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| Original Text | 日本語訳 |
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| The Yang-Lee universality class arises when imaginary magnetic field is tuned to its critical value in the paramagnetic phase of the $d<6$ Ising model. In $d=2$, this non-unitary Conformal Field Theory (CFT) is exactly solvable via the $M(2,5)$ minimal model. As found long ago by von Gehlen using Exact Diagonalization, the corresponding real-time, quantum critical behavior arises in the periodic Ising spin chain when the imaginary longitudinal magnetic field is tuned to its critical value from below. Even though the Hamiltonian is not Hermitian, the energy levels are real due to the $PT$ symmetry. In this paper, we explore the analogous quantum critical behavior in higher dimensional non-Hermitian Hamiltonians on regularized spheres $S^{d-1}$. For $d=3$, we use the recently invented, powerful fuzzy sphere method, as well as discretization by the platonic solids cube, icosahedron and dodecaherdron. The low-lying energy levels and structure constants we find are in agreement with expectations from the conformal symmetry. The energy levels are in good quantitative agreement with the high-temperature expansions and with Pad\'{e} extrapolations of the $6-\epsilon$ expansions in Fisher's $i\phi^3$ Euclidean field theory for the Yang-Lee criticality. In the course of this work, we clarify some aspects of matching between operators in this field theory and quasiprimary fields in the $M(2,5)$ minimal model. For $d=4$, we obtain new results by replacing the $S^3$ with the self-dual polytope called the $24$-cell. | Yang-Lee 普遍性類は、$d<6$ イジング模型の常磁性相において、虚磁場がその臨界値に調整されたときに生じる。 $d=2$ においては、この非ユニタリー共形場理論 (CFT) は $M(2,5)$ 極小模型によって厳密に解ける。 フォン・ゲーレンが厳密対角化を用いて以前発見したように、周期的イジングスピン鎖において、虚縦磁場が下から臨界値に調整されたときに、対応する実時間量子臨界挙動が生じる。 ハミルトニアンはエルミートではないが、$PT$ 対称性によりエネルギー準位は実数である。 本論文では、正則球面 $S^{d-1}$ 上の高次元非エルミートハミルトニアンにおける同様の量子臨界挙動を探求する。 $d=3$ の場合、最近発明された強力なファジィ球面法に加え、プラトン立体である立方体、二十面体、十二面体による離散化も用いる。 得られた低エネルギー準位と構造定数は、共形対称性から予想されるものと一致する。 エネルギー準位は、高温展開およびヤン・リー臨界性に対するフィッシャーの $i\phi^3$ ユークリッド場の理論における $6-\epsilon$ 展開の Pad\'{e} 外挿と定量的によく一致する。 本研究では、この場の理論における演算子と $M(2,5)$ 極小模型の準一次場との間の整合に関するいくつかの側面を明らかにする。 $d=4$ の場合、$S^3$ を $24$ セルと呼ばれる自己双対多面体に置き換えることで新たな結果を得る。 |
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| Recent years have seen significant advances, both theoretical and experimental, in our understanding of quantum many-body dynamics. Given this problem's high complexity, it is surprising that a substantial amount of this progress can be ascribed to exact analytical results. Here we review dual-unitary circuits as a particular setting leading to exact results in quantum many-body dynamics. Dual-unitary circuits constitute minimal models in which space and time are treated on an equal footings, yielding exactly solvable yet possibly chaotic evolution. They were the first in which current notions of quantum chaos could be analytically quantified, allow for a full characterisation of the dynamics of thermalisation, scrambling, and entanglement (among others), and can be experimentally realised in current quantum simulators. Dual-unitarity is a specific fruitful implementation of the more general idea of space-time duality in which the roles of space and time are exchanged to access relevant dynamical properties of quantum many-body systems. | 近年、量子多体力学の理解において、理論的にも実験的にも大きな進歩が見られています。 この問題の高度な複雑さを考慮すると、この進歩の大部分が正確な解析結果によるものであることは驚くべきことです。 本稿では、量子多体力学において正確な結果を導く特定の設定として、双対ユニタリー回路を概説します。 双対ユニタリー回路は、空間と時間を同等に扱う極小モデルであり、厳密に解けるものの、カオス的発展をもたらす可能性があります。 双対ユニタリー回路は、現在の量子カオスの概念を解析的に定量化し、熱化、スクランブル、エンタングルメント（その他）のダイナミクスの完全な特性評価を可能にし、現在の量子シミュレータで実験的に実現できる最初のモデルです。 双対ユニタリー性は、より一般的な時空双対性の概念を具体的に実りある形で実装したもので、空間と時間の役割を交換することで量子多体系の関連する動的特性にアクセスします。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The inclusion of spin effects in the binary dynamics for black hole and neutron stars is crucial for the computation of gravitational wave observables. Worldline supersymmetric models have shown to be particularly efficient at this task up to quadratic order in spin, but progress at higher orders has been hampered by no-go-theorems. In this work we propose a novel approach to overcome this problem by extending the supersymmetry beyond minimal coupling. We demonstrate the potential of this approach by computing an all-order in spin and linear in curvature, manifestly supersymmetric Hamiltonian, as well as a cubic order in spin Hamiltonian in arbitrary spacetime dimensions. In doing so, we identify a criterion that uniquely determines the Kerr geometry in terms of worldline supersymmetry. Equipped with these Hamiltonians, we demonstrate the exponentiation of three-point and Compton amplitudes using the recently proposed Generalized Wilson line approach. | ブラックホールと中性子星の連星ダイナミクスにスピン効果を取り入れることは、重力波観測量の計算にとって極めて重要である。 世界線超対称モデルは、スピンの2乗オーダーまでは特に効率的であることが示されているが、高次オーダーでの進歩は、禁制定理によって妨げられてきた。 本研究では、超対称性を最小結合を超えて拡張することで、この問題を克服する新しいアプローチを提案する。 我々は、スピンの全オーダー、曲率の線形、そして明白に超対称なハミルトニアン、および任意の時空次元におけるスピンの3乗オーダーのハミルトニアンを計算することで、このアプローチの可能性を示す。 その際、世界線超対称性の観点からカー幾何学を一意に決定する基準を特定する。 これらのハミルトニアンを用いて、最近提案された一般化ウィルソン線アプローチを用いて、3点振幅とコンプトン振幅のべき乗を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper a relation between entangled states and geometry is studied. In particular, the area of 2D parallelogram is obtained from an entangled 4-qubit state. In addition, the vector area of a 3D parallelogram is derived from entangled 6-qubit states. Moreover, the volume of a 3D parallelepiped is deduced from an entangled 9-qubit state. Furthermore, it has been provided the quantum circuit in qiskit code for these entangled states. It is worth mentioning that parallelograms and parallelepipeds serve as fundamental building blocks for more sophisticated geometric structures. | 本論文では、エンタングル状態と幾何学の関係について考察する。 特に、2次元平行四辺形の面積は、エンタングルされた4量子ビット状態から得られる。 さらに、3次元平行四辺形のベクトル面積は、エンタングルされた6量子ビット状態から導出される。 さらに、3次元平行六面体の体積は、エンタングルされた9量子ビット状態から推定される。 さらに、これらのエンタングル状態のためのQiskitコードによる量子回路が提供されている。 平行四辺形と平行六面体は、より洗練された幾何学構造の基本的な構成要素として機能することは特筆に値する。 |
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| Ocneanu's tube algebra provides a finite algorithm to compute the Drinfeld center of a fusion category. In this work we reveal the universal property underlying the tube algebra. Take a base category $\mathcal V$ which is strongly concrete, bicomplete, and closed symmetric monoidal. For physical applications one takes $\mathcal V=\mathbf{Vect}$ the category of vector spaces. Given a $\mathcal V$-enriched rigid monoidal category $\mathcal C$ (not necessarily finite or semisimple) we define the tube category $\mathbb X \mathcal C$ using coends valued in $\mathcal V$. Our main theorem established the relation between (the category of representations of) the tube category $\mathbb X \mathcal C$ and the Drinfeld center $Z(\mathcal C)$: $Z(\mathcal C)\hookrightarrow \mathrm{Fun}(\mathbb X \mathcal C^{\mathrm{op}},\mathcal V)\cong Z(\mathcal C\hookrightarrow\mathrm{Fun}(\mathcal C^{\mathrm{op}},\mathcal V))\hookrightarrow Z(\mathrm{Fun}(\mathcal C^{\mathrm{op}},\mathcal V))$. Physically, besides viewing the tube category as a version of TFT with domain being the tube, we emphasize the "Wick-rotated" perspective, that the morphisms in $\mathbb X \mathcal C$ are the local tensors of fixed-point matrix product operators which preserves the symmetry $\mathcal C$ in one spatial dimension. We provide a first-principle flavored construction, from microscopic quantum degrees of freedom and operators preserving the symmetry, to the macroscopic universal properties of the symmetry which form the Drinfeld center. Our work is thus a proof to the 1+1D topological holography in a very general setting. | オクネアヌのチューブ代数は、融合圏のドリンフェルド中心を計算する有限アルゴリズムを提供する。 本研究では、チューブ代数の根底にある普遍性を明らかにする。 強具体的、双完備、かつ閉対称モノイド的である基本圏 $\mathcal V$ をとる。 物理的な応用においては、$\mathcal V=\mathbf{Vect}$ をベクトル空間の圏とする。 $\mathcal V$ を豊富に持つ剛体モノイド圏 $\mathcal C$（必ずしも有限または半単純ではない）が与えられたとき、$\mathcal V$ で値を取る共元を用いてチューブ圏 $\mathbb X \mathcal C$ を定義する。 我々の主定理は、チューブ圏（の表現の圏）$\mathbb X \mathcal C$とドリンフェルド中心$Z(\mathcal C)$との関係を確立した：$Z(\mathcal C)\hookrightarrow \mathrm{Fun}(\mathbb X \mathcal C^{\mathrm{op}},\mathcal V)\cong Z(\mathcal C\hookrightarrow\mathrm{Fun}(\mathcal C^{\mathrm{op}},\mathcal V))\hookrightarrow Z(\mathrm{Fun}(\mathcal C^{\mathrm{op}},\mathcal V))$。 物理的には、チューブ圏を、チューブをドメインとするTFTの一種とみなすだけでなく、「ウィック回転」の観点、すなわち$\mathbb X \mathcal C$内の射は、1空間次元において対称性$\mathcal C$を保存する固定点行列積作用素の局所テンソルであるという観点を強調する。 微視的な量子自由度と対称性を保存する作用素から、ドリンフェルド中心を形成する対称性の巨視的普遍特性に至るまで、第一原理的な構成を与える。 したがって、我々の研究は、非常に一般的な設定における1+1次元のトポロジカルホログラフィーの証明となる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In cohomological formulations of the calculus of variations obstructions to the existence of (global) solutions of the Euler-Lagrange equations can arise in principle. It seems, however, quite common to assume that such obstructions always vanish, at least in the cases of interest in theoretical physics. This is not so: for Yang-Mills-Chern-Simons theories on compact manifolds in odd dimensions $\geq 5$ we find a non trivial obstruction which leads to a quite strong non existence theorem for topological solitons/instantons. The consequences of this result for the Yang-Mills-Chern-Simons theories of holographic QCD (on $I\!\!R^{5}$) are discussed. | 変分法のコホモロジー的定式化においては、原理的には、オイラー-ラグランジュ方程式の（大域的）解の存在に対する障害が生じ得る。 