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| Original Text | 日本語訳 |
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| We address the longstanding challenge of consistently updating quantum states after selective measurements in a relativistic spacetime. Standard updates along the future lightcones preserve causality but break correlations between causally disconnected parties, whereas updates along the past lightcone either imply retrocausality or do not respect the causal propagation of information. We introduce a minimal extension of multipartite states to encode subsystem-specific contextual information. This "polyperspective" formalism ensures causally consistent covariant state updates, preserves multipartite correlations, and respects conservation laws. | 我々は、相対論的時空における選択的測定後に量子状態を一貫して更新するという長年の課題に取り組む。 未来光円錐に沿った標準的な更新は因果関係を維持するが、因果的に分断された当事者間の相関を断ち切る。 一方、過去光円錐に沿った更新は逆因果関係を暗示するか、情報の因果伝播を尊重しない。 我々は、サブシステム固有のコンテキスト情報を符号化するために、多部状態への最小限の拡張を導入する。 この「多視点」形式主義は、因果的に整合した共変状態更新を保証し、多部相関を維持し、保存則を尊重する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Topologically ordered matter phases have been regarded as beyond the Landau-Ginzburg symmetry breaking paradigm of matter phases. Recent studies of anyon condensation in topological phases, however, may fit topological phases back in the Landau-Ginzburg paradigm. To truly do so, we realized that the string-net model of topological phases is in fact an effective lattice gauge theory coupled with anyonic matter once two modifications are made: (1) We reinterpret anyons as matter fields coupled to lattice gauge fields, thus extending the HGW model to a genuine Hamiltonian lattice gauge theory. (2) By explicitly incorporating the internal degrees of freedom of anyons, we construct an enlarged Hilbert space that supports well-defined gauge transformations and covariant coupling, restoring the analogy with conventional lattice gauge field theory. In this modified string-net model, topological phase transitions induced by anyon condensation and their consequent phenomena, such as order parameter fields, coherent states, Goldstone modes, and gapping gauge degrees of freedom, can be formulated exactly as Landau's effective theory of the Higgs mechanism. To facilitate the understanding, we also compare anyon condensation to/with the Higgs boson condensation in the electroweak theory and the Cooper pair condensation. | トポロジカルに秩序化された物質相は、物質相におけるランダウ・ギンツブルグ対称性の破れのパラダイムを超えるものと考えられてきた。 しかしながら、トポロジカル相におけるエニオン凝縮に関する最近の研究は、トポロジカル相をランダウ・ギンツブルグパラダイムに再び当てはめる可能性がある。 真にそれを実現させるために、我々は、トポロジカル相のストリングネットモデルは、2つの修正を加えることで、実際にはエニオン物質と結合した有効格子ゲージ理論となることを認識した。 (1) エニオンを格子ゲージ場と結合した物質場として再解釈し、HGWモデルを真のハミルトン格子ゲージ理論に拡張する。 (2) エニオンの内部自由度を明示的に組み込むことで、明確に定義されたゲージ変換と共変結合をサポートする拡大ヒルベルト空間を構築し、従来の格子ゲージ場理論との類似性を回復する。 この修正されたストリングネット模型では、エニオン凝縮によって誘起されるトポロジカル相転移と、それに伴う秩序パラメータ場、コヒーレント状態、ゴールドストーンモード、ギャップゲージ自由度などの現象は、ランダウのヒッグス機構の有効理論と全く同じように定式化できる。 理解を容易にするために、エニオン凝縮を電弱理論におけるヒッグス粒子凝縮、およびクーパー対凝縮と比較する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Generic non-equilibrium many-body systems display a linear growth of bipartite entanglement entropy in time, followed by a volume law saturation. In stark contrast, the Page curve dynamics of black hole physics shows that the entropy peaks at the Page time $t_{\text{Page}}$ and then decreases to zero. Here, we investigate such Page-like behavior of the von Neumann entropy in a model of strongly correlated spinless fermions in a typical