties of these solutions under linear perturbations by analyzing the axial sector and the monopole $(\ell=0)$ mode of the even-parity sector. For representative solutions with scalar hair, the perturbative analysis provides evidence for linear stability under the modes considered. | 本稿では、シフト対称性および $Z_2$ 対称性を持つホルンデスキ理論を超えた理論において、厳密で静的かつ漸近的に平坦なブラックホール解を構築するための新しい体系的な手法を開発する。 これまでの研究とは異なり、本手法は制約的な相互条件 $g_{tt}g_{rr}=-1$ に依存しないため、2 つの独立した計量関数によって特徴付けられるより一般的な幾何学が許容される。 結果として得られる解空間には、理論の異なる分岐から生じる、質的に異なる 2 種類のヘアが含まれる。 一方の分岐はクロノメトリックヘアによって特徴付けられ、もう一方は真のスカラーヘアによって特徴付けられる。 どちらの分岐においても、スカラープロファイルは非自明な優先葉層を定義するが、シフト対称性ネーター電流とそれに伴う伝播自由度は、前者では自明であり、後者ではゼロにならない。 主に 2 番目の分岐に焦点を当て、いくつかの異なる厳密なブラックホール解の族を導出する。 一般に、これらの解は特異であり、独立したスカラー電荷に関連付けられた主要なスカラーヘアを示す。 しかしながら、これらの解は正則化することで、スカラーヘアが二次的なものとなる正則ブラックホールまたはソリトン構成が得られることを示す。 さらに、軸セクターと偶パリティセクターのモノポール$(\ell=0)$モードを解析することで、線形摂動下におけるこれらの解の安定性特性を調査する。 スカラーヘアを持つ代表的な解については、摂動解析により、検討したモードの下での線形安定性の証拠が得られる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a spacetime that serves as a horizonless mimicker of extremal black holes. Unlike previously studied mimickers of black holes with non-degenerate horizons, whose geometries are of the wormhole type and consist of two asymptotically flat regions connected by a very long throat, the mimicker of an extremal black hole possesses a single asymptotically flat region at one end and an infinitely long throat at the other. In the throat region, the spacetime approaches the direct-product geometry $M_{1,1} \times S^2$, where $M_{1,1}$ is two-dimensional Minkowski spacetime and $S^2$ is the two-sphere. We investigate scalar-field dynamics and the fate of the Aretakis instability. Although Aretakis-like modes arise in a local analysis of the throat, they do not lead to a physical instability of the mimicker. A scalar perturbation initially localized in the throat gives rise, at late times, to a sequence of signals with a characteristic separation $t_{\rm delay}\sim 1/λ$, where $λ\ll 1$ is a deformation parameter. This timescale is parametrically larger than the echo time $t_{\rm echo}\sim \ln(1/λ)$ characteristic of non-extremal black-hole mimickers. We refer to this sequence as a {\it long-delay signal train}. Geometrically, the periodicity of the long-delay signals is associated with periodic geodesics on $S^2$. We then extend the construction to extremal Kerr. In this case, the throat region approaches a generalized product geometry involving $M_{1,1}$ and a two-dimensional surface $Σ_2$. The corresponding signals are expected to form a quasi-periodic signal train, reflecting the quasi-periodic geodesic motion on $Σ_2$. We also comment on the generalization to wormhole mimickers of non-extremal black holes and on the implications of these results for unitarity in the context of the AdS/CFT correspondence. | 本稿では、極限ブラックホールの地平線なし模倣体として機能する時空を提示する。 これまで研究されてきた、非縮退地平線を持つブラックホールの模倣体は、ワームホール型で、非常に長い喉でつながれた2つの漸近的に平坦な領域から構成されるのに対し、極限ブラックホールの模倣体は、一方の端に1つの漸近的に平坦な領域を持ち、もう一方の端に無限に長い喉を持つ。 喉領域では、時空は直積幾何学 $M_{1,1} \times S^2$ に近づく。 ここで、$M_{1,1}$ は2次元ミンコフスキー時空、$S^2$ は2次元球面である。 我々は、スカラー場のダイナミクスとアレタキス不安定性の運命を調査する。 喉の局所解析ではアレタキスのようなモードが発生するが、それらは模倣体の物理的不安定性にはつながらない。 スロート領域に最初に局在化したスカラー摂動は、後期には、特徴的な間隔 $t_{\rm delay}\sim 1/λ$ を持つ信号列を生じさせる。 ここで、$λ\ll 1$ は変形パラメータである。 この時間スケールは、非極限ブラックホール模倣体のエコー時間 $t_{\rm echo}\sim \ln(1/λ)$ よりもパラメータ的に大きい。 このシーケンスを {\it 長遅延信号列} と呼ぶ。 幾何学的には、長遅延信号の周期性は $S^2$ 上の周期的な測地線に関連付けられる。 次に、この構成を極限カーに拡張する。 この場合、スロート領域は、$M_{1,1}$ と 2 次元表面 $Σ_2$ を含む一般化された積幾何学に近づく。 対応する信号は、$Σ_2$ 上の準周期的な測地線運動を反映した準周期的な信号列を形成すると予想される。 また、非極限ブラックホールのワームホール模倣体への一般化、およびこれらの結果がAdS/CFT対応の文脈におけるユニタリ性に及ぼす影響についても考察する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Dolgov-Kawasaki instability tests the local scalaron response in metric $f(R)$ gravity, but does not determine strong-field horizon dynamics. We separate these questions using $F=f_R$ and the Legendre potential $\mathcal U(F)=FR-f$. The scalaron restoring coefficient is $m_{\rm sc}^2=(F-Rf_{RR})/(3f_{RR})$, whereas exact spherical Wald-area transport identities cancel the scalaron Hessian. Their Einstein-frame interpretation distinguishes longitudinal kinetic focusing from potential-dependent cross-focusing. We prove that, at fixed constant-curvature background with tracefree matter, transport depends only on $(f,f_R)$, while the scalaron mass depends on the independently adjustable $f_{RR}$. Reissner-Nordström in $f(R)=R+αR^2$ gives an exact discriminator: identical background transport coexists with opposite scalaron mass signs. A charged solution with varying $F$ and a cosmological check test the identities beyond this constant-$F$ sector. For a nonzero massive scalaron tail transmitted to a nondegenerate Cauchy horizon, a conditional fixed-background estimate gives a nonintegrable contribution to generalized entropy focusing. This estimate does not establish nonlinear mass inflation or a particular extendibility class. The results provide a layered framework for coupling regularity, background transport, scalaron stability, and nonlinear inner-horizon evolution. | ドルゴフ・カワサキ不安定性は、計量 $f(R)$ 重力における局所的なスカラロン応答を検証しますが、強磁場地平線のダイナミクスは決定しません。 我々は、$F=f_R$ とルジャンドルポテンシャル $\mathcal U(F)=FR-f$ を使用してこれらの問題を分離します。 スカラロン復元係数は $m_{\rm sc}^2=(F-Rf_{RR})/(3f_{RR})$ ですが、厳密な球面ワルド面積輸送恒等式はスカラロンヘッセ行列を打ち消します。 アインシュタインフレームの解釈では、縦方向の運動学的集束とポテンシャル依存のクロス集束を区別します。 我々は、トレースフリー物質を持つ固定された定曲率背景において、輸送は $(f,f_R)$ のみに依存し、スカラロン質量は独立に調整可能な $f_{RR}$ に依存することを証明します。 $f(R)=R+αR^2$ における Reissner-Nordström は、正確な判別式を与えます。 すなわち、同一の背景輸送が、反対のスカラーロン質量符号と共存します。 $F$ を変化させた荷電解と宇宙論的チェックにより、この定数 $F$ セクターを超えた恒等式が検証されます。 非ゼロの質量を持つスカラーロンの尾部が非縮退のコーシー地平線に伝達される場合、条件付き固定背景推定により、一般化エントロピー集束への非積分可能な寄与が得られます。 この推定では、非線形質量インフレーションや特定の拡張クラスは確立されません。 これらの結果は、結合の正則性、背景輸送、スカラーロンの安定性、および非線形内部地平線進化のための階層的な枠組みを提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study FLRW-compatible tensor fields on Friedmann--Lemaître--Robertson--Walker spacetimes in $(D+1)$ dimensions equipped with Levi-Civita connection. We prove that any covariant rank-$N$ tensor field invariant under the spatial homogeneity and isotropy group, with $D>N$, admits a finite decomposition into monomials constructed from the metric tensor $g_{μν}$ and the unit timelike vector $u_μ$, with scalar coefficients depending only on cosmic time. As a direct consequence, any rank-two correction term appearing in an Einstein-like rearrangement of the FLRW background field equations has the effective perfect-fluid form for $D>2$. Thus, the result provides an arbitrary-rank tensorial classification underlying the perfect-fluid structure of modified gravity equations on FLRW backgrounds, complementing existing rank-two universality results. Applications to generalized Friedmann equations and to the geodesic deviation equation in modified gravity are also discussed. | 我々は、レヴィ・チヴィタ接続を備えた$(D+1)$次元のフリードマン・ルメートル・ロバートソン・ウォーカー時空におけるFLRW互換テンソル場を研究する。 