しかしながら、少なくとも理論物理学の分野では、そのような障害は常に消滅すると仮定するのが一般的であるように思われる。 しかし、これは正しくない。 奇数次元 $\geq 5$ のコンパクト多様体上のヤン-ミルズ-チャーン-サイモンズ理論において、非自明な障害が見出され、これが位相ソリトン/インスタントンに対する極めて強い非存在定理を導く。 この結果が、（$I\!\!R^{5}$ 上の）ホログラフィック QCD のヤン-ミルズ-チャーン-サイモンズ理論に及ぼす影響について議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| It is shown how to non-perturbatively define a random matrix model that captures key physics of ${\cal N}{=}2$ Jackiw-Teitelboim (JT) supergravity, going well beyond the perturbative topological expansion defined recently by Turiaci and Witten. A decomposition into an infinite family of certain multicritical models is derived, leading to the definition of a non-linear differential equation from which the physics may be computed. BPS states are naturally described by the model. The non-perturbative completions of the spectral densities for non-BPS multiplets are readily extracted. | 本稿では、${\cal N}{=}2$ Jackiw-Teitelboim (JT) 超重力の重要な物理を捉えるランダム行列模型を非摂動的に定義する方法を示し、Turiaci と Witten によって最近定義された摂動的な位相展開をはるかに超えるものを示した。 特定の多重臨界模型の無限族への分解が導出され、物理を計算するための非線形微分方程式が定義される。 BPS 状態はこの模型によって自然に記述される。 BPS 以外の多重項に対するスペクトル密度の非摂動完成は容易に抽出できる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct a family of lattice models which possess subsystem non-invertible symmetry-protected topological (SPT) order and analyze their interface modes protected by the symmetry, whose codimension turns out to be more than one. We also propose 2+1d lattice models which belong to two different weak SPT phases distinguished by a combination of translational symmetry and non-invertible symmetry. We show that the interface between them exhibits an exotic Lieb-Schultz-Mattis anomaly coming from the symmetry which cannot be written as a direct product of an internal symmetry and the lattice translational symmetry. | 我々は、部分対称性非可逆位相的秩序（SPT）を有する格子模型の族を構築し、その対称性によって保護された界面モードを解析する。 この対称性の余次元は1以上である。 また、並進対称性と非可逆対称性の組み合わせによって区別される2つの異なる弱いSPT相に属する2+1次元格子模型も提案する。 これらの間の界面は、内部対称性と格子並進対称性の直積として表すことができない対称性に起因するエキゾチックなLieb-Schultz-Mattis異常を示すことを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A random matrix model definition of a family of ${\cal N}{=}1$ supersymmetric extensions of the Virasoro minimal string of Collier, Eberhardt, M\"{u}hlmann, and Rodriguez is presented. An analysis of the defining string equations shows that the models all naturally have unambiguous non-perturbative completions, which are explicitly supplied by the double-scaled orthogonal polynomial techniques employed. Perturbatively, the multi-loop correlation functions of the model define a special supersymmetric class of ``quantum volumes'', generalizing the prototype case, some of which are computed. | Collier、Eberhardt、M\"{u}hlmann、およびRodriguezによるVirasoro極小弦の${\cal N}{=}1$超対称拡張族のランダム行列モデル定義が提示される。 定義弦方程式の解析により、モデルはすべて、用いられる二重スケール直交多項式技法によって明示的に提供される、一義的な非摂動論的完備化を自然に持つことが示される。 摂動論的には、モデルの多重ループ相関関数は、プロトタイプケースを一般化する特別な超対称クラスの「量子体積」を定義し、そのいくつかは計算されている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Bialynicki-Birula and Charzynski argued that a gravitational wave emitted during the merger of a black hole binary may be approximated by a circularly polarized wave which may in turn trap particles [1]. In this paper we consider particle motion in a class of gravitational waves which includes, besides circularly polarized periodic waves (CPP) [2], also the one proposed by Lukash [3] to study anisotropic cosmological models. Both waves have a 7-parameter conformal symmetry which contains, in addition to the generic 5-parameter (broken) Carroll group, also a 6th isometry. The Lukash spacetime can be transformed by a conformal rescaling of time to a perturbed CPP problem. Bounded geodesics, found both analytically and numerically, arise when the Lukash wave is of Bianchi type VI. Their symmetries can also be derived from the Lukash-CPP relation. Particle trapping is discussed. | Bialynicki-BirulaとCharzynskiは、ブラックホール連星の合体時に放出される重力波は、円偏波波で近似でき、粒子を捕捉できる可能性があると主張した[1]。 本論文では、円偏波周期波（CPP）[2]に加えて、ルカシュが異方性宇宙論モデルを研究するために提唱した[3]を含む重力波のクラスにおける粒子の運動を考察する。 どちらの波も7パラメータの共形対称性を持ち、一般的な5パラメータの（破れた）キャロル群に加えて、6番目の等長対称性も含む。 ルカシュ時空は、摂動を受けたCPP問題への時間の共形リスケーリングによって変換できる。 解析的にも数値的にも発見された有界測地線は、ルカシュ波がビアンキVI型である場合に生じる。 これらの対称性は、ルカシュ-CPP関係からも導かれます。 粒子のトラッピングについて議論します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We discuss a local, diff-invariant quantum effective action for gravity that captures the trace anomaly via a counter-term. We discuss why this counter-term is the most significant among infinitely many possible ones, and show how the counter-term leads to a scattering amplitude that is strongly coupled at arbitrarily low energies. We show how the introduction of a new sector with spontaneously broken scale invariance removes the strong coupling problem, and discuss some physical consequences due to the new sector. Three Appendices summarize quantum effective actions -- highlighting connections between their local, and seemingly non-local formulations -- for the scale anomaly in 4D QED, for the axial anomaly in 2D QED, and for the scale anomaly in a 2D sigma model. | 我々は、重力に対する局所的かつ微分不変な量子有効作用について議論する。 これは、対項によってトレース異常を捉える。 この対項が、無限に存在する可能性のある対項の中でなぜ最も重要なのかを議論し、対項が、任意の低エネルギーで強く結合した散乱振幅をどのようにもたらすかを示す。 自発的に破れたスケール不変性を持つ新しいセクターの導入によって、強結合問題がどのように解消されるかを示し、新しいセクターによるいくつかの物理的帰結について議論する。 3つの付録では、4次元QEDにおけるスケール異常、2次元QEDにおける軸異常、および2次元シグマ模型におけるスケール異常について、量子有効作用を要約し、それらの局所的および一見非局所的な定式化間の関連性を強調する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A new semi-supervised machine learning package is introduced which successfully solves the Euclidean vacuum Einstein equations with a cosmological constant, without any symmetry assumptions. The model architecture contains subnetworks for each patch in the manifold-defining atlas. Each subnetwork predicts the components of a metric in its associated patch, with the relevant Einstein conditions of the form $R_{\mu \nu} - \lambda g_{\mu \nu} = 0$ being used as independent loss components (here $\mu,\nu = 1, 2, \cdots, n$, where $n$ is the dimension of the Riemannian manifold, and the Einstein constant $\lambda \in \{+1, 0, -1\}$). To ensure the consistency of the global structure of the manifold, another loss component is introduced across the patch subnetworks which enforces the coordinate transformation between the patches, $g' = J^T g J$, for an appropriate analytically known Jacobian $J$. We test our method for the case of spheres represented by a pair of patches in dimensions 2, 3, 4, and 5. In dimensions 2 and 3, the geometries have been fully classified. However, it is unknown whether a Ricci-flat metric can exist on spheres in dimensions 4 and 5. This work hints against the existence of such a metric. | 対称性を仮定することなく、宇宙定数を含むユークリッド真空アインシュタイン方程式を解くことができる、新しい半教師あり機械学習パッケージが導入されました。 このモデルアーキテクチャは、多様体定義アトラス内の各パッチに対応するサブネットワークで構成されています。 各サブネットワークは、対応するパッチにおける計量の成分を予測します。 その際、関連するアインシュタイン条件 $R_{\mu \nu} - \lambda g_{\mu \nu} = 0$ が独立した損失成分として使用されます（ここで、$\mu,\nu = 1, 2, \cdots, n$ であり、$n$ はリーマン多様体の次元、アインシュタイン定数 $\lambda \in \{+1, 0, -1\}$ です）。 多様体の大域構造の一貫性を保証するために、パッチサブネットワーク全体に別の損失成分が導入され、適切な解析的に既知のヤコビアン$J$に対して、パッチ間の座標変換$g' = J^T g J$が強制的に適用されます。 我々は、次元2、3、4、5のパッチのペアで表される球面の場合について、この手法をテストします。 次元2と3では、幾何学は完全に分類されています。 しかし、次元4と5の球面上にリッチ平坦計量が存在できるかどうかは不明です。 本研究は、そのような計量の存在を示唆していません。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Acoustic black holes, analogs of gravitational black holes created in fluid systems, have recently been embedded within Schwarzschild spacetime using the Gross-Pitaevskii theory, leading to configurations with both event and acoustic horizons. This study examines the motion of vortices, modeled as unit-mass relativistic test particles, around a slow-rotating curved acoustic black hole. We analyse the stability of circular orbits, identifying the innermost stable circular orbit (ISCO), and investigate the chaotic dynamics of vortices perturbed from unstable circular orbits near the acoustic horizon. Using the Lyapunov exponent to quantify this chaos, we assess whether it satisfies the Maldacena-Shenker-Stanford bound $(\lambda \le 2 \pi T_H)$, a limit established for gravitational black holes in general relativity. Our results show that, in non-extremal cases $(\xi > 4)$, the Lyapunov exponent respects the bound near the horizon, while in extremal cases $(\xi = 4)$, it is violated due to vanishing surface gravity. These findings highlight similarities between acoustic and gravitational black holes, advancing the analogy in the context of chaos and orbital dynamics. | 流体系に形成される重力ブラックホールの類似物である音響ブラックホールは、最近、グロス＝ピタエフスキー理論を用いてシュワルツシルト時空に埋め込まれ、事象地平線と音響地平線の両方を持つ構成を導きました。 本研究では、単位質量の相対論的テスト粒子としてモデル化された渦が、低速で回転する湾曲した音響ブラックホールの周りを移動する様子を調べます。 円軌道の安定性を解析し、最内周安定円軌道（ISCO）を特定し、音響地平線付近の不安定円軌道から摂動を受ける渦のカオス的ダイナミクスを調査します。 このカオスをリャプノフ指数を用いて定量化し、一般相対論における重力ブラックホールに対して確立された限界であるマルダセナ＝シェンカー＝スタンフォード境界$(\lambda \le 2 \pi T_H)$を満たすかどうかを評価し、その限界が音響ブラックホールの限界であるかどうかを検証します。 我々の結果は、非極限的なケース（\xi > 4）では、リアプノフ指数は地平線付近の境界を遵守するが、極限的なケース（\xi = 4）では、表面重力がゼロになるために境界が破れることを示している。 これらの発見は、音響ブラックホールと重力ブラックホールの類似点を浮き彫りにし、カオスと軌道力学の文脈における類推を前進させるものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We classify ``truly confining'' (t-confining) supersymmetric gauge theories, in which no center charges can be screened, and Wilson loops in the fundamental representation are therefore expected to exhibit an area law. In all cases, we identify the condensation of certain ``magnetic'' operators. Many of them have more than three branches, and one with vanishing superpotential, a phenomenon not previously observed. | 我々は「真に閉じ込める」（t閉じ込め）超対称ゲージ理論を分類する。 