system-environment setup, and characterize the properties of the Page curve dynamics in the presence of interactions using numerically exact matrix product states methods. The two phases of growth, namely the linear growth and the bending down, are shown to be separated by a non-analyticity in the min-entropy before $t_{\text{Page}}$, which separates two different quantum phases, realized as the respective ground states of the corresponding entanglement (or equivalently, modular) Hamiltonian. We confirm and generalize, by introducing interactions, the findings of \href{https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.109.224308}{Phys. Rev. B 109, 224308 (2024)} for a free spinless fermionic chain where the corresponding entanglement Hamiltonian undergoes a quantum phase transition at the point of non-analyticity. However, in the presence of interactions, a scaling analysis gives a non-zero critical time for the non-analyticity in the thermodynamic limit only for weak to intermediate interaction strengths, while the dynamics leading to the non-analyticity becomes \textit{instantaneous} for interactions large enough. We present a physical picture explaining these findings. | 一般的な非平衡多体系では、二部エンタングルメントエントロピーが時間とともに線形に増加し、その後体積則に従って飽和する。 これとは対照的に、ブラックホール物理学におけるページ曲線ダイナミクスでは、エントロピーがページ時間$t_{\text{Page}}$でピークに達し、その後ゼロに減少する。 本稿では、典型的なシステム環境設定における強相関スピンレスフェルミオンモデルにおけるフォン・ノイマンエントロピーのページ的挙動を調査し、数値的に正確な行列積状態法を用いて、相互作用の存在下におけるページ曲線ダイナミクスの特性を評価する。 成長の2つの段階、すなわち線形成長と下向きの曲げは、$t_{\text{Page}}$ 前の最小エントロピーにおける非解析性によって分離されることが示され、これは対応するエンタングルメント（または等価的にモジュラー）ハミルトニアンのそれぞれの基底状態として実現される2つの異なる量子相を分離する。 相互作用を導入することにより、対応するエンタングルメントハミルトニアンは非解析性の点で量子相転移を起こす自由スピンレスフェルミオン鎖について、\href{https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.109.224308}{Phys. Rev. B 109, 224308 (2024)} の知見を確認し一般化する。 しかし、相互作用が存在する場合、スケーリング解析は、熱力学的極限において、相互作用強度が弱い場合から中程度の場合に限り、非解析性の臨界時間がゼロでないことを示す。 一方、相互作用が十分に大きい場合、非解析性に至るダイナミクスは瞬時に現れる。 我々はこれらの発見を説明する物理的な描像を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recent experimental and theoretical developments in many-body quantum systems motivate the study of their out-of-equilibrium properties through multi-time correlation functions. We consider the dynamics of higher-order out-of-time-order correlators (OTOCs) in a minimal circuit model for quantum dynamics. This model mimics the dynamics of a structured subsystem locally coupled to a maximally random environment. We prove the exponential decay of all higher-order OTOCs and fully characterize the relevant time scales, showing how local operators approach free independence at late times. We show that the effects of the environment on the local subsystem can be captured in a higher-order influence matrix, which allows for a Markovian description of the dynamics provided an auxiliary degree of freedom is introduced. This degree of freedom directly yields a dynamical picture for the OTOCs in terms of free cumulants from free probability, consistent with recent predictions from the full eigenstate thermalization hypothesis (ETH). This approach and the relevant influence matrix are expected to be applicable in more general settings and present a first step to characterizing quantum memory in higher-order OTOCs. | 多体系量子系における近年の実験的・理論的発展は、多時間相関関数を介した非平衡特性の研究を促進している。 本研究では、量子ダイナミクスの極小回路モデルにおける高次時間非平衡相関関数（OTOC）のダイナミクスを考察する。 このモデルは、最大ランダム環境に局所的に結合した構造化サブシステムのダイナミクスを模倣する。 すべての高次OTOCの指数関数的減衰を証明し、関連する時間スケールを完全に特徴付け、局所演算子が後期にどのように自由独立性に近づくかを示す。 