空間均質性および等方性群の下で不変な共変ランク$N$テンソル場（$D>N$）は、計量テンソル$g_{μν}$と単位時間的ベクトル$u_μ$から構成される単項式への有限分解が可能であり、そのスカラー係数は宇宙時間のみに依存することを証明する。 その直接的な結果として、FLRW背景場方程式のアインシュタイン型再配置に現れる任意のランク2補正項は、$D>2$の場合に有効な完全流体形式を持つ。 したがって、この結果は、FLRW背景上の修正重力方程式の完全流体構造の根底にある任意のランクのテンソル分類を提供し、既存のランク2普遍性結果を補完する。 一般化フリードマン方程式および修正重力における測地線偏差方程式への応用についても議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We study holographic dark energy models constructed from generalized entropy functionals and local infrared cut-offs. Three entropies (Barrow and the three and five-parameter generalized entropies) are each combined with the Granda-Oliveros (GO) cut-off and two extensions, one adding a $γH^{-2}$ term and one a $γ\ddot{H}/H$ term, the latter raising the dark-energy evolution equation to second order. The nine resulting models are constrained against DESI DR2 BAO, Pantheon+ and a Planck compressed CMB likelihood through an MCMC analysis, and compared using the Akaike and Bayesian information criteria. The Hubble constant is stable across all models. The $H^{-2}$ term is unconstrained in every case, as it becomes relevant only in the far future, and never improves on the GO cut-off. The $\ddot{H}/H$ term, instead, is tightly constrained for Barrow and $S_5$, where it improves the fit substantially, but not for $S_3$. The best fit is obtained for Barrow entropy with the $\ddot{H}/H$ cut-off, yet the Barrow exponent remains compatible with zero in all cases. The data thus favour a higher-order infrared cut-off, while showing no significant evidence for a departure from the Bekenstein-Hawking area law. We also investigate the dark energy equation of state (EoS) of $S_3$ and $S_5$, discovering quintessence-like behavior and phantom crossing. | 一般化エントロピー汎関数と局所赤外線カットオフから構築されたホログラフィック暗黒エネルギーモデルを研究します。 3つのエントロピー（Barrow、3パラメータおよび5パラメータの一般化エントロピー）はそれぞれGranda-Oliveros（GO）カットオフと2つの拡張と組み合わされます。 1つは$γH^{-2}$項を追加し、もう1つは$γ\ddot{H}/H$項を追加します。 後者は暗黒エネルギー進化方程式を2次まで上げます。 得られた9つのモデルは、MCMC解析によってDESI DR2 BAO、Pantheon+、およびPlanck圧縮CMB尤度に対して制約され、赤池情報量規準とベイズ情報量規準を使用して比較されます。 ハッブル定数はすべてのモデルで安定しています。 $H^{-2}$項は、遠い将来にのみ関連し、GOカットオフを改善することはないため、すべての場合で制約されません。 一方、$\ddot{H}/H$ 項は、Barrow と $S_5$ では厳密に制約され、適合度が大幅に向上しますが、$S_3$ ではそうではありません。 $\ddot{H}/H$ カットオフを使用した Barrow エントロピーで最良の適合度が得られますが、Barrow 指数はすべての場合でゼロと互換性があります。 したがって、データは高次の赤外線カットオフを支持し、Bekenstein-Hawking 面積法則からの逸脱の有意な証拠は示していません。 また、$S_3$ と $S_5$ のダークエネルギー状態方程式 (EoS) を調査し、クインテッセンスのような振る舞いとファントムクロッシングを発見しました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The decomposition of the Ricci scalar in terms of bulk and boundary terms gives rise to an interesting gravitational field theory as proposed by Böhmer and Jensko (BJ). BJ went on to suggest functional forms of the bulk contributions in the Lagrangian. For the purposes of astrophysical modelling the boundary terms are non-dynamical and the entire theory is built from the bulk contribution only. The field equations for a stellar perfect fluid distribution are obtained against the background of a conformostatic metric. Since the linear form of the function of the bulk term is equivalent to Einstein we probe the next level of complexity namely the pure quadratic case. The field equations are substantially more complicated than Einstein's equations. The equation of pressure isotropy proves intractable even with simple choices of one of the geometric potential functions. Accordingly we analyse the case of the potentials varying inversely with the radius. Viable models do not arise in this case and so we postulate a proportional relationship between the potentials. It turns out that a physically reasonable shell of isotropic fluid may be constructed that satisfies elementary physical requirements. Finally we investigate the isothermal fluid where both density and pressure go as the inverse square law of the radius. This results in fluid behaviour that is comparable to that in the corresponding Einstein model. | リッチスカラーをバルク項と境界項に分解すると、BöhmerとJensko（BJ）が提案した興味深い重力場理論が生まれます。 BJはさらに、ラグランジアンにおけるバルク寄与の関数形式を提案しました。 天体物理学的モデリングの目的においては、境界項は非動的であり、理論全体はバルク寄与のみから構築されます。 恒星の完全流体分布の場の方程式は、コンフォーモスタティック計量の背景に対して得られます。 バルク項の関数の線形形式はアインシュタインと同等であるため、次のレベルの複雑さ、すなわち純粋な二次の場合を調べます。 場の方程式は、アインシュタインの方程式よりもかなり複雑です。 圧力等方性の方程式は、幾何学的ポテンシャル関数の1つを単純に選択した場合でも、扱いが困難であることがわかります。 したがって、半径に反比例して変化するポテンシャルの場合を分析します。 この場合、実行可能なモデルは発生しないため、ポテンシャル間の比例関係を仮定します。 物理的に妥当な等方性流体の殻を構築することで、基本的な物理的要件を満たすことができることがわかった。 最後に、密度と圧力が半径の二乗に反比例する等温流体について考察する。 その結果、流体の挙動は対応するアインシュタインモデルにおける挙動と類似したものとなる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a non-perturbative formulation of quantum gravity in asymptotically flat spacetimes using Witten's cubic open string field theory (OSFT) on unstable D-branes. Given that the massless spin-2 sector of the closed string spectrum inherently encodes the degrees of freedom of quantum gravity, we establish this connection by mapping on-shell closed string excitations directly to gauge-invariant operators in OSFT, realizing a concrete flat-space analogue of the AdS/CFT correspondence. By evaluating the OSFT correlation functions of these operators perturbatively around the tachyon vacuum, we systematically reproduce the all-orders genus expansion of the closed string S-matrix for the associated states. This demonstrates that closed string theory-and thus quantum gravity-emerges dynamically from the open string tachyon vacuum, establishing Witten's OSFT as a fully calculable, non-perturbative framework for flat-space quantum gravity. | 本稿では、不安定なDブレーン上のウィッテンの3次開弦場理論（OSFT）を用いて、漸近的に平坦な時空における量子重力の非摂動的な定式化を提示する。 閉弦スペクトルの質量ゼロのスピン2セクターが量子重力の自由度を本質的に符号化していることを踏まえ、閉弦オンシェル励起をOSFTのゲージ不変演算子に直接マッピングすることでこの関係を確立し、AdS/CFT対応の具体的な平坦空間版を実現する。 これらの演算子のOSFT相関関数をタキオン真空の周りで摂動的に評価することで、関連する状態に対する閉弦S行列の全次数種数展開を系統的に再現する。 