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Primordial scalar perturbations that reenter the horizon after inflation may induce a second-order Gravitational Wave spectrum with information about the primordial Universe on scales inaccessible to Cosmic Microwave Background experiments. In this work, we develop a general framework for the study of Scalar-Induced Gravitational Waves in Palatini $f(R)$ gravity that was proven to successfully realise inflation and quintessence, and consider the case of the Starobinsky-like model as an example. A regime of radiation domination with a subdominant matter component is assumed, allowing for a well-motivated perturbative approach to the modified gravity corrections. We calculate the kernel function and the density spectrum numerically and find accurate analytical expressions. The spectral density, which may be tested across a wide range of frequencies by upcoming Gravitational Wave experiments, is shown to differ from the General Relativity and metric $f(R)$ gravity predictions under certain conditions. We comment on previous results in the literature regarding the metric formulation and make special emphasis on the potential of these distinctive features of the spectrum to probe the two formalisms of gravity. | インフレーション後に地平線に再進入する原始的スカラー擾乱は、宇宙マイクロ波背景放射(CMB)実験では到達できないスケールにおいて、原始宇宙に関する情報を含む2次の重力波スペクトルを誘起する可能性がある。 本研究では、インフレーションとクインテセンスを実現することが証明されているパラティーニ$f(R)$重力におけるスカラー誘起重力波の研究のための一般的な枠組みを構築し、スタロビンスキー型模型の場合を例として考察する。 物質成分が支配的でない輻射優勢な領域を仮定することで、修正重力補正に対する十分に根拠のある摂動論的アプローチを可能にする。 カーネル関数と密度スペクトルを数値的に計算し、正確な解析的表現を見出す。 スペクトル密度は、今後の重力波実験によって広範囲の周波数にわたって検証される可能性があり、特定の条件下では一般相対論および計量$f(R)$重力予測とは異なることが示されています。 我々は、計量定式化に関する文献のこれまでの結果についてコメントし、スペクトルのこれらの特徴的な特徴が重力の2つの形式主義を調べる上でどのような可能性を秘めているかを特に強調します。 |
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We explore the phenomenological implications of the latest Atacama Cosmology Telescope (ACT) DR6 observations, in combination with Planck 2018, BICEP/Keck 2018, and DESI, on the physics of inflation and post-inflationary reheating. We focus on the $\alpha$-attractor class of inflationary models (both E- and T-models) and consider two reheating scenarios: perturbative inflaton ($\phi$) decay ($\phi \rightarrow bb$) and inflaton annihilation ($\phi \phi \rightarrow bb$) into Standard Model (SM) bosonic particles ($b$). By solving the Boltzmann equations, we derive bounds on key reheating parameters, including the reheating temperature, the inflaton equation of state (EoS), and the inflaton-SM coupling, in light of ACT data. To accurately constrain the coupling, we incorporate the Bose enhancement effect in the decay width. To ensure the validity of our perturbative approach, we also identify the regime where nonperturbative effects, such as parametric resonance, become significant. Additionally, we include indirect constraints from primordial gravitational waves (PGWs), which can impact the effective number of relativistic species, $\Delta N_{\rm eff}$. These constraints further bound the reheating temperature, particularly in scenarios with a stiff EoS. Finally, we analyze dark matter (DM) production through purely gravitational interactions during reheating and determine the allowed mass ranges consistent with the constrained reheating parameter space and recent ACT data. Our results highlight the constraining power of next-generation CMB datasets on inflationary dynamics, reheating, and the DM parameter space. | 最新のアタカマ宇宙論望遠鏡(ACT)DR6の観測が、Planck 2018、BICEP/Keck 2018、DESIと組み合わせることで、インフレーションおよびインフレーション後再加熱の物理に及ぼす現象論的意味合いを探求する。 インフレーション模型の$\alpha$アトラクタークラス(E模型とT模型の両方)に焦点を当て、2つの再加熱シナリオ、すなわち摂動的なインフレーション($\phi$)の崩壊($\phi \rightarrow bb$)と、インフレーションの消滅($\phi \phi \rightarrow bb$)による標準模型(SM)のボソン粒子($b$)への変化を考察する。 ボルツマン方程式を解くことで、ACTデータに基づき、再加熱温度、インフレーション状態方程式(EoS)、インフレーション-SM結合などの主要な再加熱パラメータの境界値を導出する。 結合を正確に制限するために、崩壊幅にボーズ増強効果を組み込む。 摂動論的アプローチの妥当性を保証するために、パラメトリック共鳴などの非摂動効果が顕著になる領域も特定する。 さらに、相対論的種の有効数$\Delta N_{\rm eff}$に影響を与える可能性のある原始重力波(PGW)からの間接的な制限も組み込む。 これらの制限は、特に硬いEoSを持つシナリオにおいて、再加熱温度をさらに制限する。 最後に、再加熱中の純粋に重力的な相互作用による暗黒物質(DM)生成を解析し、制限された再加熱パラメータ空間と最近のACTデータと一致する許容質量範囲を決定する。 私たちの結果は、次世代CMBデータセットがインフレーションダイナミクス、再加熱、およびDMパラメータ空間に与える制限力を浮き彫りにする。 |
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We explore the notion of adjusted connection for principal 3-bundles. We first derive the explicit form of an adjustment datum for 3-term $L_\infty$-algebras, which allows us to give a local description of such adjusted connections and their infinitesimal symmetries. We then introduce the notion of an adjusted 2-crossed module of Lie groups and provide the explicit global description of principal 3-bundles with adjusted connections in terms of differential cocycles. These connections appear in a number of context within high-energy physics, and we list local examples arising in gauged supergravity and a global example arising in various contexts in string/M-theory. Our primary motivation, however, stems from U-duality, and we define a notion of categorified torus that forms an adjusted 2-crossed module, which we hope to be useful in lifting T-duality to M-theory. | 主3次元バンドルに対する調整接続の概念を探求する。 まず、3項$L_\infty$-代数の調整データの明示的な形を導出し、これにより、そのような調整接続とその無限小対称性の局所的記述を与えることができる。 次に、リー群の調整2交差加群の概念を導入し、微分コサイクルを用いて調整接続を持つ主3次元バンドルの明示的な大域的記述を与える。 これらの接続は高エネルギー物理学の様々な文脈で現れ、ゲージ付き超重力理論で生じる局所的例と、弦理論/M理論の様々な文脈で生じる大域的例を挙げる。 しかし、我々の主な動機はU双対性に由来しており、調整2交差加群を形成するカテゴリ化トーラスの概念を定義する。 これは、T双対性をM理論に持ち上げる際に有用となることを期待している。 |
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In holographic quantum gravity, Euclidean pieces of the spacetime appear in the large N limit as representing semi-classical states of the theory. In this essay, we argue that the duals of entangled states are spacetime geometries that contain Euclidean regions in order to preserve classical connectivity. Thereby, the proposal is to extend the ER-EPR conjecture to regimes whether wormholes (Einstein-Rosen bridges) become unstable but the entangled structure of the dual state persists. | ホログラフィック量子重力において、大N極限では、時空のユークリッド断片が理論の半古典的状態を表すものとして現れる。 本論文では、エンタングル状態の双対は、古典的な連結性を保つためにユークリッド領域を含む時空幾何学であると主張する。 これにより、ワームホール(アインシュタイン・ローゼン橋)が不安定になるが双対状態のエンタングル構造は持続する領域にER-EPR予想を拡張することが提案される。 |
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A new fundamental form of the path integral for theories with local symmetry is introduced. It is utilised to construct effective actions that generate correlation functions of dressed fields in Yang-Mills theories and quantum gravity. The construction entails a novel BRST symmetric gauge fixing which imposes that the on-shell correlation functions are those of gauge invariant fields. We demonstrate that the effective actions are gauge and diffeomorphism invariant respectively, with appropriate transformations for the Faddeev-Popov ghosts and Nakanishi-Lautrup fields. As a consistency check, the on-shell one-loop effective actions are shown to take the expected gauge independent form. The effective action which satisfies Zinn-Justin's master equation is also gauge invariant with the anti-fields transforming accordingly. While our choice of gauge will in general be non-linear and non-local, we argue that these gauges are in fact stable under renormalisation if one allows for general renormalised field variables. | 局所対称性を持つ理論に対する経路積分の新しい基本形を導入する。 これは、ヤン=ミルズ理論および量子重力におけるドレスド場の相関関数を生成する有効作用を構成するために利用される。 この構成には、オンシェル相関関数がゲージ不変場の相関関数となることを強制する新しいBRST対称ゲージ固定が含まれる。 ファデーエフ=ポポフゴースト場とナカニシ=ラウトルップ場に対して適切な変換を施すことで、有効作用がそれぞれゲージ不変および微分同相不変であることを示す。 整合性チェックとして、オンシェル1ループ有効作用は、期待されるゲージ独立形をとることを示す。 ジン=ジャスティンのマスター方程式を満たす有効作用もまたゲージ不変であり、反場はそれに応じて変換される。 我々が選択するゲージは一般に非線形かつ非局所的であるが、一般的な繰り込みされた場の変数を許容すれば、これらのゲージは実際には繰り込みに対して安定であると主張する。 |
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We prove a conjecture of the first and third named authors relating the Kauffman bracket skein algebra of a genus zero surface with boundary to a quantized $K$-theoretic Coulomb branch. As a consequence, we see that our skein algebra arises as the Grothendieck ring of the bounded derived category of equivariant coherent sheaves on the Braverman-Finkelberg-Nakajima variety of triples with monoidal structure defined by the convolution product. We thus give a monoidal categorification of the skein algebra, partially answering a question posed by D. Thurston. | 我々は、境界を持つ種数ゼロ曲面のカウフマン括弧かせ代数と量子化されたK理論的クーロン枝との関連に関する第一および第三著者の予想を証明する。 結果として、我々のかせ代数は、畳み込み積によって定義されるモノイド構造を持つ三つ組のブレイバーマン-フィンケルベルグ-ナカジマ多様体上の同変連層からなる有界導来圏のグロタンディーク環として現れることがわかる。 このようにして、我々はかせ代数のモノイド的圏化を与え、D. サーストンによって提起された疑問に部分的に答える。 |
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In this work, we construct an exact spherically symmetric black hole solution with a global monopole in the context of four-dimensional noncommutative Einstein-Gauss-Bonnet gravity. We modeled the spacetime noncommutativity via a Lorentzian-smeared mass distribution. Then we study the horizon structure and find that this black hole can have two configurations: one degenerate horizon or no horizon, depending on the black hole parameters. We also analyze thermodynamics and thermal stability by computing the Hawking temperature, entropy, and heat capacity. Our analysis reveals that the Hawking temperature and entropy acquire corrections from the noncommutative parameter $\Theta$, the energy scale of symmetry breaking $\eta$, and the Gauss-Bonnet coupling constant $\alpha$. The heat capacity exhibits divergences that signal second-order phase transitions. Thereafter, we study the black hole shadow employing the null geodesics and the Hamiltonian-Jacobi equation. Our results show that the shadow decreases with increasing $\Theta$ or $\alpha$ and increases with increasing $\eta$. Finally, we analyze quasinormal modes or scalar perturbations, we compute them via the 6th-order WKB method, and compare them to the shadow radius methods in the eikonal limit. | 本研究では、4次元非可換アインシュタイン-ガウス-ボネ重力の枠組みにおいて、大域的モノポールを持つ正確な球対称ブラックホール解を構築する。 時空の非可換性をローレンツ型質量分布を用いてモデル化した。 次に地平線構造を解析し、このブラックホールはブラックホールパラメータに依存して、縮退した地平線を持つか、地平線を持たないかの2つの構成を取り得ることを明らかにした。 また、ホーキング温度、エントロピー、熱容量を計算することで、熱力学と熱安定性を解析する。 解析の結果、ホーキング温度とエントロピーは、非可換パラメータ$\Theta$、対称性の破れのエネルギースケール$\eta$、ガウス-ボネ結合定数$\alpha$によって補正を受けることが明らかになった。 熱容量は、二次相転移を示唆する発散を示す。 次に、ヌル測地線とハミルトニアン・ヤコビ方程式を用いてブラックホールシャドウを解析する。 その結果、シャドウは$\Theta$または$\alpha$の増加とともに減少し、$\eta$の増加とともに増加することがわかる。 最後に、準正規モードまたはスカラー摂動を解析し、6次WKB法を用いて計算し、アイコナール極限におけるシャドウ半径法と比較する。 |
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We present the first systematic investigation of the Lorentz covariance of the charge form factor for a strongly coupled scalar theory in (3+1)-dimensions. Our results are based on the first non-perturbative solution of the scalar Yukawa theory with a Fock sector expansion including up to thee-particles (one mock nucleon plus two mock pions or two mock nucleons plus one mock anti-nucleon). The light-front Hamiltonian is constructed and renormalized using a Fock sector dependent scheme. The derived eigenvalue equation is then solved non-perturbatively to obtain the wave functions, which are then used to compute the current matrix element. We perform a covariant analysis of the current matrix element taking into account possible violation of the Poincar\'e symmetry due to the Fock sector truncation. The physical form factor depends on two boost invariants $\zeta, \Delta^2_\perp$, instead of the single Lorentz invariant $Q^2$. Instead of adopting the conventional Drell-Yan frame $\zeta = 0$, we evaluate the form factor in general frames, and use the frame dependence to quantitatively gauge the loss of the Lorentz covariance. Our numerical result shows that as more Fock sectors are included, the frame dependence reduces dramatically. In particular, the anti-nucleon degree of freedom plays an important role in the reduction of the frame dependence, even though it only takes a small portion within the state vector. We also find that there is no zero-mode contribution to the current for the scalar Yukawa theory. | 我々は、(3+1)次元における強結合スカラー理論の電荷形状因子のローレンツ共変性について、初めて系統的に研究した。 我々の結果は、最大3粒子(1個の模擬核子と2個の模擬パイ中間子、または2個の模擬核子と1個の模擬反核子)を含むフォックセクター展開を用いたスカラー湯川理論の、初めての非摂動論的解に基づいている。 光波面ハミルトニアンを構築し、フォックセクター依存スキームを用いて繰り込む。 導出された固有値方程式を非摂動論的に解いて波動関数を求め、これを用いてカレント行列要素を計算する。 フォックセクター切断によるポアンカレ対称性の破れの可能性を考慮し、カレント行列要素の共変解析を行う。 物理的形状因子は、単一のローレンツ不変量$Q^2$ではなく、2つのブースト不変量$\zeta、\Delta^2_\perp$に依存する。 従来のDrell-Yanフレーム$\zeta = 0$を採用する代わりに、我々は一般フレームで形状因子を評価し、フレーム依存性を用いてローレンツ共分散の損失を定量的に評価する。 数値結果は、より多くのフォックセクターが含まれるにつれて、フレーム依存性が劇的に減少することを示している。 特に、反核子自由度は、状態ベクトル内ではわずかな割合を占めるに過ぎないにもかかわらず、フレーム依存性の減少に重要な役割を果たしている。 また、スカラー湯川理論の電流にはゼロモード寄与がないこともわかった。 |
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We study the fluctuations in the vacuum zero point energy associated to quantum fields and their statistical distributions during inflation. It is shown that the perturbations in the vacuum zero point energy have large amplitudes which are highly non-Gaussian. The effects of vacuum zero point fluctuations can be interpreted as the loop corrections in primordial power spectrum and bispectrum. Requiring that the primordial curvature perturbation to remain nearly Gaussian and the loop corrections to be under perturbative control impose strong upper bounds on the mass of fundamental fields during inflation. These bounds depend on the hierarchy of the masses in the theory such as whether or not the masses are at the similar orders. While the mass of the heaviest field in the hierarchy may not be constrained but it is shown that a combination of the masses of the fields can not be much heavier than the Hubble scale during inflation, otherwise their vacuum zero point fluctuations induce large non-Gaussianities in primordial perturbations. Considering the observational upper bound on tensor to scalar ratio, we conclude that this combined mass scale is lighter than $10^{14}$ GeV. | 我々は、インフレーション過程における量子場とその統計分布に関連する真空零点エネルギーの変動を研究する。 真空零点エネルギーの摂動は、非常に非ガウス的な大きな振幅を持つことを示す。 真空零点変動の効果は、原始パワースペクトルおよびバイスペクトルにおけるループ補正として解釈できる。 原始曲率摂動がほぼガウス分布を維持し、ループ補正が摂動制御下にあることを条件とすると、インフレーション過程における基本場の質量には強い上限が課される。 これらの上限は、理論における質量の階層性、例えば質量が同程度であるかどうかなどに依存する。 階層構造の中で最も重い場の質量は制限されないかもしれないが、インフレーション過程において、場の質量の組み合わせがハッブルスケールよりも大幅に重くなることはあり得ないことが示されている。 そうでなければ、それらの真空零点変動が原始摂動に大きな非ガウス性を引き起こす。 テンソル対スカラー比の観測的上限を考慮すると、この組み合わせた質量スケールは10の14乗GeVよりも軽いと結論付けられる。 |
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We study infrared divergences in quantum electrodynamics using geometric phases and the adiabatic approximation in quantum field theory. In this framework, the asymptotic \textit{in} and \textit{out} states are modified by Berry phases, $e^{i \Delta \alpha_{\text{in}}}$ and $e^{i \Delta \alpha_{\text{out}}}$, which encode the infrared structure non-perturbatively and regulate soft-photon divergences. Unlike the Faddeev--Kulish formalism, which employs perturbative dressing with coherent states, our approach reformulates the effective action in terms of Berry connections in field space. This yields finite, gauge-invariant scattering amplitudes without requiring a sum over soft-photon emissions. We show that infrared divergences cancel to all orders in the bremsstrahlung vertex function $\Gamma^\mu(p_1, p_2)$, due to destructive interference among inequivalent Berry phases. As an application, we study the formation of positronium in the infrared regime and argue that the dressed \(S\)-matrix exhibits a functional singularity at $s = 4 m_e^2$, corresponding to a physical pole generated by topological flux. | 量子電気力学における赤外線発散を、幾何学的位相と量子場の理論における断熱近似を用いて研究する。 この枠組みでは、漸近的な\textit{in}状態と\textit{out}状態は、ベリー位相$e^{i \Delta \alpha_{\text{in}}}$と$e^{i \Delta \alpha_{\text{out}}}$によって修正される。 これらの位相は赤外線構造を非摂動的に符号化し、ソフト光子発散を規定する。 コヒーレント状態を用いた摂動的なドレッシングを用いるFaddeev-Kulish形式とは異なり、本手法は有効作用を場の空間におけるベリー接続によって再定式化する。 これにより、ソフト光子放出の和を必要とせずに、有限でゲージ不変な散乱振幅が得られる。 非等価なベリー位相間の相殺的干渉により、制動放射線頂点関数 $\Gamma^\mu(p_1, p_2)$ における赤外発散がすべての次数で打ち消されることを示す。 応用として、赤外領域におけるポジトロニウムの形成を研究し、ドレスド \(S\)-行列が $s = 4 m_e^2$ において関数特異点を示すことを主張する。 これは位相フラックスによって生成される物理的な極に対応する。 |