環境が局所サブシステムに与える影響は、高次影響行列で捉えられることを示す。 これにより、補助的な自由度を導入すれば、ダイナミクスのマルコフ記述が可能になる。 この自由度は、自由確率から自由キュムラントによってOTOCの力学的描像を直接導き、完全固有状態熱化仮説（ETH）からの最近の予測と整合する。 このアプローチと関連する影響行列は、より一般的な設定に適用可能と期待され、高次OTOCにおける量子メモリの特性評価への第一歩となります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we study of massless three-form black hole, where the three-form fields are higher $p$-form gauge fields with $p=3$. These give rise to the Schwarzschild-de Sitter (Sch-dS)-like solution through an effective cosmological constant represented by $a_1$. We analyze this solution under gravitational perturbations and find that it exhibits a single-peak potential. For this case, no echoes are produced. Furthermore, we consider the massive case of the three-form fields by introducing a Stueckelberg field to restore gauge invariance and to investigate its effect on GWs at late times. In this case, the potential exhibits a double-peak structure, with the modified potential appearing beside the gravitational perturbation potential. We also examine the impact of the relevant parameters as well as the influence of the parameter $c_0$, which arises from the equation of motion of the Stueckelberg field. For a large value of $a_1$, the two peaks of the potentials are close together, while $c_0$ affects the amplitude and decay rate of the time-domain waveform, resulting in no echoes. For small values of $a_1$, the peaks of the potentials are widely separated and $c_0$ influences both the phase and the amplitude of the echoes. In addition, the quasinormal frequencies of the black hole are also calculated using both the WKB and Prony methods. As results, these provide a potential avenue for testing deviations from GR and probing possible signatures of quantum gravity through future GWs observations. | 本研究では、質量ゼロの3形態ブラックホールを研究する。 ここで、3形態場はp=3の高次$p$形式ゲージ場である。 これらは、有効宇宙定数$a_1$によって表されるシュワルツシルト・ド・ジッター（Sch-dS）型解を生じる。 我々は重力摂動下でこの解を解析し、それが単峰性のポテンシャルを示すことを見いだした。 この場合、エコーは生成されない。 さらに、ゲージ不変性を回復し、遅い時間における重力波への影響を調べるために、シュテッケルベルク場を導入することにより、3形態場の質量を持つ場合を考察する。 この場合、ポテンシャルは二重ピーク構造を示し、修正されたポテンシャルは重力摂動ポテンシャルの横に現れる。 我々はまた、関連パラメータの影響、およびシュテッケルベルク場の運動方程式から生じるパラメータ$c_0$の影響を調べる。 $a_1$ の値が大きい場合、ポテンシャルの2つのピークは接近しますが、$c_0$ は時間領域波形の振幅と減衰率に影響を与え、結果としてエコーは発生しません。 $a_1$ の値が小さい場合、ポテンシャルのピークは大きく離れ、$c_0$ はエコーの位相と振幅の両方に影響を与えます。 さらに、ブラックホールの準正規振動数もWKB法とProny法の両方を用いて計算されます。 その結果、これらは一般相対論からの逸脱を検証し、将来の重力波観測を通じて量子重力の兆候を探るための潜在的な手段となります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We derive the canonical ensemble partition functions for gauged permutation invariant tensor quantum harmonic oscillator thermodynamics, finding surprisingly simple expressions with number-theoretic characteristics. These systems have a gauged symmetry of $S_N$, the symmetric group of all permutations of a set of $N$ objects. The symmetric group acts on tensor variables $ \Phi_{ i_1, \cdots , i_s } $, where the $s$ indices each range over $ \{ 1, 2, \cdots , N \} $ and have the standard $S_N$ action of permutations. The result is a sum over partitions of $N$ and the summand is a product admitting simple expressions, which depend on the least common multiples (LCMs) of subsets of the parts of the partition. The inclusion-exclusion principle of combinatorics plays a central role in the derivation of these expressions. The behaviour of these partition functions under inversion of the Boltzmann factor $ x = e^{ - \beta } $ is governed by universal sequences associated with invariants of symmetric groups and alternating groups. The partition functions allow the development of a high temperature expansion analogous to the $s=2$ matrix case. The calculation of an $s$-dependent breakdown point leads to a critical Boltzmann factor $ x_c = { \log N \over sN^{ s-1}}$ as the leading large $N$ approximation. | ゲージ付き置換不変テンソル量子調和振動子熱力学の標準的なアンサンブル分割関数を導出し、驚くほど単純な数論的特性を持つ表現を見出した。 