これにより、閉弦理論、ひいては量子重力が開弦タキオン真空から動的に出現することが示され、ウィッテンのOSFTが平坦空間量子重力のための完全に計算可能な非摂動的な枠組みであることが確立される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study, within a toy model, how a thermal bath of cosmological perturbations can decohere the homogeneous degrees of freedom of the universe, treating the perturbations as an environment in the framework of open quantum systems. In contrast to several earlier approaches, instead of tracing out the perturbations from a semiclassical ansatz for the total wave function, we incorporate their cosmological backreaction through an effective second-order coupling and derive a master equation. Our toy model consists of a spatially flat semiclassical inflationary universe with a clock field in the slow-roll regime, while scalar cosmological perturbations in an assumed thermal-like state constitute the environment. One of the features of the model is the absence of the Markov approximation. The resulting coupling constant is determined by thermal correlation functions of the quantized perturbation modes. Within this framework, we find that, for a representative set of parameter estimates, the characteristic decoherence timescale corresponding to the thermal contribution can be shorter than the Hubble timescale. In addition, we address the question of whether the pointer-state structure induced by the decoherence in such a framework could provide a criterion for the choice of semiclassical states in the early universe. | 本研究では、トイモデルを用いて、宇宙論的摂動の熱浴が宇宙の均質な自由度をどのようにデコヒーレンスさせるかを、開放量子系の枠組みにおける環境として扱いながら考察する。 これまでのいくつかのアプローチとは異なり、全波動関数の半古典的仮説から摂動をトレースアウトする代わりに、有効な2次結合を介して宇宙論的反作用を組み込み、マスター方程式を導出する。 我々のトイモデルは、スローロール領域のクロック場を持つ空間的に平坦な半古典的インフレーション宇宙と、仮定された熱的状態にあるスカラー宇宙論的摂動からなる。 このモデルの特徴の一つは、マルコフ近似を用いないことである。 結果として得られる結合定数は、量子化された摂動モードの熱相関関数によって決定される。 この枠組みにおいて、代表的なパラメータ推定値のセットに対して、熱的寄与に対応する特徴的なデコヒーレンス時間スケールはハッブル時間スケールよりも短くなる可能性があることがわかった。 さらに、このような枠組みにおけるデコヒーレンスによって誘発されるポインタ状態構造が、初期宇宙における半古典状態の選択基準となり得るかどうかという問題にも取り組む。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Higher-order images produced by photons that orbit close to the unstable photon region of a black hole encode information about the spacetime geometry and leave characteristic signatures accessible with long interferometric baselines. We develop an analytical description of these signatures for a compact source in the spacetime of a slowly rotating Kerr black hole. Using the strong deflection limit, we derive the complex visibility function for a source of finite size at linear order in the black-hole spin. For a static equatorial source, we obtain a direct relation between the dimensionless Kerr spin parameter and the angular displacement of successive higher-order images belonging to the same parity sequence. We then extend the construction to a compact source on a circular equatorial orbit by evaluating each image contribution at the corresponding retarded source position. Frame dragging and source motion modify the angular positions of the images and leave distinct imprints on the long-baseline visibility pattern. For the configuration considered here, these effects act in opposite angular directions, so that the resulting structure is determined by their competition. Our results provide an analytical framework for identifying the imprints of black-hole spin and source dynamics in the interferometric signatures of higher-order images. | ブラックホールの不安定な光子領域の近くを周回する光子によって生成される高次画像は、時空幾何学に関する情報を符号化し、長い干渉計ベースラインでアクセス可能な特徴的な痕跡を残します。 本稿では、ゆっくり回転するカーブラックホールの時空におけるコンパクト光源について、これらの痕跡の解析的記述を開発します。 強い偏向限界を用いて、ブラックホールのスピンの線形次数における有限サイズの光源の複素可視性関数を導出します。 静止した赤道光源の場合、無次元のカースピンパラメータと同一パリティ系列に属する連続する高次画像の角度変位との間に直接的な関係が得られます。 次に、対応する遅延光源位置で各画像の寄与を評価することにより、この構成を円形の赤道軌道上のコンパクト光源に拡張します。 フレームの引きずりと光源の動きは画像の角度位置を変化させ、長いベースラインの可視性パターンに明確な痕跡を残します。 ここで検討する構成では、これらの効果は反対の角度方向に作用するため、結果として生じる構造はそれらの競合によって決定されます。 我々の研究結果は、高次画像の干渉計信号の中に、ブラックホールのスピンと光源のダイナミクスの痕跡を特定するための分析的枠組みを提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Hairy black holes (BHs), characterized by nontrivial scalar or matter fields, introduce additional degrees of freedom beyond mass, charge, and spin, providing a framework for testing deviations from the Kerr paradigm. We investigate a class of rotating hairy black holes constructed within the gravitational decoupling framework, whose spacetime satisfies the Einstein field equations with a conserved energy-momentum tensor consistent with the strong energy conditions. In our previous work (Paper I; Dasgupta et al. 2026), we studied their horizon structure and test-particle dynamics and confronted two kinematic high-frequency quasi-periodic oscillation (HFQPO) models with observations of six black hole sources. Building on that analysis, we here test nine resonance models against the same HFQPO data, enabling a systematic comparison of eleven models (two kinematic and nine resonance) within the hairy Kerr framework. A comprehensive analysis based on the two kinematic models (Paper I) and the nine resonance models reveals that the HFQPO data with the current level of precision cannot rule out the hairy Kerr scenario. By implementing the Akaike Information Criterion and by examining the consistency of the inferred spins with previous independent spin estimates, our analysis provides a systematic framework for assessing the relative performance of different HFQPO models for each source. These results highlight the potential of HFQPOs to probe black hole hair and the need for more precise observations and a better understanding of the physical origin of QPOs. | 非自明なスカラー場または物質場によって特徴付けられる毛深いブラックホール（BH）は、質量、電荷、スピンに加えて追加の自由度を導入し、カーパラダイムからの逸脱を検証するための枠組みを提供します。 私たちは、重力デカップリングの枠組み内で構築された回転する毛深いブラックホールのクラスを調査します。 その時空は、強いエネルギー条件と一致する保存されたエネルギー運動量テンソルを持つアインシュタイン場方程式を満たします。 以前の研究（論文I、Dasgupta et al. 2026）では、それらの事象の地平線構造とテスト粒子のダイナミクスを研究し、2つの運動学的高周波準周期振動（HFQPO）モデルを6つのブラックホール源の観測と比較しました。 その分析に基づいて、ここでは同じHFQPOデータに対して9つの共鳴モデルをテストし、毛深いカーの枠組み内で11のモデル（2つの運動学的モデルと9つの共鳴モデル）を体系的に比較できるようにします。 2つの運動学的モデル（論文I）と9つの共鳴モデルに基づく包括的な解析により、現在の精度レベルのHFQPOデータでは、毛深いカーシナリオを排除できないことが明らかになりました。 赤池情報量規準を適用し、推定されたスピンと以前の独立したスピン推定値との整合性を検証することで、本解析は、各ソースに対する異なるHFQPOモデルの相対的な性能を評価するための体系的な枠組みを提供します。 