この理論では中心電荷は遮蔽されず、したがって基本表現におけるウィルソンループは面積則を示すと予想される。 すべてのケースにおいて、特定の「磁気」演算子の凝縮を同定する。 それらの多くは3つ以上の分岐を持ち、そのうち1つは超ポテンシャルが消滅するという、これまで観測されていなかった現象を持つ。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider properties of the gravitational path integral, ${Z}_{\text{grav}}$, of a four-dimensional gravitational effective field theory with $\Lambda>0$ at the quantum level. To leading order, ${Z}_{\text{grav}}$ is dominated by a four-sphere saddle subject to small fluctuations. Beyond this, ${Z}_{\text{grav}}$ receives contributions from additional geometries that may include Einstein metrics of positive curvature. We discuss how a general positive curvature Einstein metric contributes to ${Z}_{\text{grav}}$ at one-loop level. Along the way, we discuss Einstein-Maxwell theory with $\Lambda>0$, and identify an interesting class of closed non-Einstein gravitational instantons. We provide a detailed study for the specific case of $\mathbb{C}P^2$ which is distinguished as the saddle with second largest volume and positive definite tensor eigenspectrum. We present exact one-loop results for scalar particles, Maxwell theory, and Einstein gravity about the Fubini-Study metric on $\mathbb{C}P^2$. | 量子レベルで$\Lambda>0$となる4次元重力有効場理論の重力経路積分${Z}_{\text{grav}}$の特性を考察する。 ${Z}_{\text{grav}}$は、主要位数において、小さな変動を受ける4球面鞍型構造によって支配される。 これに加えて、${Z}_{\text{grav}}$は、正曲率のアインシュタイン計量を含む可能性のある追加の幾何学からの寄与を受ける。 一般的な正曲率のアインシュタイン計量が、1ループレベルでどのように${Z}_{\text{grav}}$に寄与するかを議論する。 その過程で、$\Lambda>0$となるアインシュタイン-マクスウェル理論を議論し、興味深い種類の閉じた非アインシュタイン重力インスタントンを特定する。 我々は、体積が2番目に大きく、テンソル固有スペクトルが正定値である鞍点として特徴付けられる$\mathbb{C}P^2$の特定のケースについて詳細な研究を行う。 $\mathbb{C}P^2$上のFubini-Study計量について、スカラー粒子、マクスウェル理論、およびアインシュタイン重力に対する正確な1ループ結果を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Quarkonia, which are bound states of a heavy quark and antiquark, play a key role in probing the quark-gluon plasma (QGP). The dynamics of quarkonia in the QGP are encoded in their finite-temperature spectral functions. In this work, we estimate the quarkonium spectral functions in the pseudo-scalar channel using 2+1 flavor lattice QCD with a pion mass of $320\,\text{MeV}$, at temperatures of $220\,\text{MeV}\,(1.2\,T_{pc}),\,251\,\text{MeV}\,(1.4\,T_{pc})\,\text{and}\,293\,\text{MeV}\,(1.6\,T_{pc})$. Reconstructing the spectral function from the Euclidean lattice correlator is a well-known ill-posed problem, requiring additional physics-motivated input. We address this by smoothly matching contributions from different frequency regions of the spectral function, using appropriate physics valid for each region. The spectral function around $\omega \sim 2\,M_q$ is obtained using a non-perturbative complex potential, while for $\omega \gg 2\,M_q$ it is modeled using results from vacuum perturbation theory. Since the pseudoscalar channel does not receive a transport contribution near $\omega \sim 0$, we find that the combination of these two regions already provides a good description of the relativistic lattice pseudoscalar correlator. We observe a substantial thermal width in the $\eta_c(1S)$ state, indicating that pseudoscalar charmonium ($\eta_c$) is nearing dissolution at the studied temperatures. In comparison, the $\eta_b$ ground state exhibits little change and remains well-defined. | 重いクォークと反クォークの束縛状態であるクォーコニアは、クォークグルーオンプラズマ（QGP）の探査において重要な役割を果たします。 QGPにおけるクォーコニアのダイナミクスは、有限温度のスペクトル関数に符号化されています。 本研究では、パイオン質量が$320\,\text{MeV}$の2+1フレーバー格子QCDを用いて、擬スカラーチャネルにおけるクォーコニウムのスペクトル関数を、温度$220\,\text{MeV}\,(1.2\,T_{pc}),\,251\,\text{MeV}\,(1.4\,T_{pc})\,\text{および}\,293\,\text{MeV}\,(1.6\,T_{pc})$で評価します。 ユークリッド格子相関器からスペクトル関数を再構成することは、よく知られた不良設定問題であり、物理学に基づいた追加の入力を必要とする。 我々は、スペクトル関数の異なる周波数領域からの寄与を、各領域に有効な適切な物理学を用いて滑らかにマッチングさせることで、この問題に対処する。 $\omega \sim 2\,M_q$ 付近のスペクトル関数は非摂動的な複素ポテンシャルを用いて得られ、$\omega \gg 2\,M_q$ については真空摂動論の結果を用いてモデル化される。 擬スカラーチャネルは $\omega \sim 0$ 付近では輸送寄与を受けないため、これら2つの領域の組み合わせは、相対論的格子擬スカラー相関器の良好な記述を既に提供していることがわかる。 $\eta_c(1S)$ 状態には大きな熱幅が観測されており、擬スカラーチャーモニウム ($\eta_c$) が研究対象とした温度において溶解に近づいていることを示している。 これに対し、$\eta_b$ 基底状態はほとんど変化せず、明確に定義されている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The calculation of generalized parton distributions (GPDs) in lattice QCD was traditionally done by calculating matrix elements in the symmetric frame. Recent advancements have significantly reduced computational costs by calculating these matrix elements in the asymmetric frame, allowing us to choose the momentum transfer to be in either the initial or final states only. The theoretical methodology requires a new parametrization of the matrix element to obtain Lorentz-invariant amplitudes, which are then related to the GPDs. The formulation and implementation of this approach have already been established for the unpolarized and helicity GPDs. Building upon this idea, we extend this formulation to the four leading-twist quark transversity GPDs ($H_T$, $E_T$, $\widetilde{H}_T$, $\widetilde{E}_T$). We also present numerical results for zero skewness using an $N_f=2+1+1$ ensemble of twisted mass fermions with a clover improvement. The light quark masses employed in these calculations correspond to a pion mass of about 260 MeV. Furthermore, we include a comparison between the symmetric and asymmetric frame calculations to demonstrate frame independence of the Lorentz-invariant amplitudes. Analysis of the matrix elements in the asymmetric frame is performed at several values of the momentum transfer squared, $-t$, ranging from 0.17 GeV$^2$ to 2.29 GeV$^2$. | 格子QCDにおける一般化パートン分布（GPD）の計算は、従来、対称系における行列要素を計算することによって行われてきました。 近年の進歩により、これらの行列要素を非対称系で計算することで計算コストが大幅に削減され、運動量移動を初期状態または終状態のいずれかのみに選択することが可能になりました。 理論的手法では、ローレンツ不変な振幅を得るために行列要素の新たなパラメータ化が必要であり、この振幅はGPDと関連付けられます。 このアプローチの定式化と実装は、非偏極GPDとヘリシティGPDに対して既に確立されています。 この考え方に基づき、この定式化を4つのリーディングツイストクォーク横方向GPD（$H_T$、$E_T$、$\widetilde{H}_T$、$\widetilde{E}_T$）に拡張します。 また、クローバー改良を施したツイスト質量フェルミオンの$N_f=2+1+1$アンサンブルを用いた、歪度ゼロの数値結果も示す。 これらの計算で用いた軽いクォークの質量は、約260MeVのパイ中間子質量に相当する。 さらに、ローレンツ不変な振幅がフレーム非依存性であることを示すために、対称フレームと非対称フレームの計算を比較する。 非対称フレームにおける行列要素の解析は、運動量移動の二乗$-t$のいくつかの値を0.17GeV$^2$から2.29GeV$^2$の範囲で行った。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study on-shell scattering amplitudes for continuous-spin particles (CSPs). Poincar\'e invariance, little-group $ISO(2)$ covariance, analyticity, and on-shell factorisation (unitarity) impose stringent conditions on these amplitudes. We solve them by realizing a non-trivial representation for all little-group generators on the space of functions of bi-spinors. The three-point amplitudes are uniquely determined by matching their high-energy limit to that of definite-helicity (ordinary) massless particles. Four-point amplitudes are then bootstrapped using consistency conditions, allowing us to analyze the theory in a very transparent way, without relying on any off-shell Lagrangian formulation. We present several examples that highlight the main features of the resulting scattering amplitudes. We discuss CSP's amplitudes as a new infrared deformation of ordinary massless amplitudes, which is controlled by the scale of the Pauli-Lubanski vector squared, as opposed to the familiar mass deformation. Finally, we explore under which conditions it is possible to relax some assumptions, such as strict on-shell factorisation, analyticity, or others. In particular, we also investigate how continuous-spin particles may couple to gravity and electromagnetism, in a loose version of $S$-matrix principles. | 連続スピン粒子（CSP）のオンシェル散乱振幅を研究する。 ポアンカレ不変性、小群 $ISO(2)$ 共変性、解析性、およびオンシェル分解（ユニタリー性）は、これらの振幅に厳しい条件を課す。 我々は、すべての小群生成元に対して、双スピノル関数の空間上で非自明な表現を実現することにより、これらの条件を解く。 3点振幅は、その高エネルギー極限を、質量ゼロの確定ヘリシティ（通常）粒子の極限と一致させることで一意に決定される。 次に、無矛盾条件を用いて4点振幅をブートストラップすることにより、オフシェルラグランジアン定式化に依存せずに、非常に透明な方法で理論を解析することができる。 得られた散乱振幅の主な特徴を強調するいくつかの例を示す。 CSPの振幅を、通常の質量ゼロ振幅の新たな赤外線変形として議論する。 これは、よく知られている質量変形とは異なり、パウリ・ルバンスキーベクトルの2乗のスケールによって制御される。 最後に、厳密なオンシェル分解、解析性など、いくつかの仮定を緩和できる条件を探る。 特に、S行列原理の緩いバージョンにおいて、連続スピン粒子が重力や電磁気とどのように結合するかについても調べる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the equivariant generalization of topological strings on toric manifolds, focusing in particular on defining the contributions of constant maps in the genus expansion of the partition function. This approach regularizes the integration over non-compact Calabi-Yau spaces, producing finite results at each order in the expansion, as illustrated by a broad set of explicit examples. Our investigation highlights the geometric modeling of flux compactifications and clarifies the link between the effective supergravity framework and the equivariant topological string formalism, building on recent developments by Martelli and Zaffaroni. We conclude that the connection between topological string theory and supergravity/field theory involves switching between geometric moduli and fluxes, shedding light on the role of ensemble averages in string theory. We propose an exact non-perturbative holographic match with the corresponding M2-brane partition functions, which we test perturbatively at all orders in the gauge group rank $N$ in a companion paper. A special case of our proposal for vanishing flux reformulates the Ooguri--Strominger--Vafa conjecture within the equivariant topological string framework. | 我々はトーリック多様体上の位相弦の同変一般化を研究し、特に分割関数の種数展開における定数写像の寄与の定義に焦点を当てる。 