これらの系は、$N$個のオブジェクトの集合のすべての置換の対称群である$S_N$のゲージ付き対称性を持つ。 この対称群はテンソル変数$\Phi_{i_1, \cdots, i_s}$に作用する。 ここで、添字$s$はそれぞれ$\{1, 2, \cdots, N \}$の範囲をとり、標準的な$S_N$作用を持つ。 結果は$N$個の分割についての和であり、加数は単純な表現を許す積であり、これは分割の部分集合の最小公倍数（LCM）に依存する。 これらの式の導出において、組合せ論の包含排他原理が中心的な役割を果たしています。 ボルツマン因子の逆行列$ x = e^{ - \beta } $におけるこれらの分配関数の挙動は、対称群および交代群の不変量に関連する普遍列によって支配されます。 これらの分配関数は、$s=2$行列の場合に類似した高温展開を可能にします。 $s$依存のブレークダウン点を計算すると、主要な大きな$N$近似として、臨界ボルツマン因子$ x_c = { \log N \over sN^{ s-1}}$が得られます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Quantum observables of generic many-body systems exhibit a universal pattern of growth in the Krylov space of operators. This pattern becomes particularly manifest in the Lanczos basis, where the evolution superoperator assumes the tridiagonal form. According to the universal operator growth hypothesis, the nonzero elements of the superoperator, known as Lanczos coefficients, grow asymptotically linearly. We introduce and explore broad families of Lanczos coefficients that are consistent with the universal operator growth and lead to the exactly solvable dynamics. Within these families, the subleading terms of asymptotic expansion of the Lanczos sequence can be controlled and fine-tuned to produce diverse dynamical patterns. For one of the families, the Krylov complexity is computed exactly. | 一般的な多体系の量子観測量は、作用素のクリロフ空間において普遍的な成長パターンを示す。 このパターンは、特にランチョス基底において顕著であり、そこでは発展超作用素が三重対角形をとる。 普遍作用素成長仮説によれば、ランチョス係数として知られる超作用素の非零要素は、漸近的に線形に増加する。 我々は、普遍作用素成長と整合し、厳密に解けるダイナミクスをもたらす広範なランチョス係数族を導入し、探求する。 これらの族内では、ランチョス列の漸近展開の下位項を制御および微調整することで、多様な力学パターンを生成することができる。 族の1つについて、クリロフ計算量が厳密に計算される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We explore the end state of gravitational collapse under quantum gravity effects and propose that Planck Star Remnants (PSR), formed via nonsingular bounces, could serve as viable dark matter candidates. Within the framework of Loop Quantum Cosmology, we model the collapse of a homogeneous matter distribution and show that the classical singularity is replaced by a quantum bounce at the Planck density. By analytically matching the Friedmann Lemaitre Robertson Walker (FLRW) interior to an exterior Schwarzschild spacetime using the Israel junction conditions, we demonstrate that the bounce remains causally hidden from external observers, avoiding any observable re-expansion. This naturally leads to the formation of stable, non-radiating PSR, whose radius coincides with the Schwarzschild radius when the black hole mass approaches the Planck mass as a result of Hawking evaporation. We suggest that such remnants may originate from evaporating primordial black holes in the early universe, and estimate the relic abundance needed for PSR to account for the observed dark matter density. We also discuss some crucial differences between PSR and previous proposals of Planck mass relics. The scenario is shown to be consistent with existing astrophysical and cosmological constraints, offering a unified framework connecting quantum gravitational collapse, and the nature of dark matter. | 我々は量子重力効果下における重力崩壊の終状態を探求し、非特異バウンスによって形成されるプランク星残骸（PSR）が暗黒物質の有力な候補となる可能性を提唱する。 