これらの結果は、HFQPOがブラックホールの毛を調査する可能性と、より精密な観測およびQPOの物理的起源のより深い理解の必要性を強調しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Pre-geometric Gravity investigates the non-metric features of spacetime near the Planck scale, from which the gravitational interaction arises as a low-energy effective theory via a mechanism of spontaneous symmetry breaking. With a view of amending the classical singularities found in black hole geometries, in this work we study pre-geometric black hole configurations with spherical symmetry, and present exact solutions for different pre-geometric theories in vacuum via the correspondence principle. These solutions are the pre-geometric analogue of the (anti-)de Sitter-Schwarzschild metric, from which such type of black hole geometry is thus expected to emerge. In one case, the pre-geometric solution also exhibits an (anti-)de Sitter core of Planckian size. The main result is supplemented with an analysis of the pre-geometric version of Birkhoff's theorem. | 前幾何学的重力は、プランクスケール付近の時空の非計量的な特徴を研究し、そこから自発的対称性の破れのメカニズムを介して低エネルギー有効理論として重力相互作用が生じる。 本研究では、ブラックホールの幾何学に見られる古典的な特異点を修正する目的で、球対称性を持つ前幾何学的ブラックホール構成を研究し、対応原理を介して真空中のさまざまな前幾何学的理論の厳密解を提示する。 これらの解は、(反)ド・ジッター・シュワルツシルト計量の前幾何学的類似物であり、そこからこのようなタイプのブラックホールの幾何学が生じると予想される。 あるケースでは、前幾何学的解はプランクサイズの(反)ド・ジッター・コアも示す。 主な結果は、バーコフの定理の前幾何学的バージョンの解析によって補完される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study photon conversion into light particles, such as dilatons, axions, and gravitons, induced by background magnetic fields, and formulate the resulting evolution in terms of the Stokes parameters. We show that photon conversion reduces to an effective non-unitary evolution of the photon sector. In the perturbative regime, the Hermitian and anti-Hermitian parts of the effective photon Hamiltonian are related through Kramers--Kronig relations, revealing that the changes in the Stokes parameters are not independent. We apply this general framework to photon evolution in Gaussian stochastic magnetic fields with possible helicity, and derive the ensemble-averaged evolution of the Stokes parameters. We find that two nonzero contributions arise even in the absence of magnetic helicity, which respectively correspond to the overall attenuation of all the Stokes parameters and to an irrelevant overall phase. We also find that magnetic helicity gives rise to two additional contributions, one of which changes the circular polarization while the other induces a rotation of linear polarization. These contributions form two Kramers--Kronig pairs. In particular, photon conversion induced by magnetic helicity is accompanied by both circular-polarization and birefringent responses. The same structure appears in dilaton-photon, axion-photon, and graviton-photon systems, revealing universality of photon conversion in magnetic fields. | 背景磁場によって誘起される、ダイラトン、アクシオン、グラビトンなどの光子から光子への変換を研究し、その結果生じる時間発展をストークスパラメータの観点から定式化します。 光子変換は、光子セクターの有効な非ユニタリー時間発展に帰着することを示します。 摂動領域では、有効な光子ハミルトニアンのエルミート部分と反エルミート部分は、クレイマース・クローニッヒ関係によって関連付けられ、ストークスパラメータの変化が独立ではないことが明らかになります。 この一般的な枠組みを、ヘリシティが存在する可能性のあるガウス型確率磁場における光子の時間発展に適用し、ストークスパラメータのアンサンブル平均の時間発展を導出します。 磁気ヘリシティがない場合でも、2つの非ゼロの寄与が生じることがわかり、それぞれがすべてのストークスパラメータの全体的な減衰と、無関係な全体的な位相に対応します。 また、磁気ヘリシティによって2つの追加的な寄与が生じることもわかった。 1つは円偏光を変化させ、もう1つは直線偏光の回転を誘起する。 これらの寄与は2つのクレイマース・クローニッヒ対を形成する。 特に、磁気ヘリシティによって誘起される光子変換は、円偏光応答と複屈折応答の両方を伴う。 同じ構造は、ダイラトン-光子系、アクシオン-光子系、およびグラビトン-光子系にも現れ、磁場における光子変換の普遍性を示している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| While both neutrino propagation in photons and ultrarelativistic plasmas and neutrino oscillations in curved spacetimes have been studied extensively, their combination in a self-gravitating geometry appears not to have been considered previously. In this paper, we will investigate neutrino oscillations inside a static spherically symmetric spacetime, derived self-consistently from Einstein's equations, supported by ultrarelativistic matter. By relying on the geodesic motion and geometrical symmetries of the configuration, we will compute analytically the neutrino eikonal and spinoptics phase oscillations. Next, we will relate resonance phenomena to the physical interpretation of the background material inside which neutrinos travel for disentangling gravitational versus electroweak effects. We will inspect the effects of the pure gravitational and pure matter fields, and of the temperature in the neutrino oscillations; we will explain why our results are not coordinate artifacts, and we will certify our heuristic method by comparing with the asymptotic behaviours predicted by thermal field theory approaches. We will raise awareness on the relevance of the spinoptics phase shift entering the flavor conversion probability, should the neutrinos hit a curvature singularity. Theoretically, we will scrutinize the separate roles of geometrical symmetries versus physical features of the configuration, while astrophysically we will qualitatively discuss neutrino oscillations inside stars and in the Cosmic Microwave Background at different temperature and density conditions. Our research puts forward, in the context of the Tolman VI metric, an observational method for identifying naked singularities in our Universe: neutrinos would simultaneously be physically overlapped, in flavor-equilibrium and quantum-mechanically scrambled. | 光子や超相対論的プラズマ中のニュートリノ伝播と曲がった時空中のニュートリノ振動はどちらも広範囲に研究されてきたが、自己重力幾何学におけるそれらの組み合わせはこれまで考慮されてこなかったようである。 本論文では、超相対論的物質によって支えられた、アインシュタイン方程式から自己無撞着に導出された静的な球対称時空内のニュートリノ振動を調査する。 配置の測地線運動と幾何学的対称性を利用して、ニュートリノのアイコナール位相振動とスピンオプティクス位相振動を解析的に計算する。 次に、共鳴現象を、重力効果と電弱効果を分離するためにニュートリノが移動する背景物質の物理的解釈に関連付ける。 ニュートリノ振動における純粋な重力場と純粋な物質場、および温度の影響を調べる。 我々の結果が座標アーティファクトではない理由を説明し、熱場理論アプローチによって予測される漸近的挙動と比較することによって、我々のヒューリスティック手法を検証します。 ニュートリノが曲率特異点に遭遇した場合、フレーバー変換確率に関与するスピン光学位相シフトの重要性について認識を高めます。 理論的には、幾何学的対称性と構成の物理的特徴のそれぞれの役割を精査し、天体物理学的には、異なる温度と密度の条件下での恒星内部および宇宙マイクロ波背景放射におけるニュートリノ振動について定性的に議論します。 我々の研究は、トルマン VI 計量の文脈において、宇宙の裸の特異点を特定するための観測的手法を提案します。 