このアプローチは、非コンパクト・カラビ・ヤウ空間上の積分を正則化し、広範な明示的な例で示されるように、展開の各位数において有限の結果を生成する。 我々の研究は、フラックス・コンパクト化の幾何学的モデリングに焦点を当て、MartelliとZaffaroniによる最近の発展に基づき、有効超重力枠組みと同変位相弦形式論との関連を明らかにする。 我々は、位相弦理論と超重力／場の理論との関連は、幾何学的モジュライとフラックスの切り替えを伴うものであり、弦理論におけるアンサンブル平均の役割に光を当てると結論付ける。 我々は、対応するM2ブレーン分割関数との正確な非摂動論的ホログラフィック整合を提案し、関連論文においてゲージ群ランク$N$内のすべての順序で摂動論的に検証する。 消失フラックスに対する我々の提案の特別な場合により、大栗-ストロミンガー-ヴァファ予想が同変位相弦の枠組みの中で再定式化される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In the background of several holographic confining backgrounds, we present the connections between the behaviors of string scattering amplitudes and mutual information. We lay down the analogies between the logarithmic branch cut behavior of the string scattering amplitude in $4d$, $ \mathcal{A}_4 $, at low and medium Mandelstam variable $s$ observed in \cite{Bianchi:2021sug}, which is due to the dependence of the string tension on the holographic coordinate, and the branch cut behavior observed in mutual information and critical distance $D_c$ at low-cut-off variable $u_{KK}$ studied in our previous work \cite{Ghodrati:2021ozc}. It can also be seen that in both cases, as $s$ or $u_{KK}$ increases, the peaks in the branch cuts fade away in the form of $\text{Re}\lbrack \mathcal{A}_4 \rbrack \propto s^{-1}$. Then, we used modular flow and modular Hamiltonian as intermediary concept to further clarify the observed connection. We discussed how mutual information itself can detect chaos in various scenarios. In addition, we considered two examples of Compton scattering between two photons and also the decay of a highly excited string into two tachyons and scrutinized the pattern of entanglement entropy and the change in the mutual information in these examples. Then, the kink-kink and kink-antikink scatterings as simple models of scattering in confining geometries have been used to examine the fractal structures in the scatterings of topological defects. Finally, the relationships between Regge conformal block and quantum error correction codes through pole-skipping and chaos bound have been postulated. These observed connections can further establish the ER$=$EPR conjecture and the general interdependence between the scattering amplitudes and entanglement entropy. | いくつかのホログラフィック閉じ込め背景を背景として、弦の散乱振幅の挙動と相互情報量の関係を示す。 \cite{Bianchi:2021sug}で観測された、低および中程度のマンデルスタム変数$s$における弦の散乱振幅$4d$、$\mathcal{A}_4$の対数分岐切断挙動（弦の張力がホログラフィック座標に依存することに起因する）と、前研究\cite{Ghodrati:2021ozc}で研究した低カットオフ変数$u_{KK}$における相互情報量と臨界距離$D_c$に観測される分岐切断挙動との類似性を示す。 また、どちらの場合も、$s$または$u_{KK}$が増加するにつれて、分岐切断のピークは$\text{Re}\lbrack \mathcal{A}_4 \rbrack \propto s^{-1}$の形で消えていくことがわかります。 次に、モジュラーフローとモジュラーハミルトニアンを中間概念として用いて、観測された関連性をさらに明確にしました。 相互情報量自体がどのようにして様々なシナリオでカオスを検出できるかについて議論しました。 さらに、2つの光子間のコンプトン散乱と、高度に励起された弦が2つのタキオンに崩壊する2つの例を考察し、これらの例におけるエンタングルメントエントロピーのパターンと相互情報量の変化を精査しました。 次に、閉じ込め形状における散乱の単純なモデルとして、キンク-キンク散乱とキンク-反キンク散乱を用いて、位相欠陥の散乱におけるフラクタル構造を調べました。 最後に、極スキップとカオス境界を介したレッジェ共形ブロックと量子誤り訂正符号の関係が仮定された。 これらの観察された関連性は、ER$=$EPR予想と、散乱振幅とエンタングルメントエントロピーの間の一般的な相互依存性をさらに確立することができる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Cuscuton Gravity is characterized as a scalar field that can be added to general relativity without introducing any new dynamical degrees of freedom on a cosmological background. Yet, it modifies gravity such that spacetime singularities can be avoided. This has led to the Cuscuton bounce, a nonsingular cosmology that has been shown to be linearly stable, which is a rare feat. Upon introducing mechanisms known to generate a near-scale-invariant power spectrum of isocurvature perturbations in the prebounce contracting phase, we perform an extensive linear analysis of all scalar perturbations as they evolve through the Cuscuton bounce, both analytically and numerically. Then, after deriving the third-order perturbed action for our theory, we compare the magnitude of its terms (on shell) to those in the second-order action. We show that perturbativity is maintained in the infrared throughout the evolution, including through the bounce. In the ultraviolet, we show that a hierarchy of scales is maintained, with the strong coupling scale well above the relevant background energy scale at all times. We reconfirm these results by computing the three-point functions in various limits and demonstrate that the models do not have any strong coupling problems and furthermore that there is negligible non-Gaussianities on observable scales. Consequently, the primary potential source of observable non-Gaussianities may only arise from the conversion of isocurvature perturbations to curvature perturbations. The whole scenario is thus a robust, stable, weakly coupled nonsingular cosmological model, consistent with observations. | カスクトン重力は、宇宙論的背景に新たな力学的自由度を導入することなく一般相対論に追加できるスカラー場として特徴付けられる。 しかしながら、それは時空特異点を回避できるように重力を修正する。 これは、線形安定であることが示された稀有な偉業であるカスクトンバウンスという非特異宇宙論につながった。 バウンス前収縮期において、等曲率摂動のほぼスケール不変なパワースペクトルを生成することが知られているメカニズムを導入し、カスクトンバウンスを通じて発展するすべてのスカラー摂動について、解析的および数値的に広範な線形解析を行う。 次に、我々の理論に対する3次の摂動作用を導出した後、その項（殻上）の大きさを2次の作用の項と比較する。 バウンス中を含め、発展過程全体を通して赤外線において摂動性が維持されることを示す。 紫外線領域においては、スケールの階層性が維持され、強結合スケールは常に関連する背景エネルギースケールをはるかに上回っていることを示す。 様々な極限における3点関数を計算することでこれらの結果を再確認し、モデルには強結合問題が存在せず、さらに観測可能なスケールでは非ガウス性は無視できるほど小さいことを示す。 したがって、観測可能な非ガウス性の主な潜在的発生源は、等曲率摂動から曲率摂動への変換からのみ生じる可能性がある。 したがって、シナリオ全体は、観測結果と整合する、ロバストで安定な、弱結合の非特異宇宙モデルである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We continue our investigation of the effective string model for the triply heavy quark system, mimicking that in pure $SU(3)$ gauge theory. We present analytical and numerical studies of the three-quark potential for isosceles and collinear geometries. In the general case, we derive the asymptotic expression of the potential in the infrared limit. Here we also demonstrate the universality of the string tension and interpret the transition between two distinct regimes, occurring when one of the triangle's angles formed by the quarks is equal to $\frac{2}{3}\pi$, as a breaking of permutational symmetry. This symmetry breaking implies the emergence of a heavy quark dressed by gluons, transforming in the two-index antisymmetric representation. Additionally, we discuss various aspects of the $Y$- and $\Delta$-laws, diquarks, and connections to lattice QCD. | 我々は、純粋な$SU(3)$ゲージ理論における有効弦模型の研究を模倣し、三重重いクォーク系の有効弦模型の研究を続ける。 二等辺三角形および共線幾何学における三クォークポテンシャルの解析的および数値的研究を示す。 一般の場合、赤外極限におけるポテンシャルの漸近的表現を導出する。 また、弦張力の普遍性を示し、クォークが作る三角形の角の1つが$\frac{2}{3}\pi$に等しいときに生じる2つの異なる領域間の遷移を、置換対称性の破れとして解釈する。 この対称性の破れは、2指数反対称表現において変換する、グルーオンで覆われた重いクォークの出現を意味する。 さらに、$Y$法則と$\Delta$法則、ダイクォーク、そして格子QCDとの関連について様々な側面を議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, BPS models built from the coupling of Yang-Mills-Higgs Lagrangian to impurities are investigated. We first consider scalar impurities, which in the BPS limit generate monopoles similar to those obtained in a previously considered class of $\mathrm{SU(2)}\times\mathrm{Z}_2$ or $\mathrm{SU(2)}\times\mathrm{SU(2)}$ models. We then focus on coupling with nonabelian impurities, defined as fixed backgrounds produced from fields transforming under the adjoint representation of SU(2), with a coupling chosen to preserve half of the BPS sectors. The nature of this coupling, the ensuing Bogomol'nyi bound and BPS equations, as well as the effect of these impurities in the abelianization that leads to the emergence of a U(1) gauge group are investigated. We study in greater detail impurities with spherical symmetry, and examine the manner in which impurity coupling changes the asymptotic behavior and range of monopole interactions. Moreover, we introduce a method that can be used to approximate solutions with the use of small perturbations around the Prasad-Sommerfield monopole, and discuss the possibility of extending the aforementioned results to dyons. In order to exemplify the most important properties of the theory, several specific impurity models are presented, with the respective monopole solutions are found numerically. These solutions present novel internal structure and multiple features that would not be possible in the original theory. | 本研究では、ヤン・ミルズ・ヒッグス・ラグランジアンと不純物の結合から構築されたBPS模型を調査する。 まず、BPS極限において、これまで検討されてきたクラスの$\mathrm{SU(2)}\times\mathrm{Z}_2$または$\mathrm{SU(2)}\times\mathrm{SU(2)}$模型で得られるものと同様のモノポールを生成するスカラー不純物を考察する。 次に、SU(2)の随伴表現の下で変換する場から生成される固定背景として定義される非アーベル不純物との結合に焦点を当て、BPSセクターの半分を保存するように結合を選択した。 この結合の性質、結果として生じるボゴモルニ境界とBPS方程式、そしてこれらの不純物がU(1)ゲージ群の出現につながるアーベル化に与える影響を調査する。 我々は球対称性を持つ不純物をより詳細に研究し、不純物結合がモノポール相互作用の漸近的挙動と範囲をどのように変化させるかを調べる。 さらに、プラサード・ゾンマーフィールド・モノポールの周りの小さな摂動を用いて解を近似する方法を紹介し、前述の結果をダイオンに拡張する可能性について議論する。 理論の最も重要な特性を例示するために、いくつかの具体的な不純物モデルを提示し、それぞれのモノポール解を数値的に求める。 これらの解は、元の理論では不可能であった新しい内部構造と複数の特徴を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study electric-magnetic duality in Lorentz invariant symmetric tensor gauge theories, where immobile charged particles - fractons - arise due to the generalized current conservation $\partial_{\mu} \partial_{\nu} J^{\mu \nu} = 0$ and the fracton gauge principle. We show that the duality in the symmetric gauge theories holds only in four-dimensional spacetime. In higher dimensions, the duality does not hold with only the symmetric gauge fields but tensor fields with more complex symmetries come into play. Furthermore, we show that a hierarchy for the symmetric gauge field theories of higher ranks is interpreted by the bi-form calculus. We also discuss the restricted immobility of $p$-branes in the mixed symmetric gauge theories. As a byproduct, we find that novel self-duality conditions are defined as BPS equations in the four-dimensional Euclidean space. | ローレンツ不変な対称テンソルゲージ理論における電磁双対性を研究する。 