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In Tensor Field Theory (TFT), observables are defined through tensor field contractions that produce unitary invariants for complex-valued tensor fields. Traditionally, these observables are constructed using tensor fields of a fixed order $d$. Here, we propose an extended theoretical framework for TFT that incorporates tensor fields of varying orders $d'$, satisfying $d' \leq d$. We then establish a comprehensive group-theoretic formalism that enables the systematic enumeration of these complex TFT observables. This approach encompasses existing counting methods and therefore recovers known results in specific limiting cases. Additionally, we provide computational tools to facilitate the enumeration of these invariants, unveiling novel integer sequences that have not been documented elsewhere. | テンソル場理論(TFT)において、観測量は、複素数値テンソル場のユニタリ不変量を生成するテンソル場縮約を通して定義される。 伝統的に、これらの観測量は固定位数$d$のテンソル場を用いて構成される。 本稿では、$d' \leq d$を満たす可変位数$d'$のテンソル場を組み込んだTFTの拡張理論的枠組みを提案する。 そして、これらの複素TFT観測量の体系的な列挙を可能にする包括的な群論的形式を確立する。 このアプローチは既存の計数法を包含しており、特定の極限ケースにおいて既知の結果を再現する。 さらに、これらの不変量の列挙を容易にする計算ツールを提供し、これまで報告されていない新しい整数列を明らかにする。 |
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We extend the notion of chord number in the strict large $N$ double-scaled Sachdev-Ye-Kitaev (DSSYK) model to the corresponding finite $N$ ETH matrix model. The chord number in the strict large $N$ DSSYK model is known to correspond to the discrete length of the Einstein-Rosen bridge in the gravity dual, which reduces to the renormalized geodesic length in JT gravity at weak coupling. At finite $N$, these chord number states can be constructed but form an overcomplete basis of the non-perturbative Hilbert space, as the structure of the inner product gets significantly modified due to the Cayley-Hamilton theorem: There are infinitely many null states. In this paper, by considering ``EFT for gravitational observables'' or a version of ``non-isometric code'', we construct a family of chord number operators at finite $N$. While the constructed chord number operator depends on the reference chord number state, it realizes approximate $q$-deformed oscillator algebra and reproduces semiclassical bulk geometry around the reference state. As a special case, we will show that when the reference is chosen to be the chord number zero state, the chord number operator precisely matches with the Krylov state complexity, leading to the ``ramp-slope-plateau'' behavior at late times, implying the formation of ``gray hole''. | 厳密な大規模$N$ 2倍スケールSachdev-Ye-Kitaev (DSSYK) モデルにおける弦数の概念を、対応する有限$N$ ETH行列モデルに拡張する。 厳密な大規模$N$ DSSYK モデルにおける弦数は、重力双対におけるアインシュタイン-ローゼン橋の離散長さに対応することが知られており、これは弱結合におけるJT重力における繰り込み測地線長に縮減される。 有限$N$ では、これらの弦数状態は構成可能であるが、ケイリー-ハミルトン定理(ヌル状態は無限に存在する)により内積の構造が大幅に変化するため、非摂動ヒルベルト空間の過剰完備基底を形成する。 本論文では、「重力観測量に対するEFT」、あるいは「非等長コード」の一種を考察することにより、有限$N$ における弦数演算子の族を構成する。 構築されたコード数演算子は参照コード数状態に依存するが、近似的な$q$変形振動子代数を実現し、参照状態の周囲に半古典的なバルク幾何学を再現する。 特別なケースとして、参照をコード数ゼロ状態に選択した場合、コード数演算子がクリロフ状態の複雑性と正確に一致し、後期に「ランプ・スロープ・プラトー」挙動を示し、「グレーホール」の形成を示唆することを示す。 |
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We study the causal structure of Schwarzschild-de Sitter (SdS), including shock wave perturbations, in $D>3$ using reflected null ray trajectories, either through the interior black hole or the exterior de Sitter region. Specifically, we compute the quasinormal mode frequencies in the eikonal, high-frequency, limit, by identifying the `critical time', for arbitrary values of the black hole mass. We emphasize the important role of the static sphere proper time normalization and related boundary conditions. The computed critical times indicate the presence of singularities in the late-time, large mass, scalar field correlator in SdS, which should be resolved by introducing complex geodesics consistent with interior black hole and exterior de Sitter effective thermofield double states. In addition we relate the critical time to a diverging holographic complexity observable and compute the `switchback' delay by adding a pair of shock wave perturbations for arbitrary values of the mass of the black hole. | 我々は、内部ブラックホールまたは外部ド・ジッター領域を通過する反射ヌル光線軌跡を用いて、$D>3$におけるシュワルツシルト・ド・ジッター(SdS)の因果構造(衝撃波摂動を含む)を研究する。 具体的には、ブラックホール質量の任意の値に対して「臨界時間」を特定することにより、アイコナールの高周波極限における準正規モード周波数を計算する。 静的球面固有時間正規化と関連する境界条件の重要性を強調する。 計算された臨界時間は、SdSにおける後期時間、大質量、スカラー場相関関数に特異点が存在することを示唆しており、これは内部ブラックホール有効熱場と外部ド・ジッター有効熱場二重状態と整合する複素測地線を導入することで解決できるはずである。 さらに、我々は臨界時間を発散するホログラフィック複雑度観測量に関連付け、ブラックホールの質量の任意の値に対して一対の衝撃波摂動を加えることで「スイッチバック」遅延を計算する。 |
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Given a family of varieties, the Euler discriminant locus distinguishes points where Euler characteristic differs from its generic value. We introduce a hypergeometric system associated with a flat family of very affine locally complete intersection varieties. It is proven that the Euler discriminant locus is its singular locus and is purely one-codimensional unless it is empty. Of particular interest is a family of very affine hypersurfaces. We coin the term hypergeometric discriminant for the characteristic variety of the hypergeometric system and establish a formula in terms of likelihood equations. | 多様体の族が与えられたとき、オイラー判別軌跡は、オイラー特性がその生成値と異なる点を区別する。 我々は、非常にアフィンな局所完備交差多様体の平坦な族に関連付けられた超幾何系を導入する。 オイラー判別軌跡はその特異軌跡であり、空でない限り純粋に1次元であることが証明されている。 特に興味深いのは、非常にアフィンな超曲面の族である。 我々は、超幾何系の特性多様体に対して「超幾何判別式」という用語を新たに考案し、尤度方程式を用いて公式を確立する。 |
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We use the pullback trivialization technique to systematically construct gapped interfaces and anomalous boundaries for fermionic symmetry-protected topological (FSPT) states by extending their symmetry group $G_f = \mathbb{Z}_2^f \times_{\omega_2} G$ to larger groups. These FSPT states may involve decoration layers of both Majorana chains and complex fermions. We derive general consistency formulas explicitly for (2+1)D and (3+1)D systems, where nontrivial twists arise from fermionic symmetric local unitaries or "gauge transformations" that ensure coboundaries vanish at the cochain level. Additionally, we present explicit example for a (3+1)D FSPT of symmetry group $G_f=\mathbb{Z}_2^f \times \mathbb{Z}_4 \times \mathbb{Z}_4$ with Majorana chain decorations. | 我々はプルバック・トリビアル化法を用いて、フェルミオン対称性保護位相的状態(FSPT)の対称群 $G_f = \mathbb{Z}_2^f \times_{\omega_2} G$ をより大きな群に拡張することにより、ギャップ界面と異常境界を体系的に構築する。 これらのFSPT状態は、マヨラナ鎖と複素フェルミオンの両方の装飾層を含む可能性がある。 我々は、(2+1)次元および(3+1)次元系に対して、フェルミオン対称局所ユニタリー、あるいは共鎖レベルで共境界が消滅することを保証する「ゲージ変換」から非自明なねじれが生じる一般的な無矛盾性公式を明示的に導出する。 さらに、対称群 $G_f=\mathbb{Z}_2^f \times \mathbb{Z}_4 \times \mathbb{Z}_4$ の (3+1)D FSPT の明示的な例を、マヨラナ鎖装飾付きで示す。 |
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In the recently proposed generating systems for the (anti)holomorphic sector of the 4d higher spin theory and for the off-shell higher spin theory in generic dimension locality was achieved due to a peculiar limiting star product. Even though the generating systems exhibit all-order locality, the product itself encounters uncertainties when functions from specific classes are multiplied. This fact leads to the absence of the Leibniz rule for the differential operator acting on the auxiliary variables $z$ and, hence, its ambiguous definition in the generating equations. We identify the gap in the original proof of consistency associated with this freedom. Nonetheless considered generating systems are perfectly consistent as shown by direct computations on the resulting vertices. Considering specific orderings of fields we show that consistency rests on the star-exchange-like identities for the limiting star product formulated and proved here. Connection with the 4d Vasiliev theory is discussed. | 最近提案された4次元高次スピン理論の(反)正則セクターおよびオフシェル高次スピン理論の一般次元局所性生成系において、特異な極限スター積によって実現されている。 生成系は全順序局所性を示すものの、特定のクラスの関数を乗じると積自体が不確定性に遭遇する。 この事実は、補助変数$z$に作用する微分作用素に対するライプニッツ則の欠如、ひいては生成方程式におけるその定義の曖昧さにつながる。 我々は、この自由度に関連する無矛盾性の元々の証明におけるギャップを特定する。 それにもかかわらず、考察する生成系は、結果として得られる頂点に対する直接計算によって示されるように、完全に無矛盾である。 特定の場の順序付けを考慮すると、無矛盾性は、ここで定式化され証明された極限スター積のスター交換的な恒等式に基づいていることを示す。 4次元ヴァシリエフ理論との関連について議論する。 |
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We present a search for boosted dark matter from Primordial Black Holes (PBH) evaporation using the DarkSide-50 ionization-signal-only dataset corresponding to the experiment's ($12202\pm180$) ${\rm kg\: d}$ exposure. We focus on evaporation of PBHs with masses in the range [$10^{14},\,10^{16}$] g producing Dirac fermionic dark matter particles with sub-GeV kinetic energy. These relativistic particles, with energies up to hundreds of MeV, can generate detectable signals for masses below $\mathcal{O}(100)$ MeV. The absence of a signal enables setting complementary limits to those derived from cosmological observations and direct detection searches for cosmic ray-boosted dark matter. | 我々は、実験の($12202\pm180$) ${\rm kg\: d}$ 曝露に対応する DarkSide-50 電離信号のみのデータセットを用いて、原始ブラックホール (PBH) 蒸発によるブーストされた暗黒物質の探索を行う。 [$10^{14},\,10^{16}$] g の範囲の質量を持つ PBH の蒸発に注目し、サブ GeV の運動エネルギーを持つディラックフェルミオン暗黒物質粒子を生成する。 これらの相対論的粒子は最大数百 MeV のエネルギーを持ち、$\mathcal{O}(100)$ MeV 未満の質量に対して検出可能な信号を生成することができる。 信号が存在しないことは、宇宙線ブーストされた暗黒物質の宇宙論的観測および直接検出探索から導かれる限界に相補的な限界を設定することを可能にする。 |
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Local thermal equilibrium generally implies the absence of heat flux within a fluid. We find the relations between a set of thermodynamic variables of a fluid on a general spacetime and those defined on a conformally connected spacetime, assuming both descriptions are at thermal equilibrium. The scaling relations appear to be consistent with Dicke's heuristic argument and the previous analysis done on the basis of various restrictions. Within the present framework, it is observed that the satisfaction of Klein's law on one of the spacetimes implies its validity on the other one. Moreover, our analysis bypasses some of the imposed restrictions and thereby reveals the generality of the earlier predictions. These relations are further shown to preserve the geometric structure of thermodynamics, known as geometrothermodynamics, such that the associated metrics on two conformally connected spacetimes are themselves conformally related. This provides an alternative consistency check as well as a distinct geometric interpretation of the relations. | 局所熱平衡は、一般に流体内に熱流束が存在しないことを意味する。 我々は、一般時空上の流体の熱力学変数の集合と共形連結時空上で定義された熱力学変数の集合との間の関係を、両方の記述が熱平衡状態にあると仮定して求める。 スケーリング関係は、ディッケのヒューリスティックな議論、および様々な制約に基づくこれまでの解析と整合しているように見える。 現在の枠組みにおいては、一方の時空でクラインの法則が満たされるということは、他方の時空でもクラインの法則が成立することを意味することが観察される。 さらに、我々の解析は課された制約のいくつかを回避し、それによってこれまでの予測の一般性を明らかにする。 さらに、これらの関係は、ジオメトロサーモダイナミクスとして知られる熱力学の幾何学的構造、すなわち2つの共形連結時空上の関連する計量自体が共形的に関連していることが示される。 これは、関係の別の幾何学的解釈だけでなく、別の整合性検証も提供する。 |
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Gravitational wave (GW) observations offer a promising probe of new physics associated with a first-order electroweak phase transition. Precision studies of the Higgs potential, including Fisher matrix analyses, have been extensively conducted in this context. However, significant theoretical uncertainties in the GW spectrum, particularly those due to renormalization scale dependence in the conventional daisy-resummed approach, have cast doubt on the reliability of such precision measurements. These uncertainties have been highlighted using the Standard Model Effective Field Theory (SMEFT) as a benchmark. To address these issues, we revisit Fisher matrix analyses based on the daisy-resummed approach, explicitly incorporating renormalization scale uncertainties. We then reassess the prospects for precise new physics measurements using GW observations. Adopting the SMEFT as a benchmark, we study the effects of one-loop RGE running of dimension-six operators on the Higgs effective potential via the Higgs self-couplings, top Yukawa coupling, and gauge couplings, in addition to the SMEFT tree-level effects. We find that future GW observations can remain sensitive to various dimension-six SMEFT effects, even in the presence of renormalization scale uncertainties, provided that the SMEFT $(H^{\dagger}H)^3$ operator is precisely measured, e.g., by future collider experiments. | 重力波(GW)観測は、一次電弱相転移に関連する新物理の有望な探査手段となる。 この文脈において、フィッシャー行列解析を含むヒッグスポテンシャルの精密研究が広く行われてきた。 しかし、重力スペクトルにおける大きな理論的不確かさ、特に従来のデイジー再加算法における繰り込みスケール依存性に起因する不確かさが、このような精密測定の信頼性に疑問を投げかけている。 これらの不確かさは、標準模型有効場理論(SMEFT)をベンチマークとして用いて強調されてきた。 これらの問題に対処するため、我々は繰り込みスケールの不確かさを明示的に組み込んだデイジー再加算法に基づくフィッシャー行列解析を再検討する。 そして、重力観測を用いた精密な新物理測定の見通しを再評価する。 SMEFTをベンチマークとして採用し、6次元演算子の1ループRGE実行が、ヒッグス自己結合、トップ湯川結合、ゲージ結合、そしてSMEFTツリーレベル効果を介してヒッグス有効ポテンシャルに与える影響を調べる。 将来の重力波観測は、たとえ繰り込みスケールの不確実性が存在する場合でも、SMEFT $(H^{\dagger}H)^3$演算子が将来の衝突型加速器実験などで精密に測定される限り、様々な6次元SMEFT効果に対して敏感であり続ける可能性があることがわかった。 |
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Cosmological observables in perturbation theory turn out to be plagued with infrared divergences, which represents both a conceptual and computational challenge. In this paper we present a proof of concept for a systematic procedure to remove these divergences in a large class of scalar cosmological integrals and consistently define an infrared safe computable in perturbation theory. We provide diagrammatic rules which are based on the nestohedra underlying the asymptotic structure of such integrals. | 摂動論における宇宙論的観測量は赤外線発散に悩まされており、これは概念的にも計算的にも課題となっている。 本論文では、スカラー宇宙積分の広範なクラスにおいてこれらの発散を除去し、摂動論において赤外線安全な計算量を整合的に定義するための体系的な手順の概念実証を示す。 我々は、このような積分の漸近構造の基礎となるネストヘドラに基づく図式的規則を提示する。 |
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In previous works in this series we focussed on Hamiltonian renormalisation of free field theories in all spacetime dimensions or interacting theories in spacetime dimensions lower than four. In this paper we address the Hamiltonian renormalisation of the U(1)**3 model for Euclidian general relativity in four spacetime dimensions which is self-interacting. The Hamiltonian flow needs as an input a choice of *-algebra and corresponding representation thereof or state on it at each resolution scale. If one uses as input the algebras and states that were used in the recent exact solutions of this model, then one finds that the flow is rapidly fixed pointed. | このシリーズのこれまでの研究では、全時空次元における自由場理論、あるいは4次元未満の時空次元における相互作用理論のハミルトン繰り込みに焦点を当ててきました。 本論文では、自己相互作用する4次元時空におけるユークリッド一般相対論のU(1)**3モデルのハミルトン繰り込みを扱います。 ハミルトンフローは、入力として、各解像度スケールにおける*-代数とそれに対応する表現またはその上の状態の選択を必要とします。 このモデルの最近の厳密解で使用された代数と状態を入力として用いると、フローが急速に固定点となることがわかります。 |