ニュートリノは、物理的に重なり合い、フレーバー平衡状態にあり、量子力学的にスクランブルされている状態が同時に存在することになります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we investigate the late-time expansion history and geometric diagnostics of logarithmic and exponential Finsler--Randers--Sasaki (FRS) cosmological models. We constrain both scenarios using cosmic chronometers, Baryon acoustic oscillations, and Pantheon+ Type~Ia supernovae, considering baseline fits as well as configurations calibrated with the local SH0ES distance-ladder prior. In the uncalibrated case, both profiles provide consistent descriptions of the late-time expansion history. Incorporating the SH0ES prior increases the inferred Hubble constant and modifies the inferred acoustic scale, reflecting the interplay between the local distance-ladder calibration and the BAO distance scale. Cosmographic reconstructions reveal a smooth transition from deceleration to acceleration at intermediate redshifts. Over the observationally relevant redshift range, both models exhibit a non-phantom, quintessence-like effective dark-energy sector. Finally, statefinder diagnostics distinguish the two FRS geometries: the logarithmic model remains relatively close to the canonical flat $Λ\mathrm{CDM}$ fixed point, whereas the exponential model follows a distinct dynamical trajectory. These results demonstrate that, despite their similar background expansion histories, the two FRS constructions can exhibit substantially different higher-order kinematic signatures. | 本研究では、対数型および指数型のフィンズラー・ランダース・佐々木（FRS）宇宙論モデルの晩期膨張史と幾何学的診断について調査する。 我々は、ベースラインフィットと局所的なSH0ES距離梯子事前分布で較正された構成の両方を考慮し、宇宙クロノメーター、バリオン音響振動、およびパンテオン+ Ia型超新星を用いて両シナリオに制約を与える。 較正されていない場合、両プロファイルは晩期膨張史の一貫した記述を提供する。 SH0ES事前分布を取り入れると、推定されるハッブル定数が増加し、推定される音響スケールが修正され、局所的な距離梯子較正とBAO距離スケールの相互作用が反映される。 宇宙論的再構成により、中間赤方偏移で減速から加速への滑らかな遷移が明らかになる。 観測的に関連のある赤方偏移範囲では、両モデルともファントムではない、クインテッセンスのような有効ダークエネルギーセクターを示す。 最後に、状態探索器の診断により、2つのFRS形状が区別されます。 対数モデルは標準的な平坦なΛCDM固定点に比較的近い位置に留まるのに対し、指数モデルは明確な力学的軌跡をたどります。 これらの結果は、背景膨張の履歴が類似しているにもかかわらず、2つのFRS構造は高次の運動学的特徴において大きく異なる可能性があることを示しています。 |
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| Scalar field theories of modified gravity are strongly constrained by the absence of detectable long range fifth forces in laboratory and Solar System environments. The chameleon mechanism addresses this problem by making the equilibrium value and effective mass of the scalar field dependent on the ambient matter density. In this work, we investigate an effective phenomenological extension of the chameleon framework in which the scalar potential contains an additional quadratic environmental contribution characterized by a density dependent background frequency. This background frequency is distinct from the frequency of scalar perturbations and parametrizes unresolved environmental effects beyond the conventional matter coupling. For an inverse power law scalar potential, we derive the modified equilibrium configuration and identify a frequency dominated regime in which the environmental contribution controls the density dependence of the field. Linear perturbations about the environmental minimum obey a Klein Gordon dispersion relation with a density-dependent effective mass, and the absence of tachyonic instability requires a positive environmental coupling. We further derive analytical consistency conditions associated with frequency dominance, thin shell screening, fifth-force suppression, and the weak field approximation. Numerical illustrations for representative parameter choices demonstrate how the modified density scaling can enhance fifth-force suppression relative to the conventional chameleon case. | 修正重力のスカラー場理論は、実験室環境および太陽系環境において検出可能な長距離第5の力が存在しないという制約を強く受けている。 カメレオン機構は、スカラー場の平衡値と有効質量を周囲の物質密度に依存させることで、この問題に対処している。 本研究では、スカラーポテンシャルに密度依存の背景周波数で特徴付けられる追加の二次環境寄与が含まれる、カメレオンフレームワークの有効な現象論的拡張を調査する。 この背景周波数は、スカラー摂動の周波数とは異なり、従来の物質結合を超えた未解決の環境効果をパラメータ化する。 逆べき乗則スカラーポテンシャルの場合、修正された平衡構成を導出し、環境寄与が場の密度依存性を制御する周波数支配領域を特定する。 環境最小値に関する線形摂動は、密度依存の有効質量を持つクライン・ゴルドン分散関係に従い、タキオン不安定性の欠如には正の環境結合が必要である。 さらに、周波数優位性、薄膜遮蔽、第五力抑制、および弱場近似に関連する解析的整合性条件を導出する。 代表的なパラメータ選択に関する数値例は、修正された密度スケーリングが従来のカメレオンの場合と比較して第五力抑制をどのように強化できるかを示している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Detector calibration systematics can bias measurements of a remnant black hole's mass and spin, producing spurious evidence against general relativity if unaccounted for. The ringdown phase in the gravitational-wave signal produced by a binary black-hole merger encodes the remnant properties: at sufficiently late times, the signal is well described by a superposition of quasinormal modes, each with a frequency and damping time set only by the remnant mass and spin. Here we present two complementary approaches for analyzing the ringdown portion of the data to estimate the remnant mass and spin in the presence of a nonnegligible detector calibration error, using the quasinormal-mode rational filter (QNMRF). With a well-measured error, we apply the best-estimated calibration correction to the strain before conducting the standard analysis; with an unknown error, we instead jointly sample the remnant mass, spin and the frequency-dependent calibration error, marginalizing over an uncertainty prior. By injecting the numerical-relativity waveform SXS:BBH:0305 into colored detector noise, at a full-signal matched-filter signal-to-noise ratio of $\sim60$ and with simulated calibration errors of $\pm25\%$ in magnitude and $\pm25^\circ$ in phase, marginalizing over the calibration uncertainty recovers the true mass and spin within the 90\% credible interval, whereas the estimated values are biased if the calibration errors are ignored. We apply the method to GW250207, an event recorded while the Hanford detector response was not well characterized, and recover a remnant consistent with the inspiral-merger-ringdown prediction using the ringdown portion alone, both by correcting for a best-estimated calibration error and by marginalizing over a broad uncertainty prior. | 検出器の較正系統誤差は、残存ブラックホールの質量とスピンの測定にバイアスを与え、考慮に入れなければ一般相対性理論に反する偽の証拠を生み出す可能性があります。 連星ブラックホールの合体によって生成される重力波信号のリングダウン位相は、残存ブラックホールの特性を符号化しています。 十分に時間が経過すると、信号は準正規モードの重ね合わせによってよく説明され、それぞれの周波数と減衰時間は、残存ブラックホールの質量とスピンのみによって決定されます。 ここでは、準正規モード有理フィルタ（QNMRF）を使用して、無視できない検出器較正誤差が存在する場合に残存ブラックホールの質量とスピンを推定するために、データのリングダウン部分を分析する2つの相補的なアプローチを紹介します。 誤差が十分に測定されている場合は、標準分析を実行する前に、歪みに最もよく推定された較正補正を適用します。 誤差が不明な場合は、代わりに、不確実性の事前分布を周辺化して、残存ブラックホールの質量、スピン、および周波数依存の較正誤差を同時にサンプリングします。 数値相対論波形SXS:BBH:0305を、フルシグナル整合フィルタ信号対雑音比$\sim60$、振幅で$\pm25\%$、位相で$\pm25^\circ$のシミュレーションされた較正誤差で、カラー検出器ノイズに注入することにより、較正の不確実性について周辺化することで、90%信頼区間内で真の質量とスピンが回復するが、較正誤差を無視すると推定値にバイアスが生じる。 