この理論では、一般化電流保存則 $\partial_{\mu} \partial_{\nu} J^{\mu \nu} = 0$ とフラクトンゲージ原理により、不動の荷電粒子（フラクトン）が生じる。 対称ゲージ理論におけるこの双対性は4次元時空でのみ成立することを示す。 高次元では、この双対性は対称ゲージ場だけでなく、より複雑な対称性を持つテンソル場にも影響を及ぼす。 さらに、高階対称ゲージ場理論の階層構造がバイフォーム計算によって解釈されることを示す。 また、混合対称ゲージ理論における$p$ブレーンの制限された不動性についても議論する。 副産物として、新たな自己双対条件が4次元ユークリッド空間におけるBPS方程式として定義されることを発見しました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Inflationary models that involve bursts of particle production generate bump-like features in the primordial power spectrum of density perturbations. These features influence the evolution of density fluctuations, leaving their unique signatures in cosmological observations. A detailed investigation of such signatures would help constrain physical processes during inflation. With this motivation, the goal of this paper is two-fold. First, we conduct a detailed analysis of the effects of bump-like primordial features on the sky-averaged 21 cm signal. Using semi-numerical simulations, we demonstrate that the primordial features can significantly alter the ionization history and the global 21 cm profile, making them a promising probe of inflationary models. We found a special scale (namely, the turnover wavenumber, $k^{\rm turn}$) at which the effect of primordial bump-like features on the global 21 cm profile vanishes. Also, we found that the behaviour of the primordial features on the global profile and ionization history are quite opposite for $k > k^{\rm turn}$ and $k < k^{\rm turn}$. We trace the root cause of these behaviours to the effects of primordial features on the halo mass function at high redshifts. Furthermore, we discuss the degeneracy between the astrophysical parameters and the primordial features in detail. Secondly, for a fixed set of astrophysical parameters, we derive upper limits on the amplitude of bump-like features in the range $10^{-1} < k\,[{\rm Mpc}^{-1}] < 10^2$ using current limits on optical depth to reionization from CMB data by Planck. | 粒子生成のバーストを伴うインフレーションモデルは、密度擾乱の原始的パワースペクトルにバンプ状の特徴を生成する。 これらの特徴は密度揺らぎの進化に影響を与え、宇宙論的観測において独自の特徴を残す。 このような特徴の詳細な調査は、インフレーション中の物理過程を制限するのに役立つだろう。 この動機から、本論文の目的は2つある。 まず、バンプ状の原始的特徴が全天平均した21cm信号に及ぼす影響について詳細な分析を行う。 半数値シミュレーションを用いて、原始的特徴が電離の歴史と21cmのグローバルプロファイルを大きく変化させ、インフレーションモデルの有望なプローブとなることを示す。 我々は、原始的バンプ状特徴が21cmのグローバルプロファイルに及ぼす影響が消失する特別なスケール（すなわち、ターンオーバー波数、$k^{\rm turn}$）を発見した。 また、原始的特徴がグローバルプロファイルと電離履歴に及ぼす振る舞いは、$k > k^{\rm turn}$ と $k < k^{\rm turn}$ の場合で全く逆になることがわかった。 これらの振る舞いの根本原因は、高赤方偏移における原始的特徴がハロー質量関数に及ぼす影響にあると結論づけた。 さらに、天体物理学的パラメータと原始的特徴との間の退化についても詳細に議論する。 次に、天体物理学的パラメータを固定したセットにおいて、PlanckのCMBデータから得られる再電離に対する光学的深さの現在の制限を用いて、$10^{-1} < k\,[{\rm Mpc}^{-1}] < 10^2$ の範囲におけるバンプ状特徴の振幅の上限を導出する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Sub-solar mass black holes could show up in gravitational wave observations in future and near-solar mass black holes might have been involved in the events GW190425 and GW190814. Since they cannot form from the stellar evolution, their creation requires exotic mechanisms. One such mechanism involves the capture of dark matter particles by stellar objects and their thermalization. When the criterion for the collapse of these dark matter particles is satisfied, a tiny endoparasitic black hole (EBH) forms and then it accretes matter from the host. The EBH may transmute the host into a black hole of nearly the same mass as the host or lesser, depending on the type of accretion. We examine this complex and poorly-explored accretion mechanism, considering the effects of rotation and viscosity but ignoring some other effects, such as those of pressure and magnetic field, as the first step. Using a general framework to assess the effects of rotation and viscosity on accretion, we show that the accretion could be stalled in some white dwarfs, but not in neutron stars. The stalled accretion should cause an opening in the host's polar regions, the extent of which depends on the mass and spin of the host. | 太陽質量未満のブラックホールは、将来、重力波観測で現れる可能性があり、近太陽質量ブラックホールはGW190425およびGW190814事象に関与していた可能性がある。 これらのブラックホールは恒星の進化によって形成されることはないため、その形成には特殊なメカニズムが必要となる。 そのようなメカニズムの一つは、恒星による暗黒物質粒子の捕獲と熱化である。 これらの暗黒物質粒子の崩壊条件が満たされると、微小な内部寄生ブラックホール（EBH）が形成され、それがホストから物質を集積する。 EBHは、集積の種類に応じて、ホストをほぼ同じ質量、あるいはそれより小さい質量のブラックホールへと変換する可能性がある。 我々は、この複雑で十分に研究されていない集積メカニズムを、最初のステップとして、回転と粘性の影響を考慮し、圧力や磁場などの他のいくつかの影響を無視して検証する。 回転と粘性が降着に及ぼす影響を評価するための一般的な枠組みを用いて、一部の白色矮星では降着が停滞する可能性があるが、中性子星では停滞しないことを示す。 停滞した降着は母星の極領域に開口部を引き起こすはずであり、その程度は母星の質量と自転に依存する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A recent work [Phys. Rev. D 111, 104040] shows that the curvature singularity of a black hole can vanish at a fine-tuned mass value, which implies that regular black holes could be special states in black hole evolution. We study the quasinormal modes (QNMs) of the Bardeen black hole and its singular counterparts under scalar and electromagnetic perturbations, employing the WKB method and time-domain analysis, respectively. The time-domain analysis results suggest that echo signals may emerge in the QNMs of singular black hole states. Furthermore, we investigate the null geodesics of these black holes. We find that a black hole with singularity may possess two light rings, whereas regular black holes consistently maintain only one light ring. Similar conclusions are also valid for the regular Hayward black hole and its singular counterparts. | 最近の研究 [Phys. Rev. D 111, 104040] では、ブラックホールの曲率特異点は、微調整された質量値で消失する可能性があることが示されており、これは通常のブラックホールがブラックホールの進化における特別な状態である可能性があることを意味しています。 我々は、スカラー摂動と電磁気摂動下におけるバーディーンブラックホールとその特異ブラックホールの準正規モード（QNM）を、それぞれWKB法と時間領域解析を用いて研究しました。 時間領域解析の結果は、特異ブラックホール状態のQNMにエコー信号が現れる可能性があることを示唆しています。 さらに、これらのブラックホールのヌル測地線を調べました。 特異点を持つブラックホールは2つの光リングを持つ可能性があるのに対し、通常のブラックホールは常に1つの光リングしか持たないことが分かりました。 同様の結論は、通常のヘイワードブラックホールとその特異ブラックホールにも当てはまります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we develop a systematic formalism to evaluate the upper bound of a large family of holographic entanglement entropy combinations when fixing $n$ subsystems and fine-tuning one other subsystem. The upper bound configurations and values of these entropy combinations can be derived and classified. The upper bound of these entropy combinations reveals holographic $n+1$-partite entanglement that $n$ fixed subsystems participate in. In AdS$_3$/CFT$_2$, AdS$_4$/CFT$_3$, and even higher-dimensional holography, one can, in principle, find different formulas of upper bound values, reflecting the fundamental difference in entanglement structure in different dimensions. | 本研究では、$n$ 個のサブシステムを固定し、他の 1 つのサブシステムを微調整する際に、ホログラフィックエンタングルメントエントロピーの組み合わせの大規模なファミリーの上限を評価するための体系的な形式論を開発する。 これらのエントロピーの組み合わせの上限の構成と値は導出および分類することができる。 これらのエントロピーの組み合わせの上限は、$n$ 個の固定されたサブシステムが関与するホログラフィック $n+1$ 部分エンタングルメントを明らかにする。 AdS$_3$/CFT$_2$、AdS$_4$/CFT$_3$、さらには高次元ホログラフィーにおいても、原理的には、異なる次元におけるエンタングルメント構造の根本的な違いを反映して、上限値の異なる式を見つけることができる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The (S-type) Gubser-Rocha model is a holographic model, which can be derived from the maximal gauged supergravity in four dimensions. With an appropriate choice of the boundary action, this model exhibits a continuous phase transition in the neutral limit. In this paper, we investigate several aspects of this phase transition. Firstly, we show that the critical exponents of the phase transition match those in the mean-field percolation theory. Subsequently, we also investigate the dynamical stability, and the emergence of the Nambu-Goldstone modes by analyzing the quasinormal modes of the perturbation fields. The dynamical stability agrees with the thermodynamic stability. In addition, we find that there is an emergent Nambu-Goldstone mode in the broken phase of the S-type model. | (S型) Gubser-Rocha模型は、4次元における最大ゲージ超重力から導かれるホログラフィック模型である。 境界作用を適切に選ぶと、この模型は中性極限において連続相転移を示す。 本論文では、この相転移のいくつかの側面を調べる。 まず、相転移の臨界指数が平均場パーコレーション理論のものと一致することを示す。 次に、摂動場の準正規モードを解析することにより、動的安定性とNambu-Goldstoneモードの出現を調べる。 動的安定性は熱力学的安定性と一致する。 さらに、S型模型の破れた相においてNambu-Goldstoneモードが出現することを見いだした。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We give a brief overview of the BRST approach to the gauge invariant Lagrangian formulation for free massive higher-spin bosonic fields focusing on two specific aspects. First, the theory is considered in four dimensional flat space in terms of spin-tensor fields with two component undotted and dotted indices. This leads to a significant simplification of the whole approach in comparison with the one where the fields with vector indices were used, since now there is no need to introduce a constraint responsible for the traces of the fields into the BRST charge. Second, we develop an extremely simple and clear procedure to eliminate all the auxiliary fields and prove that the BRST equations of motion identically reproduce the basic conditions for irreducible representations of the Poinc\'are group with a given mass and spin. Similar to the massless theory, the final Lagrangian for massive higher-spin fields is formulated in triplet form. The BRST formulation leads to a system of fields that are clearly subdivided into the basic spin $s$ field, Zinoviev-like auxiliary fields, Singh-Hagen-like auxiliary fields, and special BRST auxiliary fields. The auxiliary fields can be partially eliminated by gauge fixing and/or using the equations of motion. This allows one to obtain formally different (with different numbers of auxiliary fields) but equivalent Lagrangian formulations. | 自由質量高スピンボゾン場に対するゲージ不変ラグランジアン定式化へのBRSTアプローチについて、2つの特定の側面に焦点を当てて簡潔に概説する。 