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In previous works in this series we focussed on Hamiltonian renormalisation of free field theories in all spacetime dimensions. In this paper we address the Hamiltonian renormalisation of the self-interacting scalar field in two spacetime dimensions with polynomial potential, called P(Phi,2). We consider only the finite volume case. The P(Phi,2) theory is one of the few interacting QFT's that can be rigorously constructed non-perturbatively. We find that our Hamiltonian renormalisation flow finds this theory indeed as a fixed point. | このシリーズのこれまでの研究では、全時空次元における自由場の理論のハミルトン繰り込みに焦点を当ててきました。 本論文では、多項式ポテンシャルを持つ2次元時空における自己相互作用スカラー場のハミルトン繰り込み、P(Phi,2)を取り上げます。 ここでは有限体積の場合のみを扱います。 P(Phi,2)理論は、非摂動論的に厳密に構成できる数少ない相互作用場の理論の一つです。 私たちのハミルトン繰り込みフローは、この理論が実際に不動点であることを発見しました。 |
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This study, situated within the framework of the AdS/CFT correspondence, employs wave optics methods to investigate the Einstein ring structure of quantum corrected AdS Reissner Nordstr$\ddot{o}$m black holes governed by Euler Heisenberg nonlinear electrodynamics. A wave source placed on the AdS boundary yields a response function on the antipodal side, from which a virtual optical system with a convex lens reconstructs the holographic image of the Einstein ring. The analysis systematically explores the impact of physical parameters and observer position on the ring's morphology. As the observer's position varies, the image transitions from a complete ring to an arc and eventually to a single bright point. The Einstein ring radius is observed to decrease with increasing radial source position $\rho$, wave frequency $\omega$, and chemical potential $\mu$, while it increases with electric charge $e$ and temperature $T$. In contrast, the quantum correction parameter $a$ has negligible effect on the ring radius or response amplitude, as its contribution falls off rapidly near the boundary and remains subleading in the wave dynamics. The parameter $e$ enhances the electromagnetic lensing strength, leading to a broader ring, whereas increasing $\rho$ alters wavefront propagation, affecting both brightness peak and ring location. Geometric optics analysis confirms that the incident angle of the photon ring matches the Einstein ring angle, validating consistency across frameworks. Overall, the results highlight how nonlinear electromagnetic effects and bulk field configurations manifest in observable boundary features, providing a means to distinguish quantum-corrected black holes from classical solutions. | AdS/CFT対応の枠組みの中に位置する本研究では、波動光学的手法を用いて、オイラー・ハイゼンベルク非線形電気力学に支配される量子補正AdSライスナー・ノルドストラム$\ddot{o}$mブラックホールのアインシュタインリング構造を解析する。 AdS境界上に置かれた波源は、対蹠側に応答関数を生じ、そこから凸レンズを用いた仮想光学系がアインシュタインリングのホログラフィック像を再構成する。 本解析では、物理的パラメータと観測者の位置がリングの形態に与える影響を体系的に検討する。 観測者の位置が変化すると、像は完全なリングから弧状へ、そして最終的には単一の輝点へと変化する。 アインシュタインリングの半径は、放射状波源の位置$\rho$、波動周波数$\omega$、化学ポテンシャル$\mu$の増加とともに減少し、電荷$e$および温度$T$の増加とともに増加することが観測されている。 対照的に、量子補正パラメータ$a$は、その寄与が境界付近で急速に減少し、波動ダイナミクスにおいて従属的であるため、リング半径または応答振幅にほとんど影響を与えません。 パラメータ$e$は電磁レンズ効果の強度を増大させ、リングの幅を広げます。 一方、$\rho$の増加は波面伝播を変化させ、輝度ピークとリングの位置の両方に影響を与えます。 幾何光学解析により、光子リングの入射角がアインシュタインリング角と一致することが確認され、フレームワーク間の一貫性が検証されました。 全体として、これらの結果は、非線形電磁効果とバルク場の構成が観測可能な境界特性にどのように現れるかを明らかにし、量子補正ブラックホールと古典的な解を区別する手段を提供します。 |
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In this paper, we investigate the Stark effect in the hydrogen atom under an external electric field, incorporating relativistic generalized uncertainty principle (RGUP) corrections within Minkowskian spacetime and calculate the upper bound on $\beta$ the RGUP parameter. Employing RGUP algebra and the Stetsko-Tkachuk approximation, we derive modifications to the energy spectrum for degenerate and non-degenerate states. The perturbed Hamiltonian, modified by RGUP, enfold quantum gravitational effects. Our results reveal quantum gravitational corrections to the Stark energy spectrum in the relativistic regime, with energy shifts for non-degenerate ($n=1$) and degenerate ($n \neq 1$) cases showing additional terms proportional to $\beta$. These findings reduce to standard Stark effect results and non-relativistic GUP frameworks in the limits $\beta\rightarrow 0$ and $c \rightarrow \infty $, establishing our model as a generalized framework for analyzing minimal length effects in relativistic quantum systems. | 本論文では、ミンコフスキー時空における相対論的一般化不確定性原理(RGUP)補正を組み込み、外部電場下の水素原子におけるシュタルク効果を調べ、RGUPパラメータ$\beta$の上限を計算する。 RGUP代数とStetsko-Tkachuk近似を用いて、縮退状態と非縮退状態のエネルギースペクトルの修正を導出する。 RGUPによって修正された摂動ハミルトニアンは、量子重力効果を包含する。 我々の結果は、相対論的領域におけるシュタルクエネルギースペクトルへの量子重力補正を明らかにし、非縮退($n=1$)および縮退($n \neq 1$)の場合のエネルギーシフトは$\beta$に比例する追加の項を示す。 これらの発見は、極限$\beta\rightarrow 0$および$c \rightarrow \infty $において標準的なシュタルク効果の結果と非相対論的GUPフレームワークに帰着し、我々のモデルを相対論的量子系における最小長さ効果を解析するための一般化されたフレームワークとして確立する。 |
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The current Large Hadron Collider (LHC) data show no clear indication of new physics and only incremental improvements are anticipated at the energy frontier in the near future. However, while the focus of the LHC has been on constraining TeV scale physics, new particles could still be hiding below the electroweak scale. In order to obtain sensitivity to a new light boson with couplings to SM fermions, a potentially promising decay channel, for resonances with mass $\gtrsim {\cal O}(10)$ GeV, would be the decay to $b\bar b$ pairs. The measurement of such signatures is challenging due to the trigger requirements at the LHC. In this work, we explore the LHC sensitivity to a light pseudoscalar, or axion-like particle (ALP), in the $b\bar{b}$ final state with an associated photon, using jet substructure techniques, in the mass range between 10 GeV and 100 GeV. We obtain projected exclusions on the ALP-fermion coupling in a region of phase space which has not so far been probed by direct searches. We further discuss the impact that lower trigger thresholds may have on the LHC reach. | 現在の大型ハドロン衝突型加速器(LHC)のデータは、新しい物理現象の明確な兆候を示しておらず、近い将来、エネルギーフロンティアにおける漸進的な改善のみが期待されている。 しかしながら、LHCの焦点はTeVスケールの物理を制限することにあるものの、電弱スケールより下にはまだ新しい粒子が潜んでいる可能性がある。 標準粒子フェルミオンと結合する新しい軽いボソンに対する感度を得るためには、質量$\gtrsim {\cal O}(10)$ GeVの共鳴に対する潜在的に有望な崩壊経路は、$b\bar b$対への崩壊であろう。 このようなシグネチャの測定は、LHCにおけるトリガー要件のために困難である。 本研究では、ジェット部分構造法を用いて、10 GeVから100 GeVの質量範囲において、$b\bar{b}$終状態にある軽い擬スカラー粒子、またはアクシオン様粒子(ALP)とそれに伴う光子に対するLHCの感度を調査する。 我々は、これまで直接探索によって調べられていない位相空間領域におけるALP-フェルミオン結合に関する射影的排除を得る。 さらに、トリガー閾値の低下がLHC到達範囲に及ぼす影響についても議論する。 |
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With the SNOWMASS 2021 process in the US and the on--going European Strategy Report 2025, the field of elementary particle physics is undergoing detailed community evaluation, and the experimental particle physics program, which requires substantial public investment, is under scrutiny. We offer an assessment of the current experimental particle physics priorities from a string phenomenology point of view. String theory provides a perturbatively consistent framework for quantum gravity. String phenomenology aims to connect between string theory and observational data. String theory is a consistent theory of quantum gravity that contains the other fundamental constituents of matter and interactions. As all forms of energy couple to gravity, string theory provides a framework that reproduces the structures of the Standard Model of particle physics and gives rise to detailed physics scenarios beyond the Standard Model, {\it e.g.} dark matter candidates, axions, additional gauge symmetries, etc. Given this breadth, we propose that from a string phenomenology perspective, the experimental particle physics priority is the nature of the Higgs boson and the electroweak symmetry breaking mechanism. An ideal facility in the near future to study this sector is a hadron collider at 50--60 TeV that utilises contemporary magnet technology and can be built in 10--15 years from decision. | 米国におけるSNOWMASS 2021プロセスと進行中の欧州戦略報告書2025により、素粒子物理学分野は詳細なコミュニティ評価を受けており、多額の公的投資を必要とする実験粒子物理学プログラムは精査されています。 私たちは、弦理論の現象論の観点から、現在の実験粒子物理学の優先事項を評価します。 弦理論は、量子重力理論に摂動論的に整合した枠組みを提供します。 弦理論の現象論は、弦理論と観測データを結び付けることを目的としています。 弦理論は、物質と相互作用の他の基本的な構成要素を含む、整合した量子重力理論です。 あらゆる形態のエネルギーが重力と結合するため、弦理論は素粒子物理学の標準模型の構造を再現する枠組みを提供し、標準模型を超える詳細な物理シナリオ(例えば、暗黒物質候補、アクシオン、付加的なゲージ対称性など)を生み出す。 この広範さを踏まえ、弦理論の現象論的観点から、実験素粒子物理学における優先事項は、ヒッグス粒子の性質と電弱対称性の破れのメカニズムであると我々は提案する。 近い将来、この分野を研究するのに理想的な施設は、現代の磁石技術を活用し、決定から10~15年で建設可能な、50~60 TeVのハドロン衝突型加速器である。 |
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In this paper, we reconsider the study of five-dimensional supersymmetric black branes in the context of the M-theory compactification on a special Calabi-Yau manifold called tetra-quadric, being realized as complete intersections of homogenous polynomials in the projective space $ \mathbb{CP}^{1}\times\mathbb{CP}^{1}\times\mathbb{CP}^{1}\times\mathbb{CP}^{1}$. Combining colored graph theory and outer-automorphism group action techniques, we approach the tetra-quadric Calabi-Yau diagram leading to new features. Using a procedure referred to as folding, we show that M-theory black branes on the tetra-quadric Calabi-Yau manifold can be reduced to known compactifications with lower dimensional K\"{a}hler moduli spaces. | 本論文では、5次元超対称ブラックブレーンの研究を、射影空間 $\mathbb{CP}^{1}\times\mathbb{CP}^{1}\times\mathbb{CP}^{1}\times\mathbb{CP}^{1}$ における同次多項式の完全交差として実現される、四次二次曲面と呼ばれる特殊なカラビ・ヤウ多様体上のM理論コンパクト化の文脈で再考する。 色グラフ理論と外部自己同型群の作用手法を組み合わせることで、四次二次曲面カラビ・ヤウ図にアプローチし、新たな特徴を導き出す。 折り畳みと呼ばれる手順を用いて、四次二次曲面カラビ・ヤウ多様体上のM理論ブラックブレーンが、より低次元のK\"{a}hlerモジュライ空間を持つ既知のコンパクト化に縮減できることを示す。 |
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We present a novel systematic framework for engineering energy-momentum tensors in linearized gravity that generate gravitational fields with a prescribed multipolar structure, aimed at modeling black hole mimickers. As a concrete example, we analyze an anisotropic rotating fluid with a Gaussian-like energy-density profile which, at linearized order, satisfies all energy and causality conditions while generating a gravitational field that exactly reproduces the multipolar structure of a Kerr black hole. We then investigate the phenomenology of both the source and the induced metric, comparing our findings with the corresponding black hole limit. | 我々は、ブラックホール模倣体のモデル化を目的として、所定の多極構造を持つ重力場を生成する線形化重力におけるエネルギー運動量テンソルを設計するための、新たな体系的枠組みを提示する。 具体的な例として、ガウス分布に似たエネルギー密度プロファイルを持つ異方性回転流体を解析する。 この流体は線形化秩序において、すべてのエネルギー条件と因果律条件を満たしながら、カーブラックホールの多極構造を正確に再現する重力場を生成する。 次に、その源と誘導計量の両方の現象論を調査し、得られた結果を対応するブラックホール極限と比較する。 |
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In this work, we investigate the gravitational lensing of a charged black hole (spherically symmetric) within the context of Lorentz violation triggered by an antisymmetric tensor field. Our calculations consider two different scenarios: the weak and strong deflection limits. For the weak deflection limit, we employ the Gauss-Bonnet theorem to obtain our results. In the strong deflection limit, we utilize the Tsukamoto methodology, which provides measurable outcomes such as relativistic image positions and magnifications. Applying the latter methodology, we analyze the gravitational lensing by Sagittarius $A^{*}$ and derive the related observables, which are expressed as functions of the Lorentz violation parameter. Finally, the time delay is addressed as well. | 本研究では、球対称な荷電ブラックホールの重力レンズ効果を、反対称テンソル場によって引き起こされるローレンツ対称性の破れの文脈で調べる。 計算では、弱偏向極限と強偏向極限という2つの異なるシナリオを考慮する。 弱偏向極限では、ガウス・ボネ定理を用いて結果を得る。 強偏向極限では、相対論的像の位置や倍率といった測定可能な結果をもたらす塚本法を用いる。 後者の方法論を適用し、射手座$A^{*}$による重力レンズ効果を解析し、ローレンツ対称性の破れのパラメータの関数として表される関連する観測量を導出する。 最後に、時間遅延についても考察する。 |
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We explore anisotropic holographic superfluidity and find analytic solutions near critical point where superfluid/normalfluid phase transition appears in a holographic dual fluid system. In arXiv:hep-th/1109.4592, the authors obtained such an analytic solution in 5-dimensional Einstein-SU(2)Yang-Mills system, and it is asymptotically AdS$_5$. What is more in this note is that we get analytic solutions near the critical point in 3- and 4- dimensional Einstein-Scalar-U(1)$\times$SU(2)Yang-Mills systems, which become asymptotically hyperscaling violation geometry. We also get leading order back reactions to the background geometry, which clearly show spatial anisotropy of the bulk geometry. To explore the properties of the spacetime, we compute holographic entanglement entropy and confirm that the superfluid/normalfluid phase transition must occur at the critical point. | 我々は異方性ホログラフィック超流動を研究し、ホログラフィック二流体系において超流動/常流体相転移が現れる臨界点近傍の解析解を見出した。 arXiv:hep-th/1109.4592において、著者らは5次元アインシュタイン-SU(2)ヤン・ミルズ系においてそのような解析解を得ており、それは漸近的にAdS$_5$となる。 さらに本論文では、3次元および4次元アインシュタイン-スカラー-U(1)$\times$SU(2)ヤン・ミルズ系において臨界点近傍の解析解を得ており、これは漸近的にハイパースケーリング破れ幾何学となる。 また、背景幾何学に対する主要な反作用も得ており、これはバルク幾何学の空間異方性を明確に示している。 時空の性質を調べるために、ホログラフィックエンタングルメントエントロピーを計算し、臨界点で超流動/常流体相転移が起こることを確認しました。 |
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Recent developments for the consistent embedding of general 4D static and spherically-symmetric spacetimes in arbitrary single-brane braneworld models in the form of the General Embedding Algorithm (GEA) [Phys.Rev.D 109 (2024) 4, L041501], initiated the program of studying the bulk structure of braneworld wormholes. In this article, adopting a completely generic approach, we derive the general conditions that the metric functions of any braneworld spacetime must satisfy to describe a wormhole structure in the bulk. Particular emphasis is placed on clarifying the proper uplift of 4D spacetimes, expressed in terms of arbitrary radial coordinates on the brane, and we demonstrate the important role of the circumferential radius metric function $r(u)$ for the embedding. To ensure applicability even when $r(u)$ is non-invertible, we develop an extended formulation of the GEA. Additionally, the flare-out conditions for braneworld wormholes are presented for the first time and are found to differ from the case of flat extra dimensions. To illustrate the method, we first perform the uplift into both thin (Randall-Sundrum II) and thick braneworld models for four well-known 4D wormhole spacetimes: the effective braneworld wormhole solutions of Casadio-Fabbri-Mazzacurati and Bronnikov-Kim, the Simpson-Visser spacetime, and the Ellis-Bronnikov or "anti-Fisher" solution. Subsequently, we study their bulk features by means of curvature invariants, flare-out conditions, energy conditions and embedding diagrams. Our analysis reveals that the assumption of a warped extra dimension has non-trivial implications for the structure of 5D wormholes. | 一般埋め込みアルゴリズム(GEA)[Phys.Rev.D 109 (2024) 4, L041501] の形で、一般的な4次元静的および球対称時空を任意の単一ブレーンブレーンワールド模型に矛盾なく埋め込むための最近の開発は、ブレーンワールドワームホールのバルク構造を研究するプログラムを開始した。 本稿では、完全に一般的なアプローチを採用し、任意のブレーンワールド時空の計量関数がバルク内のワームホール構造を記述するために満たさなければならない一般条件を導出する。 特に、ブレーン上の任意のラジアル座標で表現される4次元時空の適切な隆起を明らかにすることに重点を置き、円周半径計量関数 $r(u)$ が埋め込みにおいて重要な役割を果たすことを示す。 $r(u)$ が非可逆な場合であっても適用可能であることを保証するために、GEA の拡張された定式化を展開する。 さらに、ブレーンワールドワームホールのフレアアウト条件を初めて提示し、平坦な余剰次元の場合とは異なることを明らかにした。 この方法を説明するために、まず、よく知られている 4 種類の 4 次元ワームホール時空、すなわち Casadio-Fabbri-Mazzacurati と Bronnikov-Kim の有効ブレーンワールドワームホール解、Simpson-Visser 時空、そして Ellis-Bronnikov あるいは「反フィッシャー」解について、薄い(Randall-Sundrum II)ブレーンワールド模型と厚いブレーンワールド模型の両方へのアップリフトを実行する。 次に、曲率不変量、フレアアウト条件、エネルギー条件、および埋め込み図を用いて、それらのバルク特性を調べる。 我々の分析は、歪んだ余剰次元の仮定が5次元ワームホールの構造に重要な意味合いを持つことを明らかにした。 |