我々は、ハンフォード検出器の応答特性が十分に解明されていない間に記録されたイベントGW250207にこの方法を適用し、最良推定較正誤差を補正し、広範囲の不確実性事前分布について周辺化することにより、リングダウン部分のみを使用してインスパイラル合体リングダウン予測と一致する残骸を回復した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the observational features of thin-disk accretion and emission spectra for static, spherically symmetric dyonic black holes in non-linear electrodynamics (NLED). In contrast to classical Maxwell theory, where electromagnetic duality assumes equal charges, the coupling parameters in NLED introduce a new gravitational potential and modify the geometry in the strong-field regime. We also study the kinematic characteristics of particles on circular orbits, such as their angular velocity, specific energy, and specific angular momentum. It is found that modifications of NLED lead to a shrinkage of the ISCO radius, resulting in a shift of the radiation spectrum thermal maximum towards smaller radii and, consequently, an increase in the local effective temperature in comparison with the standard Schwarzschild and Reissner-Nordström solutions. Additionally, we compute null-geodesic orbits to determine the optical edge of both the photon sphere and the black hole shadow. In order to assess the observational validity of the aforementioned alternatives, we carry out a $χ^2$ goodness-of-fit test through the angular diameter constraints at the horizon scale collected by the Event Horizon Telescope (EHT) concerning Sagittarius A* ($\text{Sgr A}^*$). We prove that both these dyonic NLED and purely magnetic models have good statistical agreement with experimental data. | 我々は、非線形電気力学（NLED）における静的で球対称なダイオンブラックホールの薄円盤降着と放射スペクトルの観測的特徴を研究する。 電磁双対性が等しい電荷を仮定する古典的なマクスウェル理論とは対照的に、NLEDの結合パラメータは新しい重力ポテンシャルを導入し、強磁場領域における幾何学を修正する。 我々はまた、円軌道上の粒子の角速度、比エネルギー、比角運動量などの運動学的特性も研究する。 NLEDの修正によりISCO半径が縮小し、放射スペクトルの熱的最大値がより小さな半径にシフトし、結果として、標準的なシュワルツシルト解およびライスナー・ノルドシュトロム解と比較して局所的な有効温度が上昇することがわかった。 さらに、光子球とブラックホールシャドウの両方の光学的端を決定するために、ヌル測地線軌道を計算する。 前述の代替案の観測的妥当性を評価するために、イベントホライズンテレスコープ（EHT）が収集した射影スケールでの角直径制約を用いて、いて座A*（$\text{Sgr A}^*$）に関するχ^2適合度検定を実施しました。 その結果、これらのダイオンNLEDモデルと純粋に磁気的なモデルの両方が、実験データと良好な統計的一致を示すことが証明されました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we investigate the quantum behaviour near the classical singularity of a black hole. We describe the black-hole interior by the Kantowski-Sachs metric, with a string propagating in this region. This approach is motivated by the fact that, near the classical singularity, spacetime curvature reaches Planck or string scales, necessitating a description in terms of string-theoretic degrees of freedom. The string dynamics is formulated via the Polyakov action, and the combined system is canonically quantized to derive the corresponding Wheeler-DeWitt equation. Although the equation is separable in the radial and azimuthal string sectors, the remaining geometric and string degrees of freedom are nontrivially coupled. To address this, we employ a perturbative approach and obtain the wave function up to first order. At the zeroth-order, the angular part is described by the general Heun function, while the geometric part is expressed in terms of the Bessel function. The first-order wave function is governed by a source term containing the zeroth-order solution, and we obtain its explicit expression in terms of the complementary function and the particular integral. We confirm regularity of the wave function at both zeroth and first order, at the singularity as well as at the horizon. Regularity at the horizon imposes a discretization condition on one eigenvalue, while another eigenvalue is quantized due to the azimuthal periodicity of the wave function. Importantly, both zeroth- and first-order solutions satisfy the DeWitt boundary condition, implying resolution of the black hole singularity within this quantum framework. | 本論文では、ブラックホールの古典的特異点近傍における量子的な振る舞いを考察する。 ブラックホール内部はカントフスキー・ザックス計量で記述され、この領域を弦が伝播する。 このアプローチは、古典的特異点近傍では時空の曲率がプランクスケールまたは弦スケールに達し、弦理論的な自由度による記述が必要となるという事実に基づいている。 弦のダイナミクスはポリャコフ作用によって定式化され、結合されたシステムは正準量子化されて対応するウィーラー・デウィット方程式が導出される。 この方程式は、弦の半径方向および方位角方向のセクターで分離可能であるが、残りの幾何学的および弦の自由度は非自明に結合している。 この問題を解決するために、摂動論的アプローチを採用し、波動関数を1次まで求める。 0次では、角度部分は一般化されたヒューン関数で記述され、幾何学部分はベッセル関数で表現される。 一次波動関数は、零次解を含むソース項によって支配され、その明示的な表現を相補関数と特定の積分を用いて得ます。 特異点と事象の地平線の両方において、零次と一次の両方で波動関数の正則性を確認します。 地平線における正則性は、ある固有値に離散化条件を課し、別の固有値は波動関数の方位角周期性によって量子化されます。 重要なことに、零次解と一次解の両方がデウィット境界条件を満たし、この量子力学的枠組み内でブラックホールの特異点が解消されることを意味します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Effective vacuum sectors in modified theories of gravity are often represented by anisotropic stress-energy tensors, even when the underlying source is geometric rather than material. This raises a broader question: can such effective stresses be characterized intrinsically through a covariant constitutive structure, rather than modeled phenomenologically as exotic fluids? We address this question in pseudo-complex general relativity (pcGR), where a constrained variational formulation identifies the effective vacuum source as geometric in origin but does not uniquely determine the corresponding geometric constraint sector. For the static pseudo-complex Schwarzschild solution, we show that the effective vacuum tensor separates naturally into an isotropic contribution and a purely transverse contribution associated with the intrinsic geometry of the two-dimensional subspace orthogonal to the timelike and radial directions. This decomposition leads to a constitutive formulation based on the transverse metric. Its infinitesimal deformations split uniquely into trace and traceless shear modes, with the static solution having only an isotropic transverse response. Within the class of local constitutive variables that depend algebraically on the transverse metric and whose first variation generates the trace projector with stateindependent normalization, the logarithmic transverse area strain is the minimal scalar constitutive coordinate. | スクリプト関数が見つかりません: doGet |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct high-accuracy semi-analytic mode functions for scalar cosmological perturbations in mLQC-I within the hybrid approach to study ultraviolet regularity and gravitational particle creation. The evolution comprises an asymptotic pre-de Sitter branch, a pre-inflationary region containing the quantum bounce, and inflation. In the intermediate region, we construct the complete third-order uniform asymptotic solution and introduce adaptive defect correction. The third-order