第一に、理論は4次元平坦空間において、2つの成分添字を持つスピンテンソル場を用いて考察される。 これにより、ベクトル添字を持つ場を用いた場合と比較して、アプローチ全体が大幅に簡素化される。 なぜなら、BRST電荷への場のトレースに関する制約を導入する必要がなくなるからである。 第二に、すべての補助場を除去し、BRSTの運動方程式が、与えられた質量とスピンを持つポアンカレ群の既約表現の基本条件を等しく再現することを証明するための、極めて単純かつ明快な手順を開発する。 質量ゼロ理論と同様に、質量高スピン場に対する最終的なラグランジアンは3重項形式で定式化される。 BRST 定式化は、基本スピン $s$ 場、ジノビエフ型補助場、シン・ハーゲン型補助場、そして特殊 BRST 補助場へと明確に区分される場の系を導きます。 補助場は、ゲージ固定や運動方程式を用いることで部分的に除去することができます。 これにより、形式的には異なる（補助場の数が異なる）ものの、等価なラグランジアン定式化を得ることができます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A universal framework for the joint measurement of multiple localized observables in quantum field theory satisfying spacetime locality and compositionality is still lacking. We present an approach to the problem that is based on the one hand on the positive formalism, an axiomatic framework, where it is clear from the outset that we satisfy locality and compositionality, while also having a consistent probabilistic interpretation. On the other hand, the approach is based on standard tools from quantum field theory, in particular the path integral and the Schwinger-Keldysh formalism. After an overview of the conceptual foundations we introduce the modulus-square construction as a formalization of the measurement process for an important class of observables including quadratic observables. We show that this construction has many of the desired properties, including positivity, locality, single measurement recovery and compositionality. We introduce a renormalization scheme for the measurement of quadratic observables that also satisfies compositionality, in contrast to previous renormalization schemes. We discuss relativistic causality, confirming that measurements in our scheme are indeed localized in the spacetime regions where the underlying observables have support. | 時空局所性と構成性を満たす量子場の理論における複数の局所観測量の同時測定のための普遍的な枠組みは未だ存在しない。 我々はこの問題に対するアプローチを提示する。 このアプローチは、一方では公理的枠組みである正値形式主義に基づくものであり、この枠組みでは、局所性と構成性を満たすことが最初から明らかであり、かつ首尾一貫した確率的解釈も持つ。 他方では、このアプローチは量子場の理論における標準的な手法、特に経路積分とシュウィンガー・ケルディッシュ形式主義に基づいている。 概念的基礎を概観した後、二次観測量を含む重要な観測量のクラスに対する測定過程の形式化として、モジュラス平方構成を導入する。 この構成は、正値性、局所性、単一測定回復、構成性など、多くの望ましい特性を持つことを示す。 我々は、従来の繰り込み方式とは対照的に、合成性も満たす二次の観測量の測定のための繰り込み方式を導入する。 我々は相対論的因果関係について議論し、我々の方式における測定が、基礎となる観測量が支持を持つ時空領域に局在していることを確認する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Asymptotic Safety constitutes a promising mechanism for a consistent and predictive high-energy completion of the gravitational interactions. To date, most results on the interacting renormalization group fixed point underlying the construction are obtained for Euclidean signature spacetimes. In this work, we use the Arnowitt-Deser-Misner (ADM) decomposition of the metric degrees of freedom and investigate the relations between the Euclidean and Lorentzian renormalization group flows resulting from the analytic continuation of the lapse function. We discuss the general conditions which guarantee the equivalence of the beta functions. These insights are illustrated based on the flow of the graviton two-point function within the Einstein-Hilbert truncation, demonstrating agreement of the Euclidean and Lorentzian settings. Hence the UV- and IR-completions identified in the Euclidean case are robust when changing spacetime signature. We take this as an important indicator that the Euclidean asymptotic safety mechanism carries over to Lorentzian signature spacetimes. | 漸近安全性は、重力相互作用の高エネルギー完成を矛盾なく予測可能にする有望なメカニズムである。 現在までに、その構成の基礎となる相互作用繰り込み群の不動点に関するほとんどの結果は、ユークリッドシグネチャ時空に対して得られている。 本研究では、計量自由度のアーノウィット-デザー-ミスナー（ADM）分解を用いて、減衰関数の解析接続から生じるユークリッド繰り込み群フローとローレンツ繰り込み群フローの関係を調べる。 ベータ関数の同値性を保証する一般条件について議論する。 これらの知見は、アインシュタイン-ヒルベルト切断内での重力子2点関数のフローに基づいて示され、ユークリッド設定とローレンツ設定の一致を示す。 したがって、ユークリッドの場合に同定されたUV完成とIR完成は、時空シグネチャが変化してもロバストである。 これは、ユークリッド漸近的安全性メカニズムがロレンツシグネチャ時空にも適用可能であることを示す重要な指標であると我々は考えています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We derive the probability for chiral oscillation of Majorana neutrinos based on quantum field theory. Since the Hamiltonian under the Majorana mass term does not conserve lepton number, the eigenstates of lepton number change continuously over time. Therefore, the transition amplitude is described by the inner product of the eigenstates of lepton number at the time of the neutrino production and the detection. With the Bogoliubov transformation, we successfully relates the lepton number eigenstates at different times. This method enables us to understand the time variation of lepton number induced by chiral oscillations in terms of transition probabilities. We also present the physical picture that emerges through the Bogoliubov transformation. | 量子場の理論に基づき、マヨラナニュートリノのカイラル振動の確率を導出する。 マヨラナ質量項の下でのハミルトニアンはレプトン数を保存しないため、レプトン数の固有状態は時間とともに連続的に変化する。 したがって、遷移振幅は、ニュートリノ生成時と検出時のレプトン数の固有状態の内積で記述される。 ボゴリュボフ変換を用いることで、異なる時刻におけるレプトン数の固有状態を関連付けることに成功した。 この方法により、カイラル振動によって引き起こされるレプトン数の時間変化を遷移確率の観点から理解することが可能になる。 また、ボゴリュボフ変換を通して現れる物理的描像も示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| To date, no observational confirmation of dark matter particles has been found. In this paper, we put forward an alternative approach to inferring evidence for dark matter through modified gravity, without invoking fundamental dark matter particles. Specifically, we explore the possibility of extracting signatures of Kaluza-Klein gravity through the gravitational Aharonov-Bohm effect. Kaluza-Klein theory has recently been proposed as an alternative to the dark sector, and predicts a tower of particles, including spin-0 and spin-1 gravitons alongside the usual spin-2 gravitons, which can gravitationally couple to matter. We thus analyze a quantum system in free fall around a gravitating body in the presence of a modified Yukawa-like gravitational potential, and determine the gravitational phase induced by the additional degrees of freedom introduced by the Kaluza-Klein model. Our results reveal that, in addition to the usual result from General Relativity, the quantum wave function of the system exhibits an additional effect: a splitting of the energy levels with a new quantum number due to the extra vector gravitational degrees of freedom. The energy splitting difference between general relativity and Kaluza-Klein gravity is found to be of the order of meV for an atomic system and eV for a nuclear system. Similar values also arise in generic modified gravity models and can be feasibly tested in the future. Numerical estimates for the graviton mass are also provided, and potential imprints on gravitational waves are mentioned. | 現在まで、暗黒物質粒子の存在を観測的に確認した例はない。 本論文では、基本的な暗黒物質粒子を考慮せずに、修正重力理論を通して暗黒物質の証拠を推論する代替アプローチを提示する。 具体的には、重力アハラノフ・ボーム効果を通してカルツァ＝クライン重力理論の特徴を抽出する可能性を探る。 カルツァ＝クライン理論はダークセクターの代替として最近提案されたもので、通常のスピン2重力子に加えて、スピン0およびスピン1重力子を含む粒子の塔を予言し、これらは物質と重力結合する可能性がある。 そこで我々は、修正された湯川型重力ポテンシャルの存在下で、重力体の周りを自由落下する量子系を解析し、カルツァ＝クラインモデルによって導入される追加の自由度によって誘起される重力位相を決定する。 我々の結果は、一般相対性理論からの通常の結果に加えて、この系の量子波動関数が追加の効果、すなわち、重力ベクトル自由度の増加による新たな量子数を持つエネルギー準位の分裂を示すことを明らかにした。 一般相対性理論とカルツァ＝クライン重力理論の間のエネルギー分裂の差は、原子系ではmeV、原子核系ではeVのオーダーであることがわかった。 同様の値は一般的な修正重力モデルでも生じており、将来的に検証可能である。 重力子質量の数値的推定値も示し、重力波への潜在的な影響についても言及する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose a quantum Monte Carlo scheme capable of extracting large-scale data of R\'enyi entanglement entropy (EE) with high precision and low technical barrier. Instead of directly computing the ratio of two partition functions within different space-time manifolds, we obtain them separately via a reweight-annealing scheme and connect them from the ratio of a reference point. The incremental process can thus be designed along a path of real physical parameters within this framework, and all intermediates are meaningful EEs corresponding to these parameters. In a single simulation, we can obtain many multiples ($\sim \beta L^d$, d is the space dimension) of EEs, which has been proven to be powerful for determining phase transition points and critical exponents. Additionally, we introduce a formula to calculate the derivative of EE without resorting to numerical differentiation from dense EE data. This formula only requires computing the difference of energies in different space-time manifolds. The calculation of EE and its derivative becomes much cheaper and simpler in our scheme. We then demonstrate the feasibility of using EE and its derivative to find phase transition points, critical exponents, and various phases. | 我々は、R\'enyiエンタングルメントエントロピー（EE）の大規模データを高精度かつ低い技術的障壁で抽出可能な量子モンテカルロ法を提案する。 異なる時空多様体内の2つの分配関数の比を直接計算する代わりに、再重み付けアニーリング法を用いてそれらを個別に取得し、参照点の比からそれらを接続することにより、増分プロセスをこの枠組み内で実際の物理パラメータのパスに沿って設計することができ、すべての中間値はこれらのパラメータに対応する意味のあるEEとなる。 1回のシミュレーションで、EEの多数の倍数（$\sim \beta L^d$、dは空間次元）を取得でき、これは相転移点や臨界指数の決定に有効であることが証明されている。 さらに、稠密なEEデータから数値微分に頼ることなくEEの微分を計算する公式を導入する。 この公式は、異なる時空多様体におけるエネルギー差を計算するだけでよい。 この手法により、EEとその導関数の計算ははるかに安価かつ簡素化されます。 