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We obtain the deuteron's wave functions as eigenstates of the light-front quantum chromodynamics (QCD) Hamiltonian using a fully relativistic and nonperturbative approach based on light-front quantization, without an explicit confining potential. These eigenstates include six-quark and six-quark--one-gluon components. The deuteron wave function consists of both a singlet-singlet color state and additional hidden color states arising from non-trivial color rearrangements. Our results reveal that while the singlet-singlet state is present, the hidden color states collectively dominate, contributing a larger probability to the deuteron wave function. This highlights the significant role of hidden color components in the QCD description of nuclear structure. Using these wave functions, we investigate the deuteron's electromagnetic properties. | 我々は、光面量子化に基づく完全相対論的かつ非摂動的なアプローチを用いて、明示的な閉じ込めポテンシャルを用いることなく、光面量子色力学(QCD)ハミルトニアンの固有状態として重陽子の波動関数を得た。 これらの固有状態には、6クォークと6クォーク-1グルーオンの成分が含まれる。 重陽子の波動関数は、シングレット-シングレットカラー状態と、非自明なカラー再配置から生じる隠れたカラー状態の両方から構成される。 我々の結果は、シングレット-シングレット状態が存在する一方で、隠れたカラー状態が集合的に支配的であり、重陽子の波動関数の確率に大きな寄与をしていることを明らかにした。 これは、QCDによる原子核構造の記述において、隠れたカラー成分が重要な役割を果たしていることを浮き彫りにしている。 これらの波動関数を用いて、重陽子の電磁気的性質を調査する。 |
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Conformal symmetries, i.e.\ coordinate transformations that preserve angles, play a key role in many fields, including physics, mathematics, computer vision and (geometric) machine learning. Here we build a neural network that is equivariant under general conformal transformations. To achieve this, we lift data from flat Euclidean space to Anti de Sitter (AdS) space. This allows us to exploit a known correspondence between conformal transformations of flat space and isometric transformations on the AdS space. We then build upon the fact that such isometric transformations have been extensively studied on general geometries in the geometric deep learning literature. We employ message-passing layers conditioned on the proper distance, yielding a computationally efficient framework. We validate our model on tasks from computer vision and statistical physics, demonstrating strong performance, improved generalization capacities, and the ability to extract conformal data such as scaling dimensions from the trained network. | 共形対称性、すなわち角度を保存する座標変換は、物理学、数学、コンピュータービジョン、(幾何学的)機械学習など、多くの分野で重要な役割を果たします。 本研究では、一般的な共形変換に対して同変なニューラルネットワークを構築します。 これを実現するために、平坦ユークリッド空間から反ド・ジッター(AdS)空間へデータを移動します。 これにより、平坦空間の共形変換とAdS空間上の等長変換との間の既知の対応関係を利用できます。 さらに、このような等長変換は、幾何学的深層学習の文献において一般的な幾何学において広く研究されてきたという事実を活用します。 適切な距離を条件とするメッセージパッシング層を用いることで、計算効率の高いフレームワークを実現します。 本モデルをコンピュータービジョンと統計物理学のタスクで検証し、高い性能、改善された一般化能力、そして学習済みネットワークからスケーリング次元などの共形データを抽出できることを実証しました。 |
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On a mathematically foundational level, our most successful physical theories (gauge field theories and general-relativistic theories) are formulated in a framework based on the differential geometry of connections on principal bundles. After reviewing the essentials of this framework, we articulate the generalized hole and point-coincidence arguments, examining how they weight on a substantivalist position towards bundle spaces. This question, then, is considered in light of the Dressing Field Method, which allows a manifestly invariant reformulation of gauge field theories and general-relativistic theories, making their conceptual structure more transparent: it formally implements the point-coincidence argument and thus allows to define (dressed) fields and (dressed) bundle spaces immune to hole-type arguments. | 数学的基礎レベルでは、最も成功した物理理論(ゲージ場理論と一般相対論的理論)は、主バンドル上の接続の微分幾何学に基づく枠組みで定式化されている。 この枠組みの本質を概観した後、一般化されたホール論と点一致論の議論を明確にし、それらがバンドル空間に対する実体論的立場にどのような重みを与えるかを検証する。 次に、この問題をドレッシング場法の観点から考察する。 ドレッシング場法は、ゲージ場理論と一般相対論理論の明白に不変な再定式化を可能にし、それらの概念構造をより透明化する。 つまり、点一致論を形式的に実装し、ホール型議論の影響を受けない(ドレッシングされた)場と(ドレッシングされた)バンドル空間を定義することを可能にする。 |
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There is a great number of higher-spin gravities in $3d$ that can have both finite and infinite spectra of fields and can be formulated as Chern-Simons theories. It was believed that this is impossible in higher dimensions, where higher-spin fields do have propagating degrees of freedom. We show that there are infinitely many higher-spin theories in the $4d$ flat space featuring nontrivial local interactions that can have either a finite or infinite number of fields. We classify all one- and two-derivative (i.e. with gauge and gravitational interactions) higher-spin theories by solving the holomorphic constraint in the light-cone gauge obtained by Metsaev. Therefore, these theories are consistent subsectors of the higher-spin extensions of self-dual Yang-Mills/gravity, which in turn are truncations of the chiral higher-spin gravity. | 3d空間には、有限および無限の場のスペクトルを持ち、チャーン・サイモンズ理論として定式化できる高スピン重力理論が多数存在する。 高次元では高スピン場が伝播自由度を持つため、これは不可能だと考えられていた。 我々は、4d平坦空間には、有限または無限個の場を持つ非自明な局所相互作用を特徴とする高スピン理論が無限に存在することを示す。 我々は、メツァエフによって得られた光円錐ゲージにおける正則制約を解くことにより、すべての1階微分および2階微分(すなわち、ゲージ相互作用および重力相互作用を含む)高スピン理論を分類する。 したがって、これらの理論は、自己双対ヤン・ミルズ/重力の高スピン拡張の整合したサブセクターであり、これはカイラル高スピン重力の切断である。 |
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We present a self-contained and consistent formulation of noncommutative (NC) gauge theory of gravity, focusing on spherically symmetric black hole geometries. Our construction starts from the gauge-theoretic viewpoint of Poincar\'{e} (or de Sitter) gravity and introduces noncommutativity through the Moyal star product and the Seiberg-Witten map, retaining NC gauge invariance at each order in the deformation parameter $\Theta$. Working systematically to second order in $\Theta$, we obtain explicit NC corrections to the spin connection, the vierbein, and various geometric objects such as the metric and curvature scalars. Using these results, we compute NC modifications of four-dimensional Schwarzschild and Reissner-Nordstr\"{o}m solutions, including scenarios with a cosmological constant, as well as three-dimensional BTZ-type black holes (both uncharged and charged). For each black hole solution, we explore various possible Moyal twists, each of which generally breaks some symmetries and modifies the horizon structure, surface gravity, and curvature invariants. In particular, we show that while the radial location of horizons in Schwarzschild-like solutions remains unchanged for some twists, other twists introduce important but finite deformations in curvature scalars and can decouple the Killing horizon from the causal horizon. Similar patterns arise in the charged and lower-dimensional cases. Beyond constructing explicit examples, our approach provides a blueprint for systematically incorporating short-distance quantum corrections through noncommutativity in gravitational settings. The methods and expansions we present can be extended to more general geometries including rotating black holes and additional matter fields, offering a broad framework for future studies of NC effects in classical solutions of general relativity. | 我々は、球対称ブラックホール幾何学に焦点を当て、自己完結的かつ整合的な非可換ゲージ重力理論の定式化を提示する。 我々の構築は、ポアンカレ(またはド・ジッター)重力のゲージ理論的観点から出発し、モヤル・スター積とザイバーグ・ウィッテン写像を通して非可換性を導入する。 これにより、変形パラメータ$\Theta$の各次数においてNCゲージ不変性が保持される。 $\Theta$の2次まで系統的に検討することで、スピン接続、四周波、そして計量スカラーや曲率スカラーといった様々な幾何学的対象に対する明示的なNC補正を得る。 これらの結果を用いて、4次元シュワルツシルト解およびライスナー・ノルドシュトル\"{o}m解のNC修正を計算する。 これには、宇宙定数を持つシナリオ、および3次元BTZ型ブラックホール(荷電および非荷電)が含まれる。 それぞれのブラックホール解について、様々なモイヤールねじれの可能性を調査する。 これらのねじれは、一般的にいくつかの対称性を破り、地平線構造、表面重力、および曲率不変量を変更する。 特に、シュワルツシルト型解における地平線の半径位置は、いくつかのねじれに対して不変であるが、他のねじれは、曲率スカラーに重要な有限の変形をもたらし、キリング地平線と因果地平線を切り離すことができることを示す。 同様のパターンは、荷電および低次元の場合にも発生する。 明示的な例を構築するだけでなく、私たちのアプローチは、非可換性を通じて短距離量子補正を体系的に組み込むための青写真を提供する。 重力設定。 我々が提示する手法と拡張は、回転ブラックホールや追加の物質場を含むより一般的な幾何学に拡張することができ、一般相対論の古典解におけるNC効果の将来の研究のための幅広い枠組みを提供する。 |
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The soft-wall holographic composite Higgs model assumes first-order phase transition from the dynamical inner symmetry breaking. This research focuses on the implications of the semi-analytical perturbative solution of the dual 5-dimensional theory as an effective description of the strongly coupled composite Higgs sector. We clarify the thermodynamical description and gravitational waves spectrum produced during the phase transition, which were previously numerically estimated. Besides, we investigate the limits of the applicability of our solution within the thin-wall approximation and quasiclassical approach in terms of the dual theory, that correspond to the strongly coupled regime of composite Higgs model. Our semi-analytic framework provides description of the strong first-order phase transition within the runaway scenario. | ソフトウォール・ホログラフィック複合ヒッグス模型は、内部対称性の動的破れから生じる一次相転移を仮定する。 本研究では、5次元双対理論の半解析的摂動解が、強結合複合ヒッグスセクターの有効な記述としてどのような意味を持つのかに焦点を当てる。 我々は、これまで数値的に推定されていた相転移中に発生する熱力学的記述と重力波スペクトルを明らかにする。 さらに、複合ヒッグス模型の強結合領域に対応する、薄壁近似と双対理論による準古典的アプローチの範囲内で、我々の解の適用限界を調べる。 我々の半解析的枠組みは、暴走シナリオにおける強い一次相転移の記述を提供する。 |
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We show that for massless particles of helicity $h$, the angular momentum eigenstates are given in an appropriate coordinate system by the spin-weighted spherical harmonics ${_{-h}Y_{jm}}$ of spin-weight $-h$. In particular, these are simultaneous eigenstates of the Hamiltonian, helicity, $J^2$, and $J_z$. The appearance of the spin-weighted spherical harmonics as opposed to the ordinary spherical harmonics reflects the nontrivial topological structure of massless particles with nonzero helicity. The resultant angular momentum multiplet structure is quite different than that of massive particles, with $|h|$ acting as a lower bound on $J^2$ and at most one multiplet for each angular momentum $j$. This illustrates the obstruction to a spin-orbital decomposition of the angular momentum for massless particles, as such a sparse multiplet structure does not result from any reasonable spin-orbital splitting. | 質量ゼロのヘリシティ$h$の粒子に対して、角運動量固有状態は適切な座標系において、スピン重み付き球面調和関数${_{-h}Y_{jm}}$によって与えられることを示す。 特に、これらはハミルトニアン、ヘリシティ、$J^2$、および$J_z$の同時固有状態である。 通常の球面調和関数とは異なり、スピン重み付き球面調和関数の出現は、非ゼロのヘリシティを持つ質量ゼロ粒子の非自明な位相構造を反映している。 結果として生じる角運動量多重項構造は質量を持つ粒子のそれとは全く異なり、$|h|$は$J^2$の下限として作用し、各角運動量$j$に対して最大で1つの多重項となる。 これは、質量のない粒子の角運動量のスピン軌道分解が困難であることを示しています。 なぜなら、このような疎な多重項構造は、いかなる合理的なスピン軌道分裂からも生じないからです。 |
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We revisit dispersive bounds on Wilson coefficients of scalar effective field theories (EFT) coupled to gravity in various spacetime dimensions, by computing the contributions from graviton loops to the corresponding sum rules at low energies. Fixed-momentum-transfer dispersion relations are often ill-behaved due to forward singularities arising from loop-level graviton exchange, making naive positivity bounds derived from them unreliable. Instead, we perform a careful analysis using crossing-symmetric dispersion relations, and compute the one-loop corrections to the bounds on EFT coefficients. We find that including the graviton loops generically allows for negativity of Wilson coefficients by an amount suppressed by powers of Newton's constant, $G$. The exception are the few couplings that dominate over (or are degenerate with) the graviton loops at low energies. In $D=4$, we observe that assuming that the eikonal formula captures the correct forward behavior of the amplitude at all orders in $G$, and for energies of the order of the EFT cutoff, yields bounds free of logarithmic infrared divergences. | 我々は、様々な時空次元において重力と結合したスカラー有効場理論(EFT)のウィルソン係数の分散限界を再検討する。 低エネルギーにおける対応する和則への重力子ループの寄与を計算する。 固定運動量移動分散関係は、ループレベルの重力子交換から生じる前方特異点のためにしばしば挙動が乱れ、そこから導かれる単純な正値限界は信頼できない。 その代わりに、我々は交差対称分散関係を用いて慎重な解析を行い、EFT係数の限界に対する1ループ補正を計算する。 重力子ループを含めることで、ニュートン定数$G$のべき乗によって抑制される量だけ、ウィルソン係数の負値が一般的に許容されることが分かった。 例外は、低エネルギーにおいて重力子ループを支配する(または重力子ループと縮退する)少数の結合である。 $D=4$において、アイコナール公式が$G$のすべての次数における振幅の正しい順方向挙動を捉えていると仮定すると、EFTカットオフの次数のエネルギーに対して、対数赤外発散のない境界が得られることがわかる。 |
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Zel'dovich and Polnarev, in their seminal paper [1] suggested that a gravitational wave generated by flyby would merely displace the particles. We confirm their prediction numerically by fine-tuning the wave profile proposed by Gibbons and Hawking [2], and then analytically for its approximation by a P\"oschl-Teller potential. Higher-order derivative profiles proposed for gravitational collapse, etc [2] are shortly discussed. | ゼルドビッチとポルナレフは、その画期的な論文[1]において、フライバイによって生成される重力波は単に粒子を変位させるだけだと示唆した。 我々は、ギボンズとホーキング[2]によって提案された波のプロファイルを微調整することで、彼らの予測を数値的に確認し、さらにポシュル・テラーポテンシャルによる近似を解析的に検証した。 重力崩壊などに提案されている高次微分プロファイル[2]についても簡単に説明する。 |
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By calculating the second order pole in the operator product expansion (OPE) between the charged spin-$3$ current and the neutral spin-$3$ current, we determine the primary charged spin-$4$ current. Similarly by computing the second order pole in the OPE between the neutral spin-$3$ current and itself, we obtain the primary neutral spin-$4$ current. We determine the OPE between the charged spin-$2$ current and the charged spin-$3$ current for generic parameters and the infinity limit of the level $k$ (one of the parameters) is also given for this OPE. In particular, the above primary charged spin-$4$ current occurs at the first order pole of this OPE for generic parameters. We also check that the above primary charged and neutral spin-$4$ currents occur at the second order pole of the OPE between the charged spin-$3$ current and itself for fixed parameters. | 荷電スピン3カレントと中性スピン3カレント間の演算子積展開(OPE)における2次極を計算することで、主要な荷電スピン4カレントを決定する。 同様に、中性スピン3カレントとそれ自体との間のOPEにおける2次極を計算することで、主要な中性スピン4カレントを得る。 一般的なパラメータに対して、荷電スピン2カレントと荷電スピン3カレント間のOPEを決定し、レベルk(パラメータの1つ)の無限大極限もこのOPEに対して与える。 特に、上記の主要な荷電スピン4カレントは、一般的なパラメータに対して、このOPEの1次極で発生する。 また、上記の主要な荷電スピン4カレントと中性スピン4カレントが、固定パラメータに対して、荷電スピン3カレントとそれ自体との間のOPEの2次極で発生することも確認する。 |
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We use the language of von Neumann subfactors to investigate non-invertible symmetries in two dimensions. A fusion categorical symmetry $\mathcal{C}$, its module category $\mathcal{M}$, and a gauging labeled by an algebra object $\mathcal{A}$ are encoded in the bipartite principal graph of a subfactor. The dual principal graph captures the quantum symmetry $\mathcal{C}'$ obtained by gauging $\mathcal{A}$ in $\mathcal{C}$, as well as a reverse gauging back to $\mathcal{C}$. From a given subfactor $N \subset M$, we derive a quiver diagram that encodes the representations of the associated non-invertible symmetry. We show how this framework provides necessary conditions for admissible gaugings, enabling the construction of generalized orbifold groupoids. To illustrate this strategy, we present three examples: Rep$(D_4)$ as a warm-up, the higher-multiplicity case Rep$(A_4)$ with its associated generalized orbifold groupoid and triality symmetry, and Rep$(A_5)$, where $A_5$ is the smallest non-solvable finite group. For applications to gapless systems, we embed these generalized gaugings as global manipulations on the conformal manifolds of $c=1$ CFTs and uncover new self-dualities in the exceptional $SU(2)_1/A_5$ theory. For $\mathcal{C}$-symmetric TQFTs, we use the subfactor-derived quiver diagrams to characterize gapped phases, describe their vacuum structure, and classify the recently proposed particle-soliton degeneracies. | フォン・ノイマン部分因子の言語を用いて、2次元における非可逆対称性を調査する。 融合カテゴリカル対称性 $\mathcal{C}$、その加群カテゴリ $\mathcal{M}$、および代数オブジェクト $\mathcal{A}$ でラベル付けされたゲージングは、部分因子の二部主グラフに符号化される。 双対主グラフは、$\mathcal{C}$ における $\mathcal{A}$ のゲージングによって得られる量子対称性 $\mathcal{C}'$ と、$\mathcal{C}$ への逆ゲージングを捉える。 与えられた部分因子 $N \subset M$ から、関連する非可逆対称性の表現を符号化した箙図を導出する。 この枠組みが許容ゲージングに必要な条件を提供し、一般化オービフォールド群の構築を可能にすることを示す。 この戦略を説明するために、3つの例を示す。 ウォームアップとしてRep$(D_4)$、関連する一般化オービフォールド群とトライアリティ対称性を伴う高多重度の場合のRep$(A_4)$、そして最小の非可解有限群であるRep$(A_5)$である。 ギャップレス系への応用のために、これらの一般化ゲージングを$c=1$ CFTの共形多様体上の大域操作として埋め込み、例外的な$SU(2)_1/A_5$理論における新しい自己双対性を明らかにする。 $\mathcal{C}$対称TQFTに対して、サブファクター導出の箙状図を用いてギャップ相を特徴付け、その真空構造を記述し、最近提案された粒子ソリトン縮退を分類する。 |