approximation achieves sub-percent complex-mode accuracy for representative higher-wavenumber modes; defect-corrected solutions agree with numerical evolution at the 0.00001% level over the tested low-wavenumber range. Retaining amplitudes and phases provides a controlled basis for future precision calculations of primordial power spectra and non-Gaussian correlations. We compare the de Sitter vacuum selected in the remote contracting branch with a fourth-order adiabatic state imposed at the bounce. Finite-wavenumber matching and the strict ultraviolet limit require different asymptotic treatments: extrapolating the leading connection to infinite wavenumber yields a spurious constant negative-frequency coefficient and an apparent ultraviolet divergence. Instead, the large-wavenumber de Sitter mode agrees with the fourth-order adiabatic expansion through the order required for energy-momentum tensor renormalization, and smooth exact evolution preserves this ultraviolet structure. Finite and intermediate modes can nevertheless undergo nonadiabatic Bogoliubov mixing and particle creation. Finite-mode particle production thus coexists with ultraviolet regularity. The ultraviolet argument also extends to the dressed-metric approach in its corresponding large-wavenumber regime, while quantitative mode functions must be recalculated using its effective mass. | 我々は、紫外規則性と重力粒子生成を研究するためのハイブリッドアプローチ内で、mLQC-I のスカラー宇宙論的摂動に対する高精度半解析モード関数を構築する。 進化は、漸近的な前ド・ジッター分岐、量子バウンスを含む前インフレーション領域、およびインフレーションから構成される。 中間領域では、完全な 3 次均一漸近解を構築し、適応的欠陥補正を導入する。 3 次近似は、代表的な高波数モードに対して 1 パーセント未満の複素モード精度を達成する。 欠陥補正された解は、テストされた低波数範囲で 0.00001% レベルで数値進化と一致する。 振幅と位相を保持することで、将来の原始パワースペクトルと非ガウス相関の精密計算のための制御された基盤が提供される。 我々は、遠方収縮分岐で選択されたド・ジッター真空と、バウンスで課せられた 4 次断熱状態を比較する。 有限波数マッチングと厳密な紫外限界では、異なる漸近的処理が必要となる。 主要な接続を無限波数まで外挿すると、偽の定数負周波数係数と見かけ上の紫外発散が生じる。 一方、大きな波数のド・ジッターモードは、エネルギー・運動量テンソルの再規格化に必要な次数まで4次断熱展開と一致し、滑らかな厳密な発展はこの紫外構造を保持する。 しかしながら、有限モードと中間モードは、非断熱ボゴリューボフ混合と粒子生成を受ける可能性がある。 したがって、有限モードの粒子生成は紫外正則性と共存する。 紫外の議論は、対応する大きな波数領域におけるドレスドメトリックアプローチにも拡張されるが、定量的なモード関数は、その有効質量を用いて再計算する必要がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Asymptotic Safety provides a promising framework for the quantization of Scalar-Tensor theories as non-perturbatively renormalizable quantum field theories. Over the past years, growing evidence has accumulated for the existence of non-trivial renormalization group fixed points in a variety of Scalar-Tensor models. In this work, we investigate the robustness of these fixed points under significant modifications of the computational setup. In particular, we employ a gauge condition that explicitly depends on the dynamical scalar field, going beyond a mere gauge-parameter deformation of the standard linear covariant gauges commonly used in the literature. Exploring different field parameterizations, we identify fixed points belonging to the Gaussian Matter class in four spacetime dimensions that are consistent with previous studies. The real part of the critical exponents associated with the scalar-field mass and the non-minimal scalar-curvature coupling turn out to have very small absolute value. We provide a comprehensive exploration of how the anomalous dimension of the scalar field and field parameterization impact those critical exponents showing that fixed-point candidates with two or four relevant directions emerge. | 漸近安全性は、スカラーテンソル理論を非摂動的に繰り込み可能な量子場理論として量子化するための有望な枠組みを提供する。 近年、さまざまなスカラーテンソルモデルにおいて、非自明な繰り込み群固定点の存在を示す証拠が蓄積されてきた。 本研究では、計算設定の大幅な変更の下でのこれらの固定点の堅牢性を調べる。 特に、文献で一般的に使用されている標準的な線形共変ゲージの単なるゲージパラメータ変形を超えて、動的スカラー場に明示的に依存するゲージ条件を採用する。 さまざまな場パラメータ化を探索し、以前の研究と一致する4次元時空におけるガウス物質クラスに属する固定点を特定する。 スカラー場の質量と非最小スカラー曲率結合に関連する臨界指数の実部は、絶対値が非常に小さいことが判明した。 本稿では、スカラー場の異常次元と場のパラメータ化がこれらの臨界指数にどのように影響するかを包括的に考察し、関連する方向が2つまたは4つある固定点候補が出現することを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The island proposal guarantees a unitary Page curve for evaporating black holes, implying that operators deep behind the horizon must be fully reconstructable from asymptotic Hawking radiation. However, because the interior is causally disconnected and highly dynamical, standard entanglement wedge reconstruction methods, relying on global isometries or continuous modular flow, fail to provide this mapping. We resolve this by constructing a protocol for island reconstruction using the algebraic Petz map. By using modular theory, we reflect island operators into the accessible complement, transport them to the boundary, and map them into the radiation algebra. Furthermore, we demonstrate that this purely algebraic derivation naturally yields the structure of Papadodimas-Raju mirror operators. This framework provides a rigorous operational dictionary for the island formula, proving that information trapped inside a black hole can be decoded. | アイランド提案は、蒸発するブラックホールに対してユニタリなページ曲線を保証し、事象の地平線の奥深くにある演算子が漸近ホーキング放射から完全に再構成可能であることを示唆しています。 しかし、内部は因果的に不連続で非常に動的であるため、大域的等長変換や連続モジュラーフローに依存する標準的なエンタングルメントウェッジ再構成法では、このマッピングを提供できません。 我々は、代数的ペッツ写像を用いたアイランド再構成プロトコルを構築することで、この問題を解決します。 モジュラー理論を用いることで、アイランド演算子をアクセス可能な補集合に反映させ、境界まで輸送し、放射代数にマッピングします。 さらに、この純粋に代数的な導出によって、パパドディマス・ラジュ鏡像演算子の構造が自然に得られることを示します。 この枠組みは、アイランド公式に対する厳密な演算辞書を提供し、ブラックホール内部に閉じ込められた情報を解読できることを証明します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Primordial black holes, whose formation in the early Universe was first hypothesized by Ya.B.~Zel'dovich and I.D.~Novikov in 1966 (the text of this pioneering article is provided in Appendix II to this review), have attracted increasing attention in recent years. Modern astronomical data across the electromagnetic spectrum, together with observations of gravitational waves and cosmic neutrinos, have revealed a number of unique astrophysical phenomena that may be related to primordial black holes formed in the pre-stellar cosmological epoch. This review describes various models of primordial black hole formation, as well as methods for testing these models with astronomical and astrophysical observations. In particular, we discuss in detail the formation of primordial black holes and their clusters through the collapse of closed domain walls and through effects associated with extra spatial dimensions of the Universe. | 1966年にヤ・B・ゼルドヴィッチとイ・D・ノヴィコフによって初めて仮説として提唱された原始ブラックホール（この先駆的な論文の本文は本レビューの付録IIに掲載）は、近年ますます注目を集めている。 