そして、EEとその導関数を用いて相転移点、臨界指数、そして様々な相を求めることができることを実証します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The equivalence principle for test gravitational physics strongly constrains dynamics of spacetime, providing a powerful criterion for selecting candidate theories of gravity. However, checking its validity for a particular theory is often a very difficult task. We devise here a simple theoretical criterion for identifying equivalence principle violations in black hole thermodynamics. Employing this criterion, we prove that Lanczos-Lovelock gravity violates the strong equivalence principle, leaving general relativity as the only local, diffeomorphism-invariant theory compatible with it. However, we also show that certain nonlocal expressions for black hole entropy appear to obey the strong equivalence principle. | テスト重力物理学における同値原理は時空ダイナミクスを強く制約し、重力理論の候補を選択するための強力な基準となる。 しかしながら、特定の理論における同値原理の妥当性を検証することは、しばしば非常に困難な作業となる。 本稿では、ブラックホール熱力学における同値原理の破れを識別するための、単純な理論的基準を考案する。 この基準を用いて、ランチョス＝ラブロック重力が強い同値原理に違反し、一般相対論がこれと両立する唯一の局所的かつ微分同相不変な理論となることを証明する。 しかしながら、ブラックホールエントロピーに関する特定の非局所的表現が強い同値原理に従うように見えることも示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We perform a precise calculation of the EFT conditional likelihood for large-scale structure (LSS) via the saddle-point expansion method in the presence of primordial non-Gaussianities (PNG). The precision is manifested at two levels: one corresponding to the consideration of higher-order noise terms, and the other to the inclusion of contributions around the saddle points. In computing the latter, we encounter the same issue of the negative modes as in the context of false vacuum decay, which necessitates deforming the original integration contour into the combination of the steepest descent contours to ensure a convergent and real result. We demonstrate through detailed calculations that, upon the incorporation of leading-order PNG, both types of extensions introduce irreducible field-dependent contributions to the conditional likelihood. This insight motivates the systematic inclusion of additional effective terms within the forward modeling framework. Our work facilitates Bayesian forward modeling under non-Gaussian initial conditions, thereby enabling more stringent constraints on the parameters describing PNG. | 原始的非ガウス性（PNG）の存在下で、鞍点展開法を用いて大規模構造（LSS）のEFT条件付き尤度を精密に計算する。 その精度は2つのレベルで現れる。 1つは高次ノイズ項の考慮、もう1つは鞍点周辺の寄与の組み込みである。 後者の計算では、偽真空崩壊の場合と同じ負モードの問題に遭遇する。 この問題では、収束的で実数の結果を確実にするために、元の積分曲線を最急降下曲線の組み合わせに変形する必要がある。 詳細な計算により、主要次数PNGを組み込むと、どちらのタイプの拡張も条件付き尤度に既約な場依存寄与を導入することを示す。 この洞察は、順方向モデリングの枠組みに追加の有効項を体系的に含めることを動機づけるものである。 本研究は、非ガウス初期条件下におけるベイズ順モデリングを容易にし、PNGを記述するパラメータに対するより厳しい制約を可能にします。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Alexei Alexandrovich Starobinsky was one of the greatest cosmologists of all times, who made fundamental contributions to gravitational theory and cosmology based on geometrical ideas in physics, in the spirit of Einstein. One of his big achievements is the famous Starobinsky model of cosmological inflation in the early universe, proposed in 1979-1980. In this memorial paper, the Starobinsky inflation model is systematically reviewed from the modern perspective. Its deformation to include production of primordial black holes is proposed, and possible quantum corrections in the context of superstring theory and the Swampland Program are discussed. Starobinsky inflation also leads to the universal reheating mechanism for particle production after inflation. | アレクセイ・アレクサンドロヴィチ・スタロビンスキーは、アインシュタインの精神を受け継ぎ、物理学における幾何学的概念に基づき、重力理論と宇宙論に根底的な貢献を果たした、史上最も偉大な宇宙論者の一人です。 彼の大きな業績の一つは、1979年から1980年に提唱された、初期宇宙における宇宙インフレーションの有名なスタロビンスキー模型です。 本記念論文では、スタロビンスキー・インフレーション模型を現代的な観点から体系的にレビューします。 原始ブラックホールの生成を組み込むための変形を提案し、超弦理論とスワンプランド計画の文脈における量子補正の可能性について考察します。 スタロビンスキー・インフレーションは、インフレーション後の粒子生成における普遍的な再加熱機構にもつながります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We analyze the correlation function in JT gravity using three approaches: by summing over all geodesics connecting boundary operators, integrating over the region of moduli space determined by the ``no-shortcut condition'' introduced by D.Stanford and Z.Yang, and using the formula for the universal spectral density correlation in the $\tau$-scaling limit. We find that the behaviors of the three results coincide at late times: they all exhibit a ``ramp'' instead of permanent decay. Using the third approach we also confirm that the ``plateau'' appears after $T_H=2\pi e^{S_0}\hat{\rho}_0(E)$. Overall, our results are consistent with the SFF analysis. We also calculate the ERB length $\langle \ell(T) \rangle$ using the three approaches and find that the results are in good agreement with each other. We also find that the $\langle \ell(T) \rangle$ grows as a cubic function in $T$ due to the contribution from geometry including one observable baby universe, and converges to a constant after $T=T_H$. For the geometry with one baby universe, we compute the size $\langle b(T) \rangle$ of the baby universe and find that it is of the same order as $\langle \ell(T) \rangle$. This result is consistent with the baby universe emission mechanism claimed by P.Saad. | JT重力における相関関数を、3つのアプローチを用いて解析した。 すなわち、境界作用素を連結するすべての測地線にわたって和をとる方法、D.StanfordとZ.Yangによって導入された「ノーショートカット条件」によって決定されるモジュライ空間の領域にわたって積分する方法、そして$\tau$スケーリング極限における普遍スペクトル密度相関の公式を用いる方法である。 3つの結果の挙動は、後期において一致することがわかった。 すなわち、いずれも永久減衰ではなく「ランプ」を示す。 3つ目のアプローチを用いて、$T_H=2\pi e^{S_0}\hat{\rho}_0(E)$の後に「プラトー」が現れることも確認した。 全体として、我々の結果はSFF解析と整合している。 また、3つのアプローチを用いてERB長$\langle \ell(T) \rangle$を計算し、結果が互いによく一致することを明らかにした。 また、観測可能な赤ちゃん宇宙を1つ含む幾何学の寄与により、$\langle \ell(T) \rangle$は$T$の3次関数として増加し、$T=T_H$以降は定数に収束することもわかりました。 赤ちゃん宇宙を1つ含む幾何学について、赤ちゃん宇宙の大きさ$\langle b(T) \rangle$を計算し、それが$\langle \ell(T) \rangle$と同じオーダーであることが分かりました。 この結果は、P.Saadが主張する赤ちゃん宇宙の放出メカニズムと整合しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| It is known that the double-scaled SYK model (DSSYK) reduces to JT gravity with a negative cosmological constant by zooming in on the lower edge $E=-E_0$ of the spectrum. We find that the de Sitter JT gravity (i.e. JT gravity with a positive cosmological constant) is reproduced from DSSYK by taking a scaling limit around the upper edge $E=E_0$ of the spectrum. We also argue that the appearance of de Sitter JT gravity is consistent with the behavior of the classical solution of the sine dilaton gravity. | 二重スケールSYK模型（DSSYK）は、スペクトルの下端$E=-E_0$を拡大すると、負の宇宙定数を持つJT重力に帰着することが知られている。 我々は、スペクトルの上端$E=E_0$の周囲にスケーリング極限をとることで、DSSYKからド・ジッターJT重力（すなわち、正の宇宙定数を持つJT重力）が再現されることを見出した。 また、ド・ジッターJT重力の出現は、正弦ディラトン重力の古典解の挙動と整合していると主張する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The stability of tree-level relations among the parameters of a quantum field theory with respect to renormalization group (RG) running is typically explained by the existence of a symmetry. We examine a toy model of a quantum field theory of two real scalars in which a tree-level relation among the squared-mass parameters of the scalar potential appears to be RG-stable without the presence of an appropriate underlying symmetry. The stability of this relation with respect to renormalization group running can be explained by complexifying the original scalar field theory. It is then possible to exhibit a symmetry that guarantees the relations of relevant beta functions of squared-mass parameters of the complexified theory. Among these relations, we can identify equations that are algebraically identical to the corresponding equations that guarantee the stability of the relations among the squared-mass parameters of the original real scalar field theory where the symmetry of the complexified theory is no longer present. | 量子場の理論におけるパラメータ間のツリーレベルの関係の、繰り込み群（RG）実行に関する安定性は、典型的には対称性の存在によって説明される。 我々は、スカラーポテンシャルの2乗質量パラメータ間のツリーレベルの関係が、適切な基礎対称性の存在なしにRG安定であるように見える、2つの実スカラーの量子場の理論のトイモデルを調べる。 この関係の、繰り込み群実行に関する安定性は、元のスカラー場の理論を複素化することによって説明できる。 すると、複素化された理論の2乗質量パラメータの関連するベータ関数の関係を保証する対称性を示すことができる。 これらの関係の中には、複素化された理論の対称性がもはや存在しない、元の実スカラー場の理論の2乗質量パラメータ間の関係の安定性を保証する対応する方程式と代数的に同一の方程式を特定することができる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The finite-curvature phase diagram of IHQCD, a bottom-up holographic model for large $N_c$ non-supersymmetric YM$_4$, is investigated. This holographic theory belongs to a class of Einstein-Dilaton theories that exhibit no scaling in the IR. We use advanced techniques from dynamical system theory to address this problem that is harder than other holographic setups. We classify all solutions where the dual theory is defined on a constant curvature manifold, both with positive and negative curvature. For general theories in this class a quantum phase transition occurs at finite curvature. For IHQCD in particular, we find that the phase transition occurs at zero curvature. | 大きな$N_c$非超対称YM$_4$に対するボトムアップ・ホログラフィック・モデルであるIHQCDの有限曲率相図を解析する。 このホログラフィック理論は、IRにおいてスケーリングを示さないアインシュタイン-ディラトン理論のクラスに属する。 我々は、他のホログラフィック設定よりも難しいこの問題に対処するために、力学系理論の高度な手法を用いる。 我々は、双対理論が正と負の曲率を持つ定曲率多様体上で定義されているすべての解を分類する。 このクラスの一般理論では、有限曲率で量子相転移が生じる。 