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This paper proves that, in a four-dimensional spherically symmetric spacetime manifold, one can consider coordinate transformations expressed by fractional linear maps which give rise to isometries and are the simplest example of coordinate transformation used to bring infinity down to a finite distance. The projective boundary of spherically symmetric spacetimes here studied is the disjoint union of three points: future timelike infinity, past timelike infinity, spacelike infinity, and the three-dimensional products of half-lines with a 2-sphere. Geodesics are then studied in the projectively transformed (t',r',theta',phi') coordinates for Schwarzschild spacetime, with special interest in their way of approaching our points at infinity. Next, Nariai, de Sitter and Godel spacetimes are studied with our projective method. Since the kinds of infinity here defined depend only on the symmetry of interest in a spacetime manifold, they have a broad range of applications, which motivate the innovative analysis of Schwarzschild, Nariai, de Sitter and Godel spacetimes. | 本論文では、4次元球対称時空多様体において、等長写像を生じる分数線形写像で表される座標変換を考えることができることを証明する。 これは、無限を有限距離に落とすために用いられる座標変換の最も単純な例である。 ここで研究する球対称時空の射影境界は、未来時間的無限、過去時間的無限、空間的無限、そして半直線と2次元球面との3次元積の3点の互いに素な和である。 次に、シュワルツシルト時空の射影変換された(t',r',theta',phi')座標における測地線を研究し、特にそれらが無限遠点に近づく方法に注目する。 次に、我々の射影法を用いて、ナリアイ時空、ド・ジッター時空、ゲーデル時空を研究する。 ここで定義された無限の種類は、時空多様体における関心対象の対称性のみに依存するため、幅広い応用範囲を持ち、シュワルツシルト時空、ナリアイ時空、ド・ジッター時空、ゲーデル時空の革新的な解析の動機となっている。 |
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This is the first part in a series of papers on counting surfaces on Calabi-Yau 4-folds. Besides the Hilbert scheme of 2-dimensional subschemes, we introduce \emph{two} types of moduli spaces of stable pairs. We show that all three moduli spaces are related by GIT wall-crossing and parametrize stable objects in the bounded derived category. We construct \emph{reduced} Oh-Thomas virtual cycles on the moduli spaces via Kiem-Li cosection localization and prove that they are deformation invariant along Hodge loci. As an application, we show that the variational Hodge conjecture holds for any family of Calabi-Yau 4-folds supporting a non-zero reduced virtual cycle. | これは、カラビ-ヤウ4次元多様体上の曲面の数え上げに関する一連の論文の第1部である。 2次元部分スキームのヒルベルトスキームに加えて、安定対のモジュライ空間を2種類導入する。 これら3つのモジュライ空間はすべてGIT壁交差によって関連し、有界導来圏における安定対象を媒介変数化する。 モジュライ空間上に、Kiem-Li余分局所化を用いて縮約されたOh-Thomas仮想サイクルを構築し、それらがホッジ軌跡に沿って変形不変であることを証明した。 応用として、非零縮約仮想サイクルを支持する任意のカラビ-ヤウ4次元多様体族に対して変分ホッジ予想が成立することを示す。 |
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This paper reviews the history of the conformal extension of Galilean symmetry, now called Schr\"odinger symmetry. In the physics literature, its discovery is commonly attributed to Jackiw, Niederer and Hagen (1972). However, Schr\"odinger symmetry has a much older ancestry: the associated conserved quantities were known to Jacobi in 1842/43 and its euclidean counterpart was discovered by Sophus Lie in 1881 in his studies of the heat equation. A convenient way to study Schr\"odinger symmetry is provided by a non-relativistic Kaluza-Klein-type "Bargmann" framework, first proposed by Eisenhart (1929), but then forgotten and re-discovered by Duval {\it et al.} only in 1984. Representations of Schr\"odinger symmetry differ by the value $z=2$ of the dynamical exponent from the value $z=1$ found in representations of relativistic conformal invariance. For generic values of $z$, whole families of new algebras exist, which for $z=2/\ell$ include the $\ell$-conformal galilean algebras. We also review the non-relativistic limit of conformal algebras and that this limit leads to the $1$-conformal galilean algebra and not to the Schr\"odinger algebra. The latter can be recovered in the Bargmann framework through reduction. A distinctive feature of Galilean and Schr\"odinger symmetries are the Bargmann super-selection rules, algebraically related to a central extension. An empirical consequence of this was known as "mass conservation" already to Lavoisier. As an illustration of these concepts, some applications to physical ageing in simple model systems are reviewed. | 本論文では、ガリレイ対称性の共形拡張(現在ではシュレーディンガー対称性と呼ばれている)の歴史を概説する。 物理学の文献では、その発見は一般的にジャッキーウ、ニーダーラー、ハーゲン(1972年)によるものとされている。 しかし、シュレーディンガー対称性はそれよりはるかに古い起源を持つ。 関連する保存量はヤコビによって1842年から1843年にかけて知られており、ユークリッド対称性は1881年にソフス・リーによって熱方程式の研究の中で発見された。 シュレーディンガー対称性を研究する便利な方法として、非相対論的カルツァ=クライン型「バーグマン」枠組みが挙げられます。 これはアイゼンハート (1929) によって最初に提案されましたが、その後忘れ去られ、1984年にデュバルらによって再発見されました。 シュレーディンガー対称性の表現は、相対論的共形不変性の表現で見られる動的指数の値 $z=1$ と $z=2$ だけ異なります。 一般的な $z$ の値に対しては、新しい代数の族が存在し、$z=2/\ell$ に対しては $\ell$ 共形ガリレオ代数が含まれます。 また、共形代数の非相対論的極限についても考察し、この極限はシュレーディンガー代数ではなく、$1$-共形ガリレイ代数につながることを明らかにします。 シュレーディンガー代数は、バーグマンの枠組みにおいて縮約によって回復できます。 ガリレイ対称性とシュレーディンガー対称性の特徴的な点は、中心拡大と代数的に関連するバーグマン超選択則です。 この経験的帰結は、すでにラボアジエによって「質量保存則」として知られていました。 これらの概念の例として、単純なモデル系における物理的老化への応用をいくつか考察します。 |
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In the context of field theories with complex poles, we scrutinize four inequivalent ways of defining the scattering amplitudes, each forfeiting one or more tenets of standard quantum field theory while preserving the others: (i) a textbook Wick rotation by analytic continuation of the external momenta from Euclidean to Lorentzian signature (no optical theorem), (ii) the Lee--Wick--Nakanishi prescription, integrating along a certain contour in the complex energy plane (no Lorentz invariance), (iiii) the fakeon prescription, where, in addition, spatial momenta are integrated on a complex path defined by the locus of singularities of the loop integrand (no analyticity of the amplitude) and (iv) to work directly on Minkowski spacetime, which violates the optical theorem and also bars power-counting renormalizability. In general, mixed Euclidean-Lorentzian prescriptions for internal and external momenta in loop integrals break Lorentz invariance, regardless of the type of masses involved. We conclude that, of the above four options, only the fakeon prescription is physically viable and can have applications to quantum gravity. | 複素極を持つ場の理論の文脈において、散乱振幅を定義する4つの非等価な方法を精査する。 これらの方法はいずれも標準的な量子場の理論の1つ以上の教義を放棄するが、他の教義は保持する。 (i) ユークリッドからローレンツへの外部運動量の解析接続による教科書的なウィック回転(光学定理なし)、(ii) 複素エネルギー平面上の特定の輪郭に沿って積分するリー-ウィック-中西の処方(ローレンツ不変性なし)、(iii) ループ積分関数の特異点の軌跡によって定義される複素経路上で空間運動量が積分されるフェイクオン処方(振幅の解析性なし)、(iv) ミンコフスキー時空上で直接作用する(これは光学定理に違反し、冪数え上げ繰り込み可能性も阻害する)。 一般に、ループ積分における内部運動量と外部運動量に対するユークリッド・ローレンツ混合法は、関与する質量の種類に関わらず、ローレンツ不変性を破ります。 上記の4つの選択肢のうち、フェイクオン法のみが物理的に実行可能であり、量子重力への応用が可能であると結論付けます。 |
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Within the context of bumblebee gravity, this work explores how non-metricity alters the behavior and propagation of neutrinos. Our analysis is based on the black hole configuration introduced in Ref. [1], focusing on how the spacetime deformation affects some neutrino-related processes. Three primary aspects are fundamentally taken into account: the modification in the energy deposition rate stemming from neutrino-antineutrino annihilation, the alterations in the oscillation phase caused by the background geometry, and the role of lensing effects on the transition probabilities among neutrino flavors. Complementing the analytical approach, numerical evaluations of oscillation probabilities are performed within a two-flavor scenario, accounting for both inverted and normal mass ordering configurations. | 本研究では、マルハナバチ重力の文脈において、非計量性がニュートリノの挙動と伝播にどのような変化をもたらすかを探求する。 本解析は文献[1]で導入されたブラックホール構成に基づいており、時空変形がニュートリノ関連過程にどのような影響を与えるかに焦点を当てている。 3つの主要な側面が基本的に考慮されている。 すなわち、ニュートリノ-反ニュートリノ対消滅に起因するエネルギー付与率の変化、背景幾何学によって引き起こされる振動位相の変化、そしてレンズ効果がニュートリノフレーバー間の遷移確率に及ぼす役割である。 解析的アプローチを補完するために、反転質量配列と通常質量配列の両方を考慮した2フレーバーシナリオにおいて、振動確率の数値評価を行う。 |
Original Text | 日本語訳 |
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We consider the vector extension of the Standard Model (SM) with Chern-Simons type interaction. This extension contains a new massive vector boson (Chern-Simons boson) that does not interact directly with fermions of the SM. We consider the effective loop interaction of a new vector boson with fermions of the SM and its renormalizability in an arbitrary gauge. Our analysis shows that loop divergences cannot be eliminated in the effective interaction between Chern-Simons bosons and fermions of the same flavor, whereas the effective loop interaction with fermions of different flavors remains well-defined. The interaction terms between the Chern-Simons boson and fermions of the same flavor, characterised by divergent prefactors, have been identified. These interactions should be treated within the framework of effective field theory. | 我々は、チャーン・サイモンズ型相互作用を持つ標準模型(SM)のベクトル拡張を考察する。 この拡張には、標準模型のフェルミオンと直接相互作用しない、新しい質量を持つベクトルボソン(チャーン・サイモンズボソン)が含まれる。 我々は、新しいベクトルボソンと標準模型のフェルミオンとの有効ループ相互作用、および任意のゲージにおけるその繰り込み可能性を考察する。 解析の結果、チャーン・サイモンズボソンと同じフレーバーのフェルミオンとの有効相互作用ではループ発散を除去できない一方、異なるフレーバーのフェルミオンとの有効ループ相互作用は明確に定義されていることが示された。 チャーン・サイモンズボソンと同じフレーバーのフェルミオンとの間の相互作用項は、発散する前因子によって特徴付けられ、既に同定されている。 これらの相互作用は、有効場の理論の枠組みの中で扱われるべきである。 |
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Recent studies have shown that quantitative concepts from quantum information theory can play a role in analysing collider physics, including elucidating new physics. In this paper, we study various QI measures including magic, trace distance and fidelity distance, in generic new physics scenarios modelled by the Standard Model Effective Field Theory. We argue that such measures can indeed show up differences with respect to the pure Standard Model, and we compare our results with similar findings for the concurrence discussed previously in the literature. We examine the relative sensitivity of different measures to new physics in two-dimensional bins of the top pair invariant mass and scattering angle, finding that the concurrence, magic and trace distance each emerge as the best measure in at least some regions of the phase space. This highlights the importance of exploring multiple quantum information measures in the hunt for beyond the Standard Model physics. | 近年の研究により、量子情報理論の定量的概念が、新物理の解明を含む衝突型加速器物理の解析において役割を果たせることが示されています。 本論文では、標準模型の有効場の理論によってモデル化された一般的な新物理シナリオにおいて、魔法距離、トレース距離、忠実度距離などの様々な量子情報尺度を考察します。 これらの尺度は純粋な標準模型との差異を実際に示すことができると主張し、これまでの文献で議論されている同時発生に関する同様の知見と本論文の結果を比較します。 トップペア不変質量と散乱角の2次元ビンにおける新物理に対する様々な尺度の相対的な感度を検証し、同時発生、魔法距離、トレース距離のそれぞれが、位相空間の少なくともいくつかの領域において最良の尺度であることが分かりました。 これは、標準模型を超える物理の探求において、複数の量子情報尺度を探求することの重要性を浮き彫りにしています。 |
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Using the doubled representation of Dirac spinors, we write the Lagrangian of a time-reversal symmetry broken three dimensional Weyl superconductor in a covariant form . Then, based on an analogy with the Nambu Jona-Lasinio model and by employing the Fierz transformations, we demonstrate that new collective modes should exist in such a system, including a pseudo-scalar Nambu-Goldstone boson and its corresponding amplitude mode plus a vector and an axial-vector collective mode. It is also observed that the pseudo-scalar mode can become massive due to an explicit chiral symmetry breaking term in the Lagrangian. | ディラックスピノルの二重表現を用いて、時間反転対称性が破れた3次元ワイル超伝導体のラグランジアンを共変形式で書き表す。 次に、南部ジョナ=ラシニオ模型との類推に基づき、フィエルツ変換を用いることで、このような系には擬スカラー南部=ゴールドストーンボソンとそれに対応する振幅モード、さらにベクトルおよび軸ベクトル集団モードを含む新しい集団モードが存在することを示す。 また、ラグランジアン中のカイラル対称性の破れの項が明示的に存在するため、擬スカラーモードが質量を持つ可能性があることも観察される。 |
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We consider the spectral decomposition of singularities of integrals and their integrands. Our results apply to any integral of Euler-Mellin type, and thus especially to every scalar Feynman integral. Specifically we provide for both the integrand and integral respectively; two explicit constructions of the characteristic variety and characteristic cycle of the constructible function and $D$-module they are associated with. From this we also obtain the singular locus or Landau singularities of the integral. En route we give a simple procedure to compute the local Euler obstruction function of a variety, and using this, to compute the Euler characteristic of the complex link of a Whitney stratum. | 積分の特異点とその被積分関数のスペクトル分解について考察する。 我々の結果は、オイラー・メリン型の任意の積分、ひいては特にすべてのスカラー・ファインマン積分に適用できる。 具体的には、被積分関数と積分関数の両方、すなわち構成関数の特性多様体と特性サイクル、およびそれらが関連する$D$加群の2つの明示的な構成を与える。 これにより、積分の特異軌跡、すなわちランダウ特異点も得られる。 その過程で、多様体の局所オイラー障害関数を計算し、それを用いてホイットニー層の複素リンクのオイラー特性を計算するための簡単な手順を与える。 |
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In two-dimensional Conformal Field Theory (CFT), multi-stress tensor exchanges between probe operators give rise to the Virasoro identity conformal block, which is fixed by symmetry. The analogous object, and the corresponding organizing principles, in higher dimensions are less well understood. In this paper, we study the Virasoro identity OPE block, which is a bilocal operator that projects two primaries onto the conformal family of multi-stress tensor states. Generalizing a known construction of global OPE blocks, our formalism uses integrals over nested causal diamonds associated with two timelike-separated insertions. We argue that our construction is adaptable to higher dimensions, and use it to provide a new derivation of the single-stress tensor exchange contribution to a four-point correlator in both three and four dimensions, to leading order in the lightcone limit. We also comment on a potential description using effective reparametrization modes in four dimensions. | 2次元共形場理論(CFT)において、プローブ演算子間の多重応力テンソル交換は、対称性によって固定されたVirasoro恒等共形ブロックを生み出す。 高次元における類似の対象とそれに対応する組織化原理は、あまりよく理解されていない。 本論文では、2つのプライマリを多重応力テンソル状態の共形族に射影する双局所演算子であるVirasoro恒等共形OPEブロックについて考察する。 既知のグローバルOPEブロックの構成を一般化し、我々の形式論では、2つの時間的に分離された挿入に関連する入れ子になった因果ダイヤモンド上の積分を用いる。 我々は、この構成が高次元にも適応可能であることを主張し、それを用いて、3次元と4次元の両方における4点相関器への単一応力テンソル交換寄与を、光円錐極限における主要位数まで新たに導出する。 また、4次元における有効再パラメータ化モードを用いたポテンシャル記述についてもコメントする。 |
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We study oscillons in a real scalar field theory in a (3+1)-dimensional AdS space with global coordinates. The initial configuration is given by a Gaussian shape with an appropriate core size as in Minkowski spacetime. The solution exhibits a long lifetime. In particular, since the AdS space can be seen as a box, the recurrence phenomenon can be observed under suitable conditions. In particular, as the AdS radius decreases, one can see a transition from a metastable oscillon to a stable oscillatory solution. Finally, we discuss some potential applications of the oscillon in the context of AdS/CFT duality. | 我々は、グローバル座標を持つ(3+1)次元AdS空間における実スカラー場の理論におけるオシロンを研究する。 初期配置は、ミンコフスキー時空と同様に、適切なコアサイズを持つガウス形状で与えられる。 解は長い寿命を示す。 特に、AdS空間は箱と見なすことができるため、適切な条件下では再発現象を観測することができる。 特に、AdS半径が減少するにつれて、準安定オシロンから安定な振動解への遷移を見ることができる。 最後に、AdS/CFT双対性の文脈におけるオシロンの潜在的な応用について議論する。 |