電磁スペクトル全体にわたる現代の天文学的データと、重力波および宇宙ニュートリノの観測により、恒星形成以前の宇宙論的時代に形成された原始ブラックホールに関連する可能性のある、数々の特異な天体物理現象が明らかになっている。 本レビューでは、原始ブラックホールの形成に関する様々なモデルと、これらのモデルを天文学的および天体物理学的観測によって検証する方法について述べる。 特に、閉じたドメインウォールの崩壊と、宇宙の余剰空間次元に関連する効果による原始ブラックホールとそのクラスターの形成について詳細に議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In massive scalar-tensor gravity, a scalarized neutron star must shed its scalar hair as it collapses into a black hole. Using 3D simulations of a realistic rotating progenitor we show that dispersion stretches the emitted burst into a quasi-monochromatic signal in the kHz frequency range lasting $>10^4$ yr and amenable to continuous-wave methods. We find that detecting these signals in directed searches of supernova remnants without a central pulsar requires sensitivity depths of 233--762 $\rm{Hz^{-1/2}}$ with the A+-ET-CE detector network. We estimate up to $\sim3$ of these signals in transit at any observational epoch. | 質量のあるスカラーテンソル重力では、スカラー化された中性子星はブラックホールに崩壊する際にスカラーの毛を放出しなければなりません。 現実的な回転する前駆星の 3D シミュレーションを使用して、分散によって放出されたバーストが kHz 周波数範囲の準単色信号に引き伸ばされ、$>10^4$ 年持続し、連続波法に適していることを示します。 中心パルサーのない超新星残骸の指向性探索でこれらの信号を検出するには、A+-ET-CE 検出器ネットワークで 233〜-762 $\rm{Hz^{-1/2}}$ の感度深度が必要であることがわかりました。 任意の観測エポックでこれらの信号が通過していると推定されます。 |
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| We investigate how site-dependent Newtonian noise configurations affect the scientific performance of the Einstein Telescope (ET), a third-generation gravitational-wave observatory. We compare the baseline triangular and 2L detector geometries, with arm lengths of 10km and 15km, respectively, under three site-dependent noise scenarios constructed from measurements in the Euregio Meuse-Rhine region, Lausitz, and Sardinia. The differences among the adopted sensitivities are concentrated mainly below 10Hz and thus have the greatest impact on science cases that rely on the early inspiral of light objects, or on massive systems whose characteristic frequencies lie in the low-frequency band. We quantify these effects for four ET science cases: (1) detection and parameter estimation of intermediate-mass black-hole binaries; (2) post-Newtonian tests of General Relativity based on the early inspiral; (3) black-hole ringdown spectroscopy with massive remnants; and (4) early-warning and sky-localization capabilities for binary neutron-star mergers. Using Bayesian parameter estimation, we find that improved low-frequency sensitivity can significantly enhance ET's scientific performance across all four cases. Within the configurations considered here, a 2L network in which at least one of the two L-shaped interferometers attains a noise level comparable to that assumed for the Sardinian site generally provides better performance than the triangular configurations. Conversely, strong degradation of the sensitivity below 10Hz can substantially reduce, and in some regimes offset, the scientific gains expected from increasing the arm length from 10km to 15km. These results highlight the importance of site selection and low-frequency noise mitigation, alongside network geometry, for fully realizing ET's scientific potential in the largely unexplored frequency band below 10Hz. | 我々は、第 3 世代の重力波観測所であるアインシュタイン望遠鏡 (ET) の科学的パフォーマンスに、場所に依存するニュートンノイズ構成がどのように影響するかを調査する。 我々は、それぞれ 10 km と 15 km のアーム長を持つ基本三角形と 2L 検出器ジオメトリを、ユーレジオ マース・ライン地域、ラウジッツ、サルデーニャでの測定から構築された 3 つの場所に依存するノイズシナリオの下で比較する。 採用された感度の差は主に 10 Hz 未満に集中しており、したがって、軽い天体の初期インスパイラルに依存する科学的ケース、または特性周波数が低周波数帯域にある大質量システムに依存する科学的ケースに最も大きな影響を与える。 我々は、次の 4 つの ET 科学的ケースについてこれらの影響を定量化する: (1) 中間質量ブラックホール連星の検出とパラメータ推定; (2) 初期インスパイラルに基づく一般相対性理論のポスト ニュートンテスト; (3) 大質量残骸によるブラックホールリングダウン分光; （4）連星中性子星合体の早期警報および天球位置特定機能。 ベイズパラメータ推定を使用すると、低周波感度の向上により、4 つのケースすべてにおいて ET の科学的パフォーマンスが大幅に向上することがわかります。 ここで検討した構成では、2 つの L 型干渉計のうち少なくとも 1 つがサルデーニャのサイトで想定されるノイズレベルに匹敵するノイズレベルを達成する 2L ネットワークは、一般的に三角形の構成よりも優れたパフォーマンスを提供します。 逆に、10 Hz 未満の感度の大幅な低下は、アーム長を 10 km から 15 km に増やすことで期待される科学的利益を大幅に減少させ、場合によっては相殺する可能性があります。 これらの結果は、10 Hz 未満のほとんど未開拓の周波数帯域で ET の科学的可能性を完全に実現するために、サイトの選択と低周波ノイズの軽減、およびネットワークの幾何学的構造が重要であることを強調しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| It has been argued that in quantum gravity the Hilbert space associated with any closed universe is trivially one-dimensional. To reconcile this argument with the richness of our own universe, it was suggested that a nontrivial Hilbert space will emerge once an ``observer" is included. Such an ``observer" has been modeled in different ways. There are three concrete classes of models: $\textbf{1)}$ The ``observer" is modeled by a term in the full Hamiltonian of the system which is linear in a phase space variable; $\textbf{2)}$ The ``observer" is modeled in the quantum circuit model of holography as a subsystem in the closed universe which is entangled with an external non-gravitational system; $\textbf{3)}$ The ``observer" is argued to be described by the emergent Goldstone bosons when the diffeomorphisms are spontaneously broken. In fact, the third class was discovered by an attempt to physically realize the first class. In this paper, we will show that the second class can also be unified into the third class. Our result indicates that the emergence of the ``observer" is a manifestation of the $\textit{Massive Islands}$ paradigm. It demonstrates that the graviton mass is a feature of the quantum state. One should think of the islands as closed universes and the Goldstone boson associated with the graviton mass as the ``observer", which is exactly the case at late-times for evaporating black holes. An implication of this work is that the ``observer" can ``observe" global symmetries in quantum gravity. | 量子重力では、任意の閉じた宇宙に関連付けられたヒルベルト空間は自明に一次元であると主張されてきた。 この主張を我々の宇宙の豊かさと調和させるために、「観測者」を含めると非自明なヒルベルト空間が出現すると提案された。 このような「観測者」はさまざまな方法でモデル化されている。 具体的なモデルには次の 3 つのクラスがある。 $\textbf{1)}$ 「観測者」は、位相空間変数に関して線形なシステムの完全なハミルトニアンの項によってモデル化される。 $\textbf{2)}$ 「観測者」は、ホログラフィーの量子回路モデルにおいて、外部の非重力システムと絡み合った閉じた宇宙のサブシステムとしてモデル化される。 $\textbf{3)$ 微分同相写像が自発的に破れるときに出現するゴールドストーンボソンによって「観測者」が記述されると主張されている。 実際、第3のクラスは、第1のクラスを物理的に実現しようとする試みによって発見された。 本論文では、第2のクラスも第3のクラスに統一できることを示す。 我々の結果は、「観測者」の出現が $\textit{Massive Islands}$ パラダイムの現れであることを示している。 これは、重力子の質量が量子状態の特徴であることを示している。 島を閉じた宇宙、重力子の質量に関連付けられたゴールドストーンボソンを「観測者」と考えるべきであり、これは蒸発するブラックホールの後期の時間にまさに当てはまる。 この研究の示唆するところは、「観測者」が量子重力における大域的対称性を「観測」できるということである。 |