特にIHQCDでは、相転移がゼロ曲率で生じることを発見した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In a previous work 2305.04946, we found that supernova and baryon acoustic oscillation data support the hypothesis that late time cosmic acceleration is caused by the potential energy of a scalar field descending its potential, as suggested by holographically defined models of quantum gravity. In this note, we update our analysis using the Dark Energy Survey 5 year supernova data set (DES-SN5YR) and the baryon acoustic oscillation data from the Dark Energy Spectroscopic Instrument Data Release 2 (DESI DR2). Approximating the scalar potential via a first order Taylor series $V \approx V_0 + V_1 \phi$ about the present value, and making use of only recent-time data from DES-SN5YR and DESI DR2, we find that the slope parameter is constrained as $V_1 = 1.49 \pm 0.25$ in a standard likelihood analysis. This is naively a $>5 \sigma$ discrepancy with $\Lambda$CDM (which has $V_1 =0$), though a more detailed analysis not assuming a Gaussian likelihood distribution suggests $4 \sigma$ significance. Based only on the $\Delta \chi^2 = -13.7$ improvement of fit while ignoring parameter space volumes disfavours $\Lambda$CDM at a $3 \sigma$ significance level. These significance measures are substantially improved from our previous analysis using older data sets. We also reproduce the DESI DR2 parameter constraints based on the same combination of data and find that the $\Lambda$CDM is more strongly disfavoured in the context of the linear potential extension (dubbed $V_0V_1$) as compared with the $w_0 w_a$ extension of $\Lambda$CDM. A caveat is that for both $w_0 w_a$ and $V_0 V_1$, much of the significance relies on the historical $z < 0.1$ supernova samples included in the DES-SN5YR data set. | 先行研究 2305.04946 において、超新星および重粒子音響振動データは、ホログラフィックに定義された量子重力モデルが示唆するように、後期宇宙の加速はスカラー場のポテンシャルエネルギーの低下によって引き起こされるという仮説を支持することを明らかにした。 本稿では、ダークエネルギーサーベイ 5 年超新星データセット (DES-SN5YR) とダークエネルギー分光装置データリリース 2 (DESI DR2) の重粒子音響振動データを用いて解析を更新した。 スカラーポテンシャルを現在の値を中心とした一次テイラー級数 $V \approx V_0 + V_1 \phi$ で近似し、DES-SN5YR と DESI DR2 の最近のデータのみを用いた結果、標準尤度分析において傾きパラメータが $V_1 = 1.49 \pm 0.25$ に制限されることがわかった。 これは単純に考えると$\Lambda$CDM（$V_1 = 0$）との$>5 \sigma$の乖離ですが、ガウス尤度分布を仮定しないより詳細な分析では$4 \sigma$の有意性が示唆されます。 パラメータ空間体積を無視した適合度の$\Delta \chi^2 = -13.7$の改善のみに基づくと、$\Lambda$CDMは$3 \sigma$の有意水準で不利となります。 これらの有意性指標は、以前のデータセットを用いた以前の分析から大幅に改善されています。 また、同じデータの組み合わせに基づいてDESI DR2パラメータ制約を再現し、$\Lambda$CDMの$w_0 w_a$拡張と比較して、線形ポテンシャル拡張（$V_0V_1$と称する）の文脈では、$\Lambda$CDMがより強く不利であることがわかりました。 注意すべき点は、$w_0 w_a$と$V_0 V_1$の両方について、その有意性の多くは、DES-SN5YRデータセットに含まれる過去の$z < 0.1$超新星サンプルに依存していることです。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Self-duality plays a very important role in many applications in field theories possessing topological solitons. In general, the self-duality equations are first order partial differential equations such that their solutions satisfy the second order Euler-Lagrange equations of the theory. The fact that one has to perform one integration less to construct self-dual solitons, as compared to the usual topological solitons, is not linked to the use of any dynamically conserved quantity. It is important that the topological charge admits an integral representation, and so there exists a density of topological charge. The homotopic invariance of it leads to local identities, in the form of second order differential equations. The magic is that such identities become the Euler-Lagrange equations of the theory when the self-duality equations are imposed. We review some important structures underlying the concept of self-duality, and show how it can be applied to kinks, lumps, monopoles, Skyrmions and instantons. | 自己双対性は、位相ソリトンを持つ場の理論の多くの応用において非常に重要な役割を果たします。 一般に、自己双対方程式は一次偏微分方程式であり、その解は理論の二次オイラー・ラグランジュ方程式を満たします。 自己双対ソリトンを構成するために通常の位相ソリトンと比較して積分が1回少なくて済むという事実は、力学的保存量の使用とは関係ありません。 位相電荷が積分表現を許し、したがって位相電荷の密度が存在することが重要です。 そのホモトピック不変性は、二次微分方程式の形で局所恒等式をもたらします。 魔法のようなのは、自己双対方程式が課されると、そのような恒等式が理論のオイラー・ラグランジュ方程式になるということです。 自己双対性の概念の根底にあるいくつかの重要な構造を概説し、それがキンク、ランプ、モノポール、スキルミオン、インスタントンにどのように適用されるかを示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Spontaneous CP violation during the electroweak phase transition can induce a twisting of the magnetic field configuration of Standard Model dumbbells, resulting in sizable intergalactic magnetic fields and a small baryon asymmetry, in agreement with observations. We demonstrate this by coupling the electroweak gauge group of the Standard Model to an axion-like particle with a non-vanishing velocity. Studying the resulting monopole, string and dumbbell configurations, we conclude that the helicity fraction of the magnetic fields generated at the electroweak phase transition is roughly given by the dimensionless axion velocity. | 電弱相転移中の自発的なCP対称性の破れは、標準模型のダンベルの磁場配置のねじれを引き起こし、その結果、かなり大きな銀河間磁場と小さな重粒子非対称性が生じる可能性があり、これは観測結果と一致する。 我々は、標準模型の電弱ゲージ群を、速度が零でないアクシオンのような粒子と結合させることで、これを実証する。 結果として生じるモノポール、ストリング、ダンベル配置を研究した結果、電弱相転移で生成される磁場のヘリシティ分率は、無次元アクシオン速度によってほぼ与えられると結論付けた。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We suggest that a gauge theory CP-violating phase could be degenerate with a magnetic dual of a $4$-form flux. Discrete discharge of this flux by membrane nucleations could reduce the total CP-violating phase to below $10^{-10}$ well before BBN if the charge and the tension of the membranes are in the $\sim keV$ range. | ゲージ理論のCP対称性の破れの位相は、4形式磁束の磁気双対によって縮退する可能性があると我々は示唆する。 膜核形成によるこの磁束の離散的放出は、膜の電荷と張力が$\sim keV$の範囲にある場合、BBNのかなり前に、全CP対称性の破れの位相を$10^{-10}$以下に低減する可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In a previous paper, we proposed an entropy function for AdS$_4$ BPS black holes in M-theory with general magnetic charges, resolving a long-standing puzzle about baryonic charges in three-dimensional holography and offering a prediction for the large-$N$ limit of several partition functions whose saddle points have yet to be found. The entropy function is constructed from the master volume of the internal manifold. In this paper, we prove that the entropy of a general class of black holes based on toric geometry can indeed be reformulated as an $\mathcal{I}$-extremization problem, and we provide a set of examples. As an aside, we also simplify existing proofs of the equivalence between $a$-, $c$-, and $F$-extremizations and their gravitational duals. | 前回の論文で、我々は一般の磁気荷電を持つM理論におけるAdS$_4$ BPSブラックホールのエントロピー関数を提案し、3次元ホログラフィーにおけるバリオン荷電に関する長年の謎を解き明かし、鞍点が未だ見つかっていないいくつかの分割関数の大$N$極限の予測を与えた。 このエントロピー関数は内部多様体のマスターボリュームから構成される。 本論文では、トーリック幾何学に基づく一般的なブラックホールのエントロピーが実際に$\mathcal{I}$-極値化問題として再定式化できることを証明し、いくつかの例を与える。 余談だが、$a$-、$c$-、$F$-極値化とそれらの重力双対との同値性に関する既存の証明も簡略化する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A new differential equation is derived for an object ${\widehat S}(E,E^\prime,x)$, which when integrated over the appropriate range in $x$, yields the kernel $K(E,E^\prime)$ with which $n$-point correlation functions can be computed in a wide class of models. When $E{=}E^\prime$, the equation reduces to the equation for the diagonal resolvent ${\widehat R}(E,x)$ of the Schr\"odinger Hamiltonian ${H}{=}{-}\hbar^2\partial_x^2{+}u(x)$ that is familiar from the classic work of Gel'fand and Dikii, and which appears in many areas of physics. This more general equation may also prove to be useful in a wide range of applications. Some special cases relevant to random matrix theory are explored using analytical and numerical methods. | 対象 ${\widehat S}(E,E^\prime,x)$ に対する新しい微分方程式が導出され、これを $x$ の適切な範囲で積分すると、幅広いモデルにおいて $n$ 点相関関数を計算できる核 $K(E,E^\prime)$ が得られる。 $E{=}E^\prime$ のとき、この方程式は、シュレーディンガー・ハミルトニアン ${H}{=}{-}\hbar^2\partial_x^2{+}u(x)$ の対角レゾルベント ${\widehat R}(E,x)$ の方程式に簡約される。 この方程式は、Gel'fand と Dikii の古典的な研究でよく知られており、物理学の多くの分野でも見られる。 このより一般的な方程式は、幅広い応用において有用であることが証明されるかもしれない。 ランダム行列理論に関連するいくつかの特殊なケースが、解析的手法と数値的手法を用いて検討される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| I consider flat slices of moduli spaces where the $(-\nabla \log T)$-vectors of particle-towers and branes are constant, and I show that the Emergent String Conjecture constrains these vectors to reside on lattices. In asymptotic limits, this results in exponentially separated, discretized hierarchies of energy scales. I further identify conditions that determine whether a given lattice site must be populated, and I show that only a finite set of configurations satisfies these conditions. I classify all such configurations for 0d, 1d, and 2d moduli spaces in theories with 3 to 11 spacetime dimensions, and I argue that 11d is the maximal spacetime dimension compatible with my assumptions. Remarkably, this classification reproduces the detailed particle and brane content of various string theory examples with 32, 16, and 8 supercharges. It also describes some examples where the assumptions I use are violated, suggesting that my assumptions can be relaxed and the scope of this classification can be expanded. It might also predict new branes. For instance, if heterotic string theory is described by this classification, then it must possess non-BPS branes with D-brane-like tensions. Similarly, if this classification applies to the Dark Dimension Scenario with an extra modulus, then it requires strings with tensions at or below the GUT scale. | 粒子塔とブレーンの$(-\nabla \log T)$ベクトルが定数であるモジュライ空間の平坦スライスを考察し、創発弦予想がこれらのベクトルが格子上に存在することを制約することを示す。 漸近極限において、これは指数関数的に分離された離散化されたエネルギースケールの階層構造をもたらす。 さらに、与えられた格子サイトに粒子が存在するかどうかを決定する条件を特定し、これらの条件を満たす構成は有限個の集合のみであることを示す。 3次元から11次元の時空次元を持つ理論において、0次元、1次元、2次元のモジュライ空間のすべてのそのような構成を分類し、11次元が私の仮定と両立する最大の時空次元であると主張する。 驚くべきことに、この分類は、32、16、8個のスーパーチャージを持つ様々な弦理論の例の詳細な粒子とブレーンの内容を再現します。 また、私が用いた仮定が破れるいくつかの例も記述しており、これは私の仮定を緩和し、この分類の適用範囲を拡大できることを示唆しています。 さらに、この分類は新しいブレーンを予測する可能性もあります。 例えば、ヘテロティック弦理論がこの分類で記述される場合、それはDブレーンのような張力を持つ非BPSブレーンを持たなければなりません。 同様に、この分類が余分なモジュラスを持つダークディメンションシナリオに適用される場合は、GUTスケール以下の張力を持つ弦が必要になります。 |