ループ量子宇宙論の枠組みにおいて、均質な物質分布の崩壊をモデル化し、プランク密度における古典的な特異点が量子バウンスに置き換えられることを示す。 イスラエル接合条件を用いて、フリードマン・ルメートル・ロバートソン・ウォーカー（FLRW）内部を外部シュワルツシルト時空に解析的に整合させることで、バウンスは外部観測者から因果的に隠蔽され、観測可能な再膨張を回避できることを示す。 これは当然のことながら、安定で非放射性のPSRの形成につながり、ホーキング蒸発の結果としてブラックホール質量がプランク質量に近づくと、その半径はシュワルツシルト半径と一致する。 我々は、このような残骸は初期宇宙において蒸発する原始ブラックホールに由来する可能性があると提唱し、観測される暗黒物質密度をPSRが説明するのに必要な残骸の存在量を推定する。 また、PSRとプランク質量残骸に関するこれまでの提案との重要な相違点についても議論する。 このシナリオは既存の天体物理学および宇宙論の制約と整合しており、量子重力崩壊と暗黒物質の性質を結び付ける統一的な枠組みを提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct an explicit model of inhomogeneous gravitational collapse leading to a naked singularity in which gravitational absorption is both efficient and observable. We propose that the infeasibility of graviton detection is simply a consequence of Nature's conspiracy to hide regions of strong curvature behind event horizons. | 我々は、重力吸収が効率的かつ観測可能な裸の特異点に至る、不均一な重力崩壊の明示的なモデルを構築する。 重力子の検出が不可能なのは、事象の地平線の背後に強い曲率の領域を隠そうとする自然の策略の結果に過ぎないと考える。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider conformal and scale-invariant gravities in d dimensions, with a special focus on pure $R^2$ gravity in the scale-invariant case. In four dimensions, the structure of these theories is well known. However, in dimensions larger than four, the behavior of the modes is so far unclear. In this work, we explore this question, studying the theories in conformally flat spacetimes as well as anisotropic backgrounds. First, we consider the pure theory in d-dimensions. We show that this theory propagates no degrees of freedom for flat space-time. Otherwise, we find the theory in the corresponding Einstein frame and show that it propagates a scalar field and two tensor modes, that arise from Einstein's gravity. We then consider conformal gravity in d dimensions. We argue on the number of degrees of freedom for conformally flat space-times and show that for $d>4$, there exists a frame in which this theory can be written as the Weyl-squared gravity with a cosmological constant, and also generalize this formulation to the $f\left(W^2\right)$ theories. Then, we consider the specific model of conformal gravity in five dimensions. We find the analytical and numerical solutions for the anisotropic Universe for this case, which admits super-Hubble and exponential expansions. Finally, we consider the perturbations around these solutions and study the number of the degrees of freedom. | 我々はd次元における共形重力とスケール不変重力を考察する。 特にスケール不変の場合の純粋$R^2$重力に焦点を当てる。 4次元においては、これらの理論の構造はよく知られている。 しかし、4次元より大きい次元においては、モードの振る舞いはこれまで明らかになっていなかった。 本研究では、この問題を探究するため、共形平坦時空と異方性背景における理論を研究する。 まず、d次元における純粋理論を考察する。 この理論は平坦時空に対して自由度を伝播しないことを示す。 また、対応するアインシュタイン座標系における理論を求め、アインシュタイン重力から生じるスカラー場と2つのテンソルモードを伝播することを示す。 次に、d次元における共形重力を考察する。 我々は共形平坦時空の自由度の数について議論し、$d>4$のとき、この理論が宇宙定数を持つワイル平方重力理論として書ける枠組みが存在することを示す。 また、この定式化を$f\left(W^2\right)$理論に一般化する。 次に、5次元における共形重力の具体的なモデルを考察する。 この場合の異方性宇宙に対する解析解と数値解を求め、超ハッブル展開と指数関数展開を許容する。 