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By analogy with heavy ion collisions, which can be modelled by a classical hydrodynamics, it is proposed that the differential cross section for collisions of smaller nuclei can be calculated from the classical, numerical scattering data for Skyrmions. It is also suggested that the numerical data for the outgoing particles should be classified into bins, as is done in nuclear physics experiments. | 古典流体力学でモデル化できる重イオン衝突との類推により、より小さな原子核の衝突における微分断面積は、スキルミオンの古典的な数値散乱データから計算できると提案されている。 また、出射粒子の数値データは、原子核物理学の実験で行われているように、ビンに分類すべきであるとも提案されている。 |
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Similar to the Schwinger effect in the quantum electrodynamics, a system of two parallel D-branes at a finite separation can produce open string pairs through their interaction. In this paper, we investigate this rate for the dressed D1-branes, incorporating electric and tachyonic fields and also transverse rotation in the presence of the background Kalb-Ramond field within a partially compactified spacetime. Besides, we study various special cases. | 量子電気力学におけるシュウィンガー効果と同様に、有限距離を隔てた2つの平行なDブレーン系は、相互作用を通じて開弦対を生成することができる。 本論文では、部分的にコンパクト化された時空において、電場とタキオン場、そして背景カルブ=ラモンド場の存在下での横方向回転を考慮し、ドレスドD1ブレーンにおけるこの効果を調べる。 さらに、様々な特殊なケースについても考察する。 |
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In this study, we investigate a static, spherically symmetric black hole (BH) within the framework of Loop Quantum Gravity (LQG) surrounded by quintessence field. Our comprehensive analysis shows that the interplay between quantum corrections and exotic matter produces unique spacetime features, most notably a triple-horizon structure for specific parameter combinations. We derive the metric function incorporating both LQG parameters ($\alpha$, $B$) and quintessence parameters ($c$, $w$), analyzing its implications for horizon structure through embedding diagrams. We examine null and timelike geodesics, calculating photon spheres, effective potentials, and orbital dynamics. Our study demonstrates how quantum and quintessence parameters affect BH shadow size and shape, offering potential observational signatures. Through scalar perturbation analysis, we compute quasinormal modes (QNMs) frequencies, confirming the stability of these hybrid BHs while identifying distinctive spectral characteristics. Finally, using the Gauss-Bonnet (GB) theorem modified approach, we derive an analytical expression for gravitational deflection angles, showing a hierarchical structure of contributions from classical, quintessence, and quantum effects at different distance scales. | 本研究では、クインテッセンス場に囲まれたループ量子重力理論(LQG)の枠組みの中で、静的で球対称なブラックホール(BH)を解析する。 包括的な解析により、量子補正とエキゾチック物質の相互作用が、特定のパラメータの組み合わせにおいて特に顕著な三重地平線構造をはじめとする特異な時空特性を生み出すことが示された。 LQGパラメータ($\alpha$、$B$)とクインテッセンスパラメータ($c$、$w$)の両方を含む計量関数を導出し、埋め込み図を用いて地平線構造への影響を解析する。 ヌル測地線と時間的測地線を解析し、光子球、有効ポテンシャル、軌道ダイナミクスを計算する。 本研究は、量子パラメータとクインテッセンスパラメータがBHシャドウのサイズと形状にどのように影響するかを示し、潜在的な観測シグネチャーを提示する。 スカラー摂動解析により、準基準モード(QNM)の周波数を計算し、これらのハイブリッドBHの安定性を確認するとともに、特徴的なスペクトル特性を特定しました。 最後に、ガウス・ボネ(GB)定理の修正アプローチを用いて、重力偏向角の解析的表現を導出し、異なる距離スケールにおける古典的効果、クインテッセンス効果、量子効果の寄与の階層構造を示しました。 |
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A new (2+1)-model is developed to investigate the collective behavior of the quark-gluon plasma produced in high-energy heavy-ion collisions. This framework couples pre-equilibrium dynamics with hydrodynamic evolution by solving the Boltzmann equation within the isotropization time approximation. A numerical scheme based on the method of characteristics enables the evolution to begin from a specified initial Boltzmann distribution. In this work, the spatial structure of the initial distribution is modeled using the TrENTo framework. Our results show that a medium initialized at $\tau_0 $ in the order of 1\,[fm/$c$] with a small shear viscosity to entropy density ratio ($\eta/s = 0.008$) evolves consistently with hydrodynamic simulations, such as those performed using the VISH2+1 code, while discrepancies arise for a medium with $\eta/s = 0.8$. Furthermore, when initialized with a highly anisotropic momentum distribution in the longitudinal direction at early times, the system exhibits spatially non-uniform thermalization in the transverse plane, leading to the emergence of a nontrivial hypersurface that marks the onset of hydrodynamic applicability. | 高エネルギー重イオン衝突で生成されるクォーク・グルーオン・プラズマの集団的挙動を調査するために、新しい(2+1)モデルが開発された。 この枠組みは、ボルツマン方程式を等方化時間近似の範囲内で解くことにより、前平衡ダイナミクスと流体力学的発展を結合する。 特性曲線法に基づく数値スキームにより、指定された初期ボルツマン分布から発展を開始することができる。 本研究では、初期分布の空間構造をTrENToフレームワークを用いてモデル化する。 我々の結果は、小さなせん断粘性対エントロピー密度比($\eta/s = 0.008$)を有する、1\,[fm/$c$]のオーダーで$\tau_0 $に初期化された媒質は、VISH2+1コードを用いて実行されたような流体力学的シミュレーションと整合的に発展するが、$\eta/s = 0.8$の媒質では矛盾が生じることを示している。 さらに、初期段階で縦方向に非常に異方的な運動量分布を初期設定すると、系は横方向の平面内で空間的に不均一な熱化を示し、流体力学的適用性の始まりを示す非自明な超曲面が出現する。 |
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We examine a loop quantum gravity (LQG) inspired rotating black hole, treating it as a central supermassive black hole (SMBH) in an extreme mass-ratio inspiral (EMRI) system, where an inspiralling object exhibits eccentric motion around the SMBH. With the orbital dynamics, we derive analytical expressions for the rate of change of orbital energy and angular momentum, as well as orbital evolution, and subsequently generate the gravitational waveforms. To evaluate the difference between EMRI waveforms emitted from the Kerr black hole and a spinning black hole in LQG, we compute the dephasing and mismatch using the Laser Interferometer Space Antenna (LISA) observation. Our result indicates that LISA can distinguish the modified effect of LQG with a parameter as small as $2\times10^{-6}$. The constraint on a parameter in LQG using the Fisher information matrix can be obtained within a fraction error of $10^{-6}$. | 我々は、ループ量子重力(LQG)に着想を得た回転ブラックホールを、極端質量比インスパイラル(EMRI)系の中心超大質量ブラックホール(SMBH)として扱い、インスパイラルする天体がSMBHの周りを偏心運動する様子を考察する。 軌道力学を用いて、軌道エネルギーと角運動量の変化率、および軌道発展に関する解析的式を導出し、重力波形を生成する。 カーブラックホールとLQG内の回転ブラックホールから放射されるEMRI波形の違いを評価するため、レーザー干渉計宇宙アンテナ(LISA)観測を用いて位相ずれと不整合を計算する。 我々の結果は、LISAがLQGの修正効果を、パラメータが2\times10^{-6}$と非常に小さい場合でも区別できることを示している。 フィッシャー情報行列を用いたLQGのパラメータ制約は、分数誤差$10^{-6}$以内で得られる。 |
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In interstellar media characterized by a nonrelativistic plasma of electrons and heavy ions, we study the effect of axion dark matter coupled to photons on the dynamics of an electric field. In particular, we assume the presence of a background magnetic field aligned in a specific direction. We show that there is an energy transfer from the oscillating axion field to photons and then to the plasma induced by forced resonance. This resonance is most prominent for the axion mass $m_{\phi}$ equivalent to the plasma frequency $\omega_p$. Requiring that the heating rate of the interstellar medium caused by the energy transfer does not exceed the observed astrophysical cooling rate, we place forecast constraints on the axion-photon coupling $g$ for several different amplitudes of the background magnetic field $B_0$. By choosing a typical value $B_0=10^{-6}$ G, we find that, for the resonance mass $m_{\phi}=\omega_p$, the upper limit of $g$ can be stronger than those derived from other measurements in the literature. With increased values of $B_0$, it is possible to put more stringent constraints on $g$ for a wider range of the axion mass away from the resonance point. | 電子と重イオンからなる非相対論的プラズマで特徴付けられる星間物質において、光子と結合したアクシオン暗黒物質が電場のダイナミクスに及ぼす影響を研究する。 特に、特定の方向に整列した背景磁場の存在を仮定する。 振動するアクシオン場から光子へ、そして強制共鳴によってプラズマへとエネルギー移動が生じることを示す。 この共鳴は、プラズマ周波数$\omega_p$に相当するアクシオン質量$m_{\phi}$で最も顕著となる。 エネルギー移動によって引き起こされる星間物質の加熱率が観測されている天体物理学的冷却率を超えないことを前提として、背景磁場$B_0$のいくつかの異なる振幅に対して、アクシオン-光子結合$g$に予測上の制約を課す。 典型的な値 $B_0=10^{-6}$ G を選択すると、共鳴質量 $m_{\phi}=\omega_p$ に対して、$g$ の上限は文献で示されている他の測定から導かれた値よりも強くなることがわかります。 $B_0$ の値を大きくすると、共鳴点から離れたアクシオン質量のより広い範囲にわたって、$g$ にさらに厳しい制限を課すことができます。 |
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In this article, we provide a short review (written in Chinese) on the Bethe/Gauge correspondence. We first explain the basic idea in an explicit example of the correspondence between XXX spin chains and 2d $\mathcal{N}=(2,2)$ gauge theories. The connection between 4d and 2d will then be explored by comparing the instanton and vortex partition functions. We conclude this article by briefly mentioning the similarity in the integrability structure of 4d gauge theories and 2d ones from an algebraic aspect, and a potential relation between two different integrable systems. | 本稿では、ベーテ/ゲージ対応について簡潔に解説する(中国語)。 まず、XXXスピン鎖と2次元$\mathcal{N}=(2,2)$ゲージ理論との対応関係を明示的な例で示し、基本的な考え方を説明する。 次に、インスタントンと渦の分配関数を比較することにより、4次元と2次元の関係を探る。 最後に、代数的な観点から見た4次元ゲージ理論と2次元ゲージ理論の積分可能性構造の類似性、および2つの異なる積分可能系間の潜在的な関係について簡単に触れて、本稿を締めくくる。 |
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We conduct a comprehensive investigation of a deformed AdS-Schwarzschild black hole with a global monopole surrounded by a quintessence field. Our analysis focuses on the geodesic motion of both null and timelike particles, enabling precise determination of the photon sphere and quantification of forces acting on photon particles. We systematically examine how the deformation parameter, control parameter, global monopole parameter, and quintessence field parameter influence the energy, angular momentum, and angular velocities of test particles in circular orbits within the equatorial plane. Additionally, we derive and analyze the perturbative potentials for scalar and electromagnetic fields, demonstrating how these parameters modify their structural profiles. Through time-domain integration, we explore the evolution of scalar and electromagnetic perturbations, revealing distinct phases of transient behavior and quasinormal ringing. Finally, we investigate the emission rates of this black hole, establishing connections between its shadow radius and thermal characteristics. Our findings reveal that the global monopole parameter, deformation parameter and quintessence field enhance black hole stability by reducing emission rates, while the control parameter, which helps avoid central singularities, accelerates evaporation by increasing emission. | 我々は、クインテッセンス場によって囲まれた大域的モノポールを持つ変形AdS-シュワルツシルトブラックホールの包括的な調査を行う。 我々の解析は、ヌル粒子と時間的粒子の両方の測地線運動に焦点を当てており、光子球の正確な決定と光子粒子に作用する力の定量化を可能にする。 変形パラメータ、制御パラメータ、大域的モノポールパラメータ、およびクインテッセンス場パラメータが、赤道面内の円軌道上の試験粒子のエネルギー、角運動量、および角速度にどのように影響するかを体系的に調べる。 さらに、スカラー場と電磁場の摂動ポテンシャルを導出し、解析することで、これらのパラメータが粒子の構造プロファイルをどのように変化させるかを示す。 時間領域積分を通して、スカラー摂動と電磁摂動の発展を探り、過渡的挙動と準正規リンギングの明確な相を明らかにする。 最後に、このブラックホールの放出率を調査し、その影の半径と熱特性との関連性を明らかにした。 その結果、グローバルモノポールパラメータ、変形パラメータ、クインテッセンス場は放出率を低下させることでブラックホールの安定性を高める一方、中心特異点を回避するのに役立つ制御パラメータは放出を増加させることで蒸発を促進することが明らかになった。 |
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We present a comparison between translation charges for several Lagrangians for the $\kappa$-deformed complex scalar field using the canonical method. The Lagrangians are shown to be related by charge conjugation and twisted cyclicity, and these relationships are reflected in their conserved charges. The Lagrangian corresponding to the results obtained in arXiv:2011.09188 and arXiv:2201.10191 is identified, providing an explanation for the observed loss of charge conjugation symmetry under boosts. | 我々は、正準法を用いて、$\kappa$変形された複素スカラー場に対するいくつかのラグランジアンの並進電荷の比較を示す。 これらのラグランジアンは電荷共役とねじれ巡回性によって関連していることが示され、これらの関係は保存電荷に反映されている。 arXiv:2011.09188とarXiv:2201.10191で得られた結果に対応するラグランジアンが特定され、ブースト下で観測される電荷共役対称性の喪失を説明する。 |
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We study quantum field theories which have quantum groups as global internal symmetries. We show that in such theories operators are generically non-local, and should be thought as living at the ends of topological lines. We describe the general constraints of the quantum group symmetry, given by Ward identities, that correlation functions of the theory should satisfy. We also show that generators of the symmetry can be represented by topological lines with some novel properties. We then discuss a particular example of $U_q(sl_2)$ symmetric CFT, which we solve using the bootstrap techniques and relying on the symmetry. We finally show strong evidence that for a special value of $q$ a subsector of this theory reproduces the fermionic formulation of the Ising model. This suggests that a quantum group can act on local operators as well, however, it generically transforms them into non-local ones. | 我々は、量子群を大域的内部対称性として持つ量子場の理論を研究する。 このような理論では、演算子は一般的に非局所的であり、位相直線の端に存在すると考えられるべきであることを示す。 理論の相関関数が満たすべき、ウォード恒等式によって与えられる量子群対称性の一般的な制約を記述する。 また、対称性の生成元は、いくつかの新しい性質を持つ位相直線で表せることを示す。 次に、対称性に依存し、ブートストラップ法を用いて解く、$U_q(sl_2)$対称CFTの特定の例を議論する。 最後に、特別な値$q$に対して、この理論のサブセクターがイジングモデルのフェルミオン定式化を再現するという強力な証拠を示す。 これは、量子群が局所演算子にも作用できることを示唆しているが、一般的にはそれらを非局所演算子に変換する。 |
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In this work, we investigate the partition function of 2d CFT under root-$T\bar{T}$ deformation. We demonstrate that the deformed partition function satisfies a flow equation. At large central charge sector, the deformed partition function reduces to a redefinition of the modular parameters, which preserves modular invariance under the deformed parameters. We then derive a Cardy-like formula for the asymptotic density of states using modular bootstrap trick. In the context of AdS/CFT, it was proposed the root-$T\bar{T}$ deformed CFT corresponds to the AdS$_3$ with certain deformed boundary condition. We show the deformed BTZ black hole is a quotient of hyperbolic space. In terms of Chern-Simons formulation, we compute the root-$T\bar{T}$ deformed BTZ black hole entropy and find that it obeys a Cardy-like formula, which is consistent with the modular bootstrap result. Furthermore, employing the Wilson spool technique, we compute the one-loop partition functions for the root-$T\bar{T}$ deformed AdS$_3$ geometry. Our results reveal an exact match between one-loop gravitational partition function and the large $c$ expansion of root-$T\bar{T}$ deformed CFT partition function. | 本研究では、root-$T\bar{T}$ 変形下の2次元CFTの分配関数を解析する。 変形された分配関数がフロー方程式を満たすことを示す。 大きな中心電荷セクターでは、変形された分配関数はモジュラーパラメータの再定義に帰着し、変形されたパラメータの下でモジュラー不変性を保つ。 次に、モジュラーブートストラップトリックを用いて、漸近的状態密度に対するCardy型の公式を導出する。 AdS/CFTの文脈では、root-$T\bar{T}$ 変形CFTが、ある変形境界条件を持つAdS$_3$に対応することが提案されている。 変形されたBTZブラックホールが双曲空間の商であることを示す。 Chern-Simons 定式化を用いて、root-$T\bar{T}$ 変形 BTZ ブラックホールエントロピーを計算し、それが Cardy 型公式に従うことを明らかにしました。 これはモジュラーブートストラップの結果と整合しています。 さらに、Wilson スプール法を用いて、root-$T\bar{T}$ 変形 AdS$_3$ 幾何の 1 ループ分割関数を計算しました。 結果は、1 ループ重力分割関数と root-$T\bar{T}$ 変形 CFT 分割関数の大きな $c$ 展開が完全に一致することを明らかにしました。 |