最後に、これらの解の周りの摂動を考察し、自由度の数を調べる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We assess the prospects for detecting gravitational wave echoes arising due to the quantum nature of black hole horizons with LISA. In a recent proposal, Bekenstein's black hole area quantization is connected to a discrete absorption spectrum for black holes in the context of gravitational radiation. Consequently, for incoming radiation at the black hole horizon, not all frequencies are absorbed, raising the possibility that the unabsorbed radiation is reflected, producing an echo-like signal closely following the binary coalescence waveform. In this work, we further develop this proposal by introducing a robust, phenomenologically motivated model for black hole reflectivity. Using this model, we calculate the resulting echoes for an ensemble of Numerical Relativity waveforms and examine their detectability with the LISA space-based interferometer. Our analysis demonstrates promising detection prospects and shows that, upon detection, LISA provides a direct probe of the Bekenstein-Hawking entropy. In addition, we find that the information extractable from LISA data offers valuable constraints on a wide range of quantum gravity theories. | ブラックホールの地平線の量子的性質によって生じる重力波エコーをLISAを用いて検出する可能性を評価する。 最近の提案では、ベッケンシュタインのブラックホール領域の量子化は、重力波放射の観点から、ブラックホールの離散的吸収スペクトルと関連付けられている。 その結果、ブラックホールの地平線に入射する放射では、すべての周波数が吸収されるわけではなく、吸収されなかった放射が反射され、連星合体波形に密接に追従するエコーのような信号が生成される可能性がある。 本研究では、ブラックホール反射率に関する堅牢で現象論的なモデルを導入することで、この提案をさらに発展させる。 このモデルを用いて、数値相対論波形のアンサンブルに対して結果として生じるエコーを計算し、LISA宇宙干渉計による検出可能性を検証する。 我々の解析は、有望な検出見通しを示し、LISAの検出によってベッケンシュタイン-ホーキングエントロピーの直接的なプローブが得られることを示しています。 さらに、LISAデータから抽出できる情報は、幅広い量子重力理論に貴重な制約を与えることがわかりました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| One of the leading ideas for the beginning of the Universe is the Hartle-Hawking `No-Boundary Proposal.' Since the Cobordism Conjecture claims that any spacetime allows for a dynamical boundary, we suggest that one may equally well consider a `Boundary Proposal'. Specifically, the corresponding euclidean instanton is a sphere with two holes around north and south pole cut out. Analogously to the Hartle-Hawking proposal, the sphere is then cut in two at the equator and half of it is dropped. The equator is glued to an expanding Lorentzian de Sitter space, implementing a beginning of the Universe with a spacelike spherical boundary at its earliest moment. This process is in principle on equal footing with the one based on the no-boundary instanton. In fact, if the Linde-Vilenkin sign choice is used, this `Boundary' creation process may even dominate. An intriguing implication arises if tensionless end-of-the-world branes, as familiar from type-IIA or M-theory, are available: Analogously to the Boundary Proposal, one may then be able to create a compact, flat torus universe from nothing, without any exponential suppression or enhancement factors. | 宇宙の始まりに関する有力なアイデアの一つは、ハートル＝ホーキングの「無境界提案」である。 コボルディズム予想は、あらゆる時空に力学的境界が存在することを主張しているため、「境界提案」も同様に考えられることを提案する。 具体的には、対応するユークリッド・インスタントンは、北極と南極の周囲に2つの穴が開けられた球体である。 ハートル＝ホーキングの提案と同様に、この球体は赤道で2つに切断され、その半分が落とされる。 赤道は膨張するローレンツ・ド・ジッター空間に接着され、宇宙は最初期に時空的な球状境界を持つという始まりを実現する。 このプロセスは、原理的には無境界インスタントンに基づくプロセスと同等である。 実際、リンデ＝ヴィレンキンの符号選択を用いると、この「境界」創造プロセスが支配的になる可能性もある。 タイプIIA理論やM理論でおなじみの、張力のない世界終焉ブレーンが利用可能であれば、興味深い含意が浮かび上がります。 境界提案と同様に、指数関数的な抑制因子や増強因子なしに、コンパクトで平坦なトーラス宇宙を何もないところから作り出すことができるかもしれません。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Real astrophysical lenses typically lack axisymmetry, necessitating the study of gravitational-wave (GW) lensing by elliptical mass distributions to accurately assess detectability and waveform interpretation. We investigate strong lensing using the singular isothermal ellipsoid (SIE) model, which produces two or four images depending on the source's position relative to lens caustics. Employing a quasi-geometrical optics framework, we determine that the geometrical-optics