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The extended Linear Sigma Model (eLSM) is a hadronic model based on the global symmetries of QCD and the corresponding explicit, anomalous, and spontaneous breaking patterns. In its basic three-flavor form, its mesonic part contains the dilaton/glueball as well as the nonets of (pseudo)scalar and (axial-)vector mesons, thus chiral symmetry is linearly realized. In the chiral limit and neglecting the chiral anomaly, only one term -- within the dilaton potential -- breaks dilatation invariance. Spontaneous symmetry breaking is implemented by a generalization of the Mexican-hat potential, with explicit symmetry breaking responsible for its tilting. The overall mesonic phenomenology up to 2 GeV is in agreement with the PDG compilation of masses and decay widths. The eLSM was enlarged to include other conventional quark-antiquark nonets (pseudovector and orbitally excited vector mesons, (axial-)tensor mesons, etc.), as well as two nonets of hybrid mesons, the lightest one with exotic quantum numbers $J^{PC} = 1^{-+}$ not allowed for $\bar{q}q$ objects such as the resonance $\pi_1(1600)$ and the recently discovered $\eta_1(1855)$. In doing so, different types of chiral multiplets are introduced: heterochiral and homochiral multiplets, which differ in the way they transform under chiral transformations. Moreover, besides the scalar glueball, the tensor, the pseudoscalar and the vector glueballs were coupled to the eLSM: the scalar $f_0(1710)$ turns out to be mostly gluonic, the tensor glueball couples strongly to vector mesons, and the pseudoscalar glueball couples can be assigned to $X(2370)$ or $X(2600)$. The eLSM contains chiral partners on an equal footing and is therefore well suited for studies of chiral symmetry restoration at nonzero temperature and densities. The QCD phase diagram and the location of the critical endpoint were investigated within this framework. | 拡張線形シグマ模型(eLSM)は、QCDの大域的対称性とそれに対応する明示的、異常的、そして自発的な破れのパターンに基づくハドロン模型である。 基本的な3フレーバー形式では、その中間子部分にはディラトン/グルーボールに加え、(擬)スカラー中間子と(軸性)ベクトル中間子のノネットが含まれるため、カイラル対称性が線形に実現される。 カイラル極限において、カイラル異常を無視すると、ディラトンポテンシャル内の1つの項のみがディラテーション不変性を破る。 自発的対称性の破れはメキシカンハットポテンシャルの一般化によって実現され、明示的対称性の破れがその傾斜の原因となる。 2GeVまでの全体的な中間子現象は、PDGの質量と崩壊幅の集積と一致する。 eLSMは、従来のクォーク-反クォークノネット(擬ベクトル中間子、軌道励起ベクトル中間子、(軸性)テンソル中間子など)に加え、2つの混成中間子ノネット(最も軽いものは、共鳴$\pi_1(1600)$や最近発見された$\eta_1(1855)$などの$\bar{q}q$天体では許容されないエキゾチックな量子数$J^{PC} = 1^{-+}$を持つ)を含むように拡張されました。 これにより、異なるタイプのカイラル多重項、すなわちヘテロカイラル多重項とホモカイラル多重項が導入され、これらはカイラル変換下での変換方法が異なります。 さらに、スカラーグルーボールに加えて、テンソル、擬スカラー、ベクトルのグルーボールがeLSMに結合した。 スカラー$f_0(1710)$は主にグルーオン性であり、テンソルグルーボールはベクトル中間子と強く結合し、擬スカラーグルーボール結合は$X(2370)$または$X(2600)$に割り当てることができる。 eLSMはカイラルパートナーを同等の立場で含むため、非ゼロ温度および非ゼロ密度におけるカイラル対称性の回復の研究に適している。 この枠組みの中で、QCD相図と臨界終点の位置が調べられた。 |
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A special conformal transformation which carries a vacuum gravitational wave into another vacuum one is built by using M\"obius-redefined time. It can either transform a globally defined vacuum wave into a vacuum sandwich wave, or carry the gravitational wave into itself. The first type, illustrated by linearly and circularly polarized vacuum plane gravitational waves, permutes the symmetries and the geodesics. Our pp waves with conformal O(2,1) symmetry of the second type, which seem to ahve escaped attention so far, are anisotropic generalizations of the familiar inverse-square profile. An example inspired by molecular physics, for which the particle can escape, or perform periodic motion, or fall into the singularity is studied in detail. | 真空重力波を別の真空重力波に運ぶ特別な共形変換は、M\"obius-再定義時間を用いて構築されます。 これは、大域的に定義された真空波を真空サンドイッチ波に変換するか、重力波をそれ自身に運ぶことができます。 前者のタイプは、直線偏光および円偏光の真空平面重力波によって示され、対称性と測地線を置換します。 後者のタイプの共形O(2,1)対称性を持つpp波は、これまで注目されてこなかったように見えますが、よく知られた逆二乗プロファイルの異方的な一般化です。 分子物理学に触発された例、つまり粒子が脱出したり、周期運動をしたり、特異点に陥ったりする例を詳細に研究します。 |
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We study the free motion of a massive particle moving in the background of a Finslerian deformation of a plane gravitational wave in Einstein's General Relativity. The deformation is a curved version of a one-parameter family of Relativistic Finsler structures introduced by Bogoslovsky, which are invariant under a certain deformation of Cohen and Glashow's Very Special Relativity group ISIM(2). The partially broken Carroll Symmetry we derive using Baldwin-Jeffery-Rosen coordinates allows us to integrate the geodesics equations. The transverse coordinates of timelike Finsler-geodesics are identical to those of the underlying plane gravitational wave for any value of the Bogoslovsky-Finsler parameter $b$. We then replace the underlying plane gravitational wave by a homogenous pp-wave solution of the Einstein-Maxwell equations. We conclude by extending the theory to the Finsler-Friedmann-Lemaitre model. | アインシュタインの一般相対性理論における平面重力波のフィンスラー変形の背景を運動する質量を持つ粒子の自由運動を研究する。 この変形は、ボゴスロフスキーによって導入された相対論的フィンスラー構造の1パラメータ族の湾曲版であり、コーエンとグラショーの特殊相対論群ISIM(2)の特定の変形に対して不変である。 ボールドウィン-ジェフリー-ローゼン座標を用いて導出した部分的に破れたキャロル対称性により、測地線方程式を積分することができる。 時間的フィンスラー測地線の横座標は、ボゴスロフスキー-フィンスラーパラメータ$b$の任意の値に対して、基礎となる平面重力波の横座標と同一である。 次に、基礎となる平面重力波をアインシュタイン-マクスウェル方程式の同次pp波解に置き換える。 最後に、この理論をフィンスラー・フリードマン・ルメートルモデルに拡張して結論とする。 |
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Isolated wide binary stars provide natural laboratories to directly probe gravity for Newtonian acceleration $g_{\rm{N}}\lesssim 10^{-9}$ m s$^{-2}$. Recent statistical analyses of wide binaries have been performed only with sky-projected relative velocities $v_p$ in the pairs. A new method of Bayesian orbit modeling exploiting three relative velocity components including the radial component $v_r$ is developed to measure the gravitational anomaly parameter $\Gamma\equiv\log_{10}\sqrt{\gamma_g}\equiv\log_{10}\sqrt{G_{\rm{eff}}/G_{\rm{N}}}$ where $G_{\rm{eff}}$ is the effective gravitational constant for pseudo-Newtonian elliptical orbits, while $G_{\rm{N}}$ is Newton's constant. The method infers individual probability distributions of $\Gamma$ and then combines the independent distributions to obtain a consolidated distribution in a specific range of $g_{\rm{N}}$. Here the method is described and applied to a sample of 312 wide binaries in a broad dynamic range $10^{-11.0}\lesssim g_{\rm{N}}\lesssim 10^{-6.7}$ m s$^{-2}$ with $v_r$ uncertainties in the range $168<\sigma_{v_r}<380$ m s$^{-1}$ selected from the Gaia DR3 database. The following results are obtained: $\Gamma = 0.000\pm 0.011$ ($N_{\rm{binary}}=125$) for the high-acceleration regime ($10^{-7.9} \lesssim g_{\rm{N}} \lesssim 10^{-6.7}$ m s$^{-2}$) agreeing well with Newton, but $\Gamma = 0.085\pm 0.040$ or $\gamma_g=1.48_{-0.23}^{+0.33}$ (35) for a MOND regime ($10^{-11.0}\lesssim g_{\rm{N}}\lesssim 10^{-9.5}$ m s$^{-2}$) and $\Gamma = 0.063\pm 0.015$ or $\gamma_g=1.34_{-0.08}^{+0.10}$ (111) for a MOND+transition regime ($10^{-11.0}\lesssim g_{\rm{N}}\lesssim 10^{-8.5}$ m s$^{-2}$). These results show that a gravitational anomaly is evident for $g_{\rm{N}}\lesssim 10^{-9}$ m s$^{-2}$ and $\Gamma$ in the MOND regime ($\lesssim 10^{-9.5}$ m s$^{-2}$) agrees with the prediction ($\approx 0.07$) of MOND gravity theories. | 孤立した広幅連星は、ニュートン力学的加速度 $g_{\rm{N}}\lesssim 10^{-9}$ m s$^{-2}$ の重力を直接調べるための天然の実験室を提供します。 広幅連星の最近の統計解析は、対となる星の天空投影相対速度 $v_p$ のみを用いて行われてきました。 重力異常パラメータ$\Gamma\equiv\log_{10}\sqrt{\gamma_g}\equiv\log_{10}\sqrt{G_{\rm{eff}}/G_{\rm{N}}}$を測定するために、動径成分$v_r$を含む3つの相対速度成分を利用するベイズ軌道モデリングの新しい手法が開発されました。 ここで、$G_{\rm{eff}}$は擬似ニュートン楕円軌道の有効重力定数であり、$G_{\rm{N}}$はニュートン定数です。 この手法は、$\Gamma$の個々の確率分布を推定し、それらの独立した分布を組み合わせて、特定の範囲の$g_{\rm{N}}$における統合分布を取得します。 ここでは、この手法について説明し、Gaia DR3データベースから選択された、広いダイナミックレンジ($10^{-11.0}\lesssim g_{\rm{N}}\lesssim 10^{-6.7}$ m s$^{-2}$、$v_r$の不確かさが$168<\sigma_{v_r}380$ m s$^{-1}$の範囲)にある312個のワイド連星のサンプルに適用した。 以下の結果が得られた:高加速度領域($10^{-7.9} \lesssim g_{\rm{N}} \lesssim 10^{-6.7}$ m s$^{-2}$)では$\Gamma = 0.000\pm 0.011$ ($N_{\rm{binary}}=125$)はニュートンの法則とよく一致するが、MOND領域($10^{-11.0}\lesssim g_{\rm{N}}\lesssim 10^{-9.5}$ m s$^{-2}$)では$\Gamma = 0.085\pm 0.040$ または $\gamma_g=1.48_{-0.23}^{+0.33}$ (35) となり、 $\Gamma = 0.063\pm 0.015$ または $\gamma_g=1.34_{-0.08}^{+0.10}$ (111) は、MOND+遷移領域 ($10^{-11.0}\lesssim g_{\rm{N}}\lesssim 10^{-8.5}$ m s$^{-2}$) で成立する。 これらの結果は、$g_{\rm{N}}\lesssim 10^{-9}$ m s$^{-2}$ において重力異常が明らかであることを示しており、MOND領域 ($\lesssim 10^{-9.5}$ m s$^{-2}$) における $\Gamma$ は、MOND重力理論の予測 ($\approx 0.07$) と一致する。 |
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Using the general method presented by Mohammedi \cite{NM} for the integrability of a sigma model on a manifold, we investigate the conditions for having an integrable deformation of the general sigma model on a manifold with a complex structure. On a Lie group, these conditions are satisfied by using the zeros of the Nijenhuis tensor. We then extend this formalism to a manifold, especially a Lie group, with a generalized complex structure. We demonstrate that, for the examples of integrable sigma models with generalized complex structures on the Lie groups $\mathbf{A_{4,8}}$ and $\mathbf{A_{4,10}}$, under special conditions, the perturbed terms of the actions are identical to the WZ terms. | Mohammedi \cite{NM} によって提示された多様体上のシグマ模型の積分可能性に関する一般的な方法を用いて、複素構造を持つ多様体上の一般シグマ模型の積分可能な変形を持つための条件を調べる。 リー群上では、これらの条件は Nijenhuis テンソルの零点を用いることで満たされる。 次に、この形式主義を、一般化複素構造を持つ多様体、特にリー群に拡張する。 リー群 $\mathbf{A_{4,8}}$ および $\mathbf{A_{4,10}}$ 上の一般化複素構造を持つ積分可能なシグマ模型の例では、特殊な条件下では、作用の摂動項が WZ 項と同一であることを示す。 |
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Pole-skipping offers compelling evidence for the hydrodynamic origin of chaotic behavior in strongly coupled quantum systems. We demonstrate that the cumulative effect of higher-order corrections to the hydrodynamic diffusive mode, captured by the parameter $\Omega$, determines the thermal diffusivity through chaos parameters, providing new insights into the interplay between chaos and hydrodynamics. In the incoherent limit, where momentum relaxation is pronounced, we show that the thermodynamically stable phase corresponds to a semi-locally critical IR fixed point. This finding extends previous analyses of simple IR fixed points and may offer a gravity dual description for stable phases beyond the Sachdev-Ye-Kitaev model in the incoherent regime. Additionally, we connect our findings to a universal bound on the thermal diffusion constant in holography, establishing a direct link with the dynamical critical exponent $z$. We derive a new relation, $\Omega = (2-z)/(2z-2)$, and propose that it characterizes the thermodynamically stable phase for generic values of $z$. | ポールスキッピングは、強く結合した量子系におけるカオス的挙動の流体力学的起源に関する説得力のある証拠を提供する。 我々は、パラメータ$\Omega$で捉えられる流体拡散モードに対する高次補正の累積効果が、カオスパラメータを介して熱拡散率を決定することを実証し、カオスと流体力学の相互作用に関する新たな知見を提供する。 運動量緩和が顕著なインコヒーレント極限において、熱力学的安定相が半局所臨界IR固定点に対応することを示す。 この発見は、単純なIR固定点に関するこれまでの解析を拡張するものであり、インコヒーレント領域におけるSachdev-Ye-Kitaev模型を超える安定相に対する重力双対記述を提供する可能性がある。 さらに、我々はこれらの発見をホログラフィーにおける熱拡散定数の普遍的な上限と結び付け、動的臨界指数$z$との直接的な関連を確立する。 我々は新しい関係式 $\Omega = (2-z)/(2z-2)$ を導出し、それが一般的な $z$ の値に対して熱力学的に安定な相を特徴付けると提案する。 |
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The method proposed by Inomata and his collaborators allows us to transform a damped Caldiroli-Kanai oscillator with time-dependent frequency to one with constant frequency and no friction by redefining the time variable, obtained by solving a Ermakov-Milne-Pinney equation. Their mapping ``Eisenhart-Duval'' lifts as a conformal transformation between two appropriate Bargmann spaces. The quantum propagator is calculated also by bringing the quadratic system to free form by another time-dependent Bargmann-conformal transformation which generalizes the one introduced before by Niederer and is related to the mapping proposed by Arnold. Our approach allows us to extend the Maslov phase correction to arbitrary time-dependent frequency. The method is illustrated by the Mathieu profile. | 猪俣らとその共同研究者らが提案した方法は、時間依存周波数を持つ減衰カルディロリ・カナイ振動子を、エルマコフ・ミルン・ピニー方程式を解くことで得られる時間変数を再定義することにより、一定周波数で摩擦のない振動子に変換することを可能にする。 彼らの「アイゼンハート・デュバル」写像は、2つの適切なバルクマン空間間の共形変換として現れる。 量子伝播関数もまた、別の時間依存バルクマン共形変換によって二次方程式系を自由形式にすることで計算される。 この変換は、ニーダーラーによって以前に導入されたものを一般化し、アーノルドによって提案された写像と関連している。 我々のアプローチは、マスロフ位相補正を任意の時間依存周波数に拡張することを可能にする。 この方法はマシュープロファイルによって示される。 |
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The equations of motion of an isospin-carrying particle in a Yang-Mills and gravitational field were first proposed in 1968 by Kerner, who considered geodesics in a Kaluza-Klein-type framework. Two years later the flat space Kerner equations were completed by considering also the motion of the isospin by Wong, who used a field-theoretical approach. Their groundbreaking work was then followed by a long series of rediscoveries whose history is reviewed. The concept of isospin charge and the physical meaning of its motion are discussed. Conserved quantities are studied for Wu-Yang monopoles and for diatomic molecules by using van Holten's algorithm. | ヤン=ミルズ場と重力場におけるアイソスピン粒子の運動方程式は、1968年にカーナーによって初めて提案されました。 カーナーは測地線をカルツァ=クライン型の枠組みで考察しました。 2年後、ウォンは場の理論的アプローチを用いてアイソスピンの運動も考慮することで、平坦空間カーナー方程式を完成させました。 彼らの画期的な研究の後、多くの再発見が続き、その歴史を振り返ります。 アイソスピン電荷の概念とその運動の物理的意味について議論します。 保存量は、ファン・ホルテンのアルゴリズムを用いて、ウー・ヤン単極子と二原子分子について研究されます。 |
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Recent interest in the "memory effect" prompted us to revisit the relation of gravitational aves and oscillators. 50 years ago Niederer [1] found that an isotropic harmonic oscillator with a constant frequency can be mapped onto a free particle. Later Takagi [2] has shown that "time-dependent scaling" extends the oscillator versus free particle correspondence to a time-dependent frequency when the scale factor satisfies a Sturm-Liouville equation. More recently Gibbons [3] pointed out that time redefinition is conveniently studied in terms of the Schwarzian derivative. The oscillator versus free particle correspondence "Eisenhart-Duval lifts" to a conformal transformation between Bargmann spaces [4-7]. These methods are extended to spacetimes which are not conformally flat and have a time-dependent profile, and can then be applied to the geodesic motion in a plane gravitational wave. | 近年の「記憶効果」への関心から、重力波と振動子の関係を再検討する必要が生じました。 50年前、Niederer [1] は、一定周波数の等方性調和振動子を自由粒子に写像できることを発見しました。 その後、Takagi [2] は、「時間依存スケーリング」によって、スケール因子が Sturm-Liouville 方程式を満たす場合、振動子と自由粒子の対応関係が時間依存周波数に拡張されることを示しました。 さらに最近では、Gibbons [3] は、時間の再定義はシュワルツ微分を用いて簡便に研究できることを指摘しました。 振動子と自由粒子の対応関係は、バーグマン空間間の共形変換に「アイゼンハート-デュバルリフト」されます [4-7]。 これらの手法は、共形平坦ではなく時間依存プロファイルを持つ時空に拡張され、平面重力波の測地線運動に適用できます。 |
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We study the properties of a nonlinear magnetic-charged black hole in the presence of a phantom global monopole. By incorporating nonlinear electrodynamics (NED) and exotic scalar fields, we derive an exact black hole solution and analyze its geometric structure, causal properties, and thermodynamic behavior. We examine how the presence of a phantom global monopole modifies the black hole's Hawking temperature, entropy, and stability conditions, revealing significant changes in its phase structure. Additionally, we investigate the geodesic motion of test particles. The quasinormal mode (QNM) spectrum is computed using the WKB approximation and P\"oschl-Teller potential method, providing insights into the perturbative stability of the system. Furthermore, we analyze the grey-body factors that characterize radiation emission, highlighting their dependence on black hole parameters. Our findings indicate that the interplay between phantom energy, NED, and global monopoles introduces observable deviations in strong-field astrophysical phenomena. These results offer potential signatures for testing modified gravity theories and contribute to a deeper understanding of black hole physics in exotic field environments. | 我々は、ファントム・グローバル・モノポールの存在下における非線形磁気荷電ブラックホールの特性を研究する。 非線形電気力学(NED)とエキゾチック・スカラー場を組み込むことで、ブラックホールの厳密解を導出し、その幾何学的構造、因果特性、および熱力学的挙動を解析する。 ファントム・グローバル・モノポールの存在がブラックホールのホーキング温度、エントロピー、および安定条件をどのように変化させるかを調べ、その相構造に重大な変化が生じることを明らかにする。 さらに、テスト粒子の測地線運動を調べる。 WKB近似とポシュル・テラーポテンシャル法を用いて準正規モード(QNM)スペクトルを計算し、系の摂動安定性に関する知見を得た。 さらに、放射放出を特徴付ける灰色体因子を解析し、ブラックホールパラメータへの依存性を明らかにした。 得られた知見は、ファントムエネルギー、NED、およびグローバルモノポールの相互作用が、強磁場天体物理学的現象に観測可能な偏差をもたらすことを示している。 これらの結果は、修正重力理論を検証するための潜在的な指標となり、エキゾチックな磁場環境におけるブラックホール物理学のより深い理解に貢献する。 |
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Particles at rest before the arrival of a burst of gravitational wave move, after the wave has passed, with constant velocity along diverging geodesics. As recognized by Souriau 50 years ago and then forgotten, their motion is particularly simple in Baldwin-Jeffery-Rosen (BJR) coordinates (which are however defined only in coordinate patches): they are determined when the first integrals associated with the 5-parameter isometry group (recently identified as L\'evy-Leblond's ``Carroll'' group with broken rotations) are used. A global description can be given instead in terms of Brinkmann coordinates, however it requires to solve a Sturm-Liouville equation, whereas the relation between BJR and Brinkmann requires to solve yet another Sturm-Liouville equation. The theory is illustrated by geodesic motion in a linearly polarized (approximate) ``sandwich'' wave proposed by Gibbons and Hawking for gravitational collapse, and by circularly polarized approximate sandwich waves with Gaussian envelope. | 重力波バーストの到達前に静止していた粒子は、波が通過した後、発散する測地線に沿って等速度で運動する。 50年前にスーリアによって認識され、その後忘れ去られたように、その運動はボールドウィン・ジェフリー・ローゼン(BJR)座標(ただし、座標パッチ上でのみ定義される)において特に単純である。 それは、5パラメータ等長変換群(最近、回転が破れたレヴィ=ルブロンドの「キャロル」群として同定された)に関連する最初の積分を用いることで決定される。 ブリンクマン座標を用いて全体的記述を与えることもできるが、それはシュトゥルム=リウヴィル方程式を解く必要がある。 一方、BJRとブリンクマンの関係には、さらに別のシュトゥルム=リウヴィル方程式を解く必要がある。 この理論は、ギボンズとホーキングが重力崩壊のために提唱した直線偏光(近似)「サンドイッチ」波の測地線運動、およびガウス包絡線を持つ円偏光近似サンドイッチ波によって説明される。 |
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In this study, we investigate three-dimensional torsional Newton-Cartan (TNC) gravity by gauging the su$(1,2)\oplus$u$(1)$ algebra and construct its action using the Chern-Simons theory. This TNC exhibits novel features, including the fact that the gauge fields associated with both dilatation and rotation symmetries transform non-trivially under Galilean boosts. This theory also reproduces the Schr\"odinger gravity acquired by gauging the extended $z=2$ Schr\"odinger algebra arXiv:1604.08054 via a large speed of light ($1/c$)-expansion. In particular, we explain that the $z=2$ Lifshitz vacuum solution appearing in Schr\"odinger gravity is related to the null reduction of 4d $\Omega$-background up to a conformal factor. Based on these results, we revisit the identification between the extended Schr\"odinger algebra and bosonic analogue of super BMS algebra arXiv:1905.13154. We interpret that this relation originates from the $\mathcal{W}_3^{(2)}$ algebra which acts as the bosonic analogue of $\mathcal{N}=2$ superconformal algebra. | 本研究では、su$(1,2)\oplus$u$(1)$代数をゲージ化することにより3次元のねじりニュートン・カルタン(TNC)重力を調べ、チャーン・サイモンズ理論を用いてその作用を構成する。 このTNCは、膨張対称性と回転対称性の両方に関連するゲージ場がガリレイブーストの下で非自明に変換するという事実など、新しい特徴を示す。 この理論はまた、拡張された$z=2$シュレーディンガー代数arXiv:1604.08054を大きな光速($1/c$)展開によってゲージ化することで得られるシュレーディンガー重力を再現する。 特に、シュレーディンガー重力に現れる$z=2$のリフシッツ真空解が、共形因子までの4d $\Omega$背景のヌル縮減と関係していることを説明する。 これらの結果に基づいて、拡張シュレーディンガー代数と超BMS代数のボゾン類似体arXiv:1905.13154との同一性を再検討する。 この関係は、$\mathcal{N}=2$の超共形代数のボゾン類似体として働く$\mathcal{W}_3^{(2)}$代数に由来すると解釈する。 |
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We perform $\textit{exact}$ half-line path integral quantization of flat, homogeneous cosmological models containing a perfect fluid acting as an internal clock, in a $D+1$ dimensional minisuperspace setup. We also discuss certain classes of operator ordering ambiguity inherent in such quantization procedures and argue that a particular ordering prescription in the quantum theory can preserve two symmetries, namely arbitrary lapse rescalings and general covariance, which are already present at the classical level. As a result of this imposition, a large class of quantum Hamiltonians differing by operator ordering produces the same inner products between quantum states. This imposition of the two symmetries of the classical minisuperspace models leads to a unique prescription for writing the quantum Hamiltonian for minisuperspace dimension $D>2$. Interestingly, in the case of $D=1$, the lapse rescaling symmetry is lost in the quantum theory, leading to an essentially ambiguous description of the canonical theory. We provide general proof of this in the context of both canonical quantization and path integrals. We supply concrete examples to validate our findings further. | 我々は、D+1次元のミニスーパースペース環境において、内部時計として機能する完全流体を含む平坦で均質な宇宙論モデルに対して、正確な半直線経路積分量子化を実行する。 また、このような量子化手順に固有の演算子順序付けの曖昧性の特定のクラスについても議論し、量子論における特定の順序付け規定によって、古典レベルで既に存在する2つの対称性、すなわち任意のラプス再スケーリングと一般共変性を保存できることを主張する。 この規定の結果、演算子順序付けが異なる多くの量子ハミルトニアンは、量子状態間で同じ内積を生成する。 この古典ミニスーパースペースモデルの2つの対称性の規定により、ミニスーパースペース次元D>2に対する量子ハミルトニアンを記述するための唯一の規定が導かれる。 興味深いことに、$D=1$の場合、量子論におけるラプス・リスケーリング対称性が失われ、正準理論の記述が本質的に曖昧になる。 我々は、正準量子化と経路積分の両方の文脈において、このことを一般的な形で証明する。 さらに、我々の発見を検証するために具体的な例を提示する。 |
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We determine the ${\cal N}=4$ supersymmetric $W_{1+\infty}^{2,2}[\lambda=\frac{1}{4}]$ algebra which is an extension of ${\cal N}=4$ $SO(4)$ superconformal algebra with vanishing central charge. We identify the soft current algebra between the graviton, the gravitinos, the vectors, the Majorana fermions, the scalar or the pseudoscalar, from the ${\cal N}=4$ supersymmetric $w_{1+\infty}^{2,2}[\lambda=\frac{1}{4}]$ algebra, in two dimensions with the ${\cal N}=4$ supergravity theory with $SO(4)$ global symmetry in four dimensions found by Das (at Stony Brook in 1977), via celestial holography. Furthermore, the truncations of ${\cal N}=4$ supersymmetric soft current algebra provide the soft current algebras for the ${\cal N}=2,3$ supergravity theories, the ${\cal N}=2$ supergravity coupled to its Abelian vector multiplet and the ${\cal N}=1$ supersymmetric Maxwell Einstein theory. For the ${\cal N}=2$ supergravity theory, the soft current algebra can be also realized from the ${\cal N}=2$ supersymmetric $w_{1+\infty}^{K,K}[\lambda=0]$ algebra. | 我々は、中心電荷がゼロである ${\cal N}=4$ の $SO(4)$ 超共形代数の拡張である ${\cal N}=4$ の超対称代数を決定した。 我々は、2次元の${\cal N}=4$超対称$w_{1+\infty}^{2,2}[\lambda=\frac{1}{4}]$代数から、重力子、グラビティーノ、ベクトル、マヨラナフェルミオン、スカラー、擬スカラー間のソフトカレント代数を、1977年にストーニーブルック大学でDasが天体ホログラフィーを用いて発見した4次元の$SO(4)$大域対称性を持つ${\cal N}=4$超重力理論と同一視する。 さらに、${\cal N}=4$ 超対称ソフトカレント代数の切断は、${\cal N}=2,3$ 超重力理論、そのアーベルベクトル多重項と結合した ${\cal N}=2$ 超重力理論、および ${\cal N}=1$ 超対称マクスウェル・アインシュタイン理論のソフトカレント代数を提供する。 ${\cal N}=2$ 超重力理論の場合、ソフトカレント代数は ${\cal N}=2$ 超対称 $w_{1+\infty}^{K,K}[\lambda=0]$ 代数からも実現できる。 |
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It has been recently established in \textit{Phys.Lett.B 861 (2025) 139260} that regular, asymptotically flat black holes exist in pure gravity theories in dimension greater than four. We extend this result to asymptotically Anti-de Sitter spacetimes and perform bottom-up holographic explorations: Hawking-Page phase transitions, quasinormal modes of black holes providing decay times of excitations in the finite temperature conformal field theory and U-shaped string probes leading to the quark-antiquark potential in the dual field theory. The gravitational action contains a bared, negative cosmological constant and an Einstein-Hilbert term, supplemented by an infinite series of higher-curvature terms of the family known as Quasi-topological (QT) Lagrangians, leading to a lapse function in terms of infinite series which can be resumed to an analytic function for different coupling choices. The QT terms are defined as those satisfying a Birkhoff's theorem and possessing a holographic c-function, and exist at all orders in the curvature, for arbitrary dimension greater than four. Besides presenting the general formulae, we explore the physics of three specific cases leading to Hayward, Dymnikova and Bardeen-like regular black holes. We also found the field redefinition that permits recasting the $\alpha'^3 W^4$ correction of Type IIB supergravity on $\mathcal{A}_5\times S^5$ as a series of QT terms. Before finishing, beyond holography, we also provide an extended thermodynamic setup, that via variations of the dimensionful $\alpha$ and $L$, allow obtaining the Euler relation between finite thermodynamical quantities for the black hole of the theory. | 最近、\textit{Phys.Lett.B 861 (2025) 139260} において、4次元以上の純粋重力理論において、規則的で漸近的に平坦なブラックホールが存在することが確立された。 我々はこの結果を漸近的に反ド・ジッター時空に拡張し、ボトムアップ・ホログラフィック探査を行う。 具体的には、ホーキング-ペイジ相転移、有限温度共形場理論における励起の減衰時間を与えるブラックホールの準正規モード、そして双対場理論におけるクォーク-反クォークポテンシャルにつながるU字型弦プローブなどについて探究する。 重力作用には、負の裸宇宙定数とアインシュタイン・ヒルベルト項が含まれており、さらに擬位相的(QT)ラグランジアンとして知られる族の高曲率項の無限級数が加わり、無限級数で表される減衰関数が得られる。 この減衰関数は、異なる結合の選択に対して解析関数に回帰することができる。 QT項は、バーコフの定理を満たし、ホログラフィックc関数を持つ項として定義され、4より大きい任意の次元に対して、曲率のあらゆる次数に存在する。 一般的な公式を提示するだけでなく、ヘイワード、ディムニコワ、バーディーン型の正則ブラックホールに至る3つの具体的なケースの物理についても考察する。 また、IIB型超重力の$\alpha'^3 W^4$補正を$\mathcal{A}_5\times S^5$上のQT項の級数として書き直すことを可能にする場の再定義も見出した。 最後に、ホログラフィーに加えて、次元$\alpha$と$L$の変分を通して、理論のブラックホールに対する有限熱力学量間のオイラー関係式を得ることを可能にする拡張された熱力学設定も提供する。 |
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In this work, we explore the entanglement entropy equipped with the $\kappa$-algebra. This entanglement entropy is computed through the geometric setup as performed by Hartman-Maldacena, which, in their prescription, finds that the entropy grows linearly in time. In our case, we show that the $\kappa$-algebra embedding provides a richer scenario where the third-order corrections in time added from $\kappa$-algebra to entanglement entropy imply that the growth of quantum correlations between subsystems is more intricate than a simple linear increase into the dynamics of black hole thermalization and quantum information flow. In the context of holography, such corrections suggest that the thermalization process is not instantaneous but involves higher-order interactions between subsystems. | 本研究では、$\kappa$代数を用いたエンタングルメントエントロピーを探索する。 このエンタングルメントエントロピーは、Hartman-Maldacenaによって行われた幾何学的設定によって計算され、彼らの規定では、エントロピーは時間とともに線形に増加するとされている。 本研究では、$\kappa$代数の埋め込みがより豊かなシナリオを提供することを示す。 このシナリオでは、$\kappa$代数からエンタングルメントエントロピーに加えられる時間に関する3次の補正が、サブシステム間の量子相関の増加が、ブラックホールの熱化と量子情報の流れのダイナミクスへの単純な線形増加よりも複雑であることを示唆している。 ホログラフィーの文脈において、このような補正は、熱化プロセスが瞬間的なものではなく、サブシステム間の高次の相互作用を伴うことを示唆している。 |
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These notes aim to provide an introduction to the basics of black hole thermodynamics. After explaining Bekenstein's original proposal that black holes have entropy, we discuss Hawking's discovery of black hole radiation, its analog for Rindler space in the Unruh effect, the Euclidean approach to black hole thermodynamics, some basics about von Neumann entropy and its applications, the Ryu-Takayanagi formula, and the nature of a white hole. | このノートは、ブラックホール熱力学の基礎を紹介することを目的としています。 ブラックホールにはエントロピーがあるというベッケンシュタインの当初の提案を説明した後、ホーキングによるブラックホール放射の発見、ウンルー効果におけるリンドラー空間への類似性、ブラックホール熱力学へのユークリッド的アプローチ、フォン・ノイマン・エントロピーとその応用に関する基礎、龍・高柳の公式、そしてホワイトホールの性質について論じます。 |
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Self-dual black holes in (2,2) signature spacetime -- Klein space -- have recently attracted interest in the context of celestial holography. Motivated by this development, we investigate the structure of spacetime near the horizons of these solutions. Focusing on the self-dual Schwarzschild-Taub-NUT solution, we demonstrate that, near the Kleinian horizons, the geometry exhibits a local infinite-dimensional symmetry generated by supertranslations and superrotations. Establishing this result requires refining and extending earlier analyses of asymptotic symmetries near null surfaces. We formulate the appropriate boundary conditions, derive the infinite-dimensional algebra underlying the local symmetries, and compute the associated Noether charges, finding them to be integrable. Finally, we discuss the connection of our findings to recent observations in the literature regarding self-dual black holes in Klein space, including the diffeomorphism relating static and stationary solutions. | (2,2)シグネチャ時空(クライン空間)における自己双対ブラックホールは、最近、天体ホログラフィーの文脈で注目を集めている。 この発展に着目し、我々はこれらの解の地平線近傍における時空構造を調査する。 自己双対シュワルツシルト-タウブ-NUT解に焦点を当て、クライン地平線近傍において、この幾何学は超並進と超回転によって生成される局所無限次元対称性を示すことを示す。 この結果を確立するには、ヌル面近傍における漸近対称性に関するこれまでの解析を改良し拡張する必要がある。 我々は適切な境界条件を定式化し、局所対称性の基礎となる無限次元代数を導出し、関連するノイマン電荷を計算し、それらが積分可能であることを示した。 最後に、静的解と定常解を関連付ける微分同相写像を含め、クライン空間における自己双対ブラックホールに関する文献における最近の観察結果と我々の研究結果の関連性について議論する。 |
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We discuss the possibility that dark energy arises from a strongly-coupled Higgs-Yang-Mills set of interacting fields in the non-perturbative regime. We choose the simplest $SU(2)$ representation, which is compatible with the Cosmological Principle. One of the components of the Higgs doublet act as an effective quintessence scalar field interacting with both gravity and the gauge field. We devise a multiple time scale approach to solve the equations of motion through a hierarchy of the couplings, utilizing exact solutions in terms of Jacobi elliptic functions. We observe that the time scale of variation of the Hubble constant is the slowest one, while, for the scalar field, assuming that its self-coupling is smaller than the coupling of the gauge field, represents an intermediate time scale. From the consistency of the Friedmann equations, we show how the effect of the scalar field is to give origin to dark energy with a proper equation of state corrected by a very small time-dependent term. Finally, agreement with cosmological data for the dark energy density is shown without relying on the fine-tuning of the physical constants of the model. | 非摂動領域において、暗黒エネルギーが強く結合したヒッグス・ヤン・ミルズ相互作用場から生じる可能性について議論する。 宇宙論原理と整合する最も単純な$SU(2)$表現を選択する。 ヒッグス二重項の成分の1つは、重力とゲージ場の両方と相互作用する有効クインテッセンス・スカラー場として作用する。 我々は、ヤコビ楕円関数を用いた厳密解を用いて、結合の階層性を通して運動方程式を解くための多時間スケールアプローチを考案する。 ハッブル定数の変化の時間スケールが最も遅いのに対し、スカラー場については、その自己結合がゲージ場の結合よりも小さいと仮定すると、中間の時間スケールを表すことがわかる。 フリードマン方程式の整合性から、スカラー場の効果がどのようにダークエネルギーの起源となるかを示し、その状態方程式は、非常に小さな時間依存項によって補正される。 最後に、モデルの物理定数の微調整に頼ることなく、ダークエネルギー密度に関する宇宙論的データと一致することを示す。 |
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We construct regular black holes with anti-de Sitter asymptotics in theories incorporating infinite towers of higher-order curvature corrections in any dimension $D \ge 5$. We find that regular black branes are generically inner-extremal, potentially evading instabilities typically associated with inner horizons. Considering minimally coupled matter, we establish general criteria for the existence of singularity-free solutions. We analyze solutions coupled to Maxwell and nonlinear (Born--Infeld and RegMax) electrodynamics, demonstrating in the latter case the first examples of fully regular gravitational and electromagnetic fields for all parameter values. Here, we find that the ratio of the gravitational mass to the electrostatic self-energy determines whether the regular core is de Sitter or anti-de Sitter. We perform a detailed analysis of the black hole thermodynamics and show that the equation of state exhibits features akin to those of fluids with a finite molecular volume induced by the regularization parameter. | 我々は、任意の次元$D \ge 5$における高次曲率補正の無限塔を組み込んだ理論において、反ド・ジッター漸近性を持つ正則ブラックホールを構築する。 正則ブラックブレーンは一般的に内極値的であり、内層地平線に典型的に伴う不安定性を潜在的に回避できることを見出す。 極小結合物質を考慮することで、特異点のない解の存在に関する一般的な基準を確立する。 我々は、マクスウェルおよび非線形(ボルン-インフェルトおよびRegMax)電気力学に結合した解を解析し、後者の場合、あらゆるパラメータ値に対して完全に正則な重力場および電磁場の最初の例を示した。 ここで、重力質量と静電自己エネルギーの比が、正則コアがド・ジッターか反ド・ジッターかを決定することを見出す。 ブラックホール熱力学の詳細な解析を行い、状態方程式が、正則化パラメータによって誘起される有限分子体積を持つ流体の状態方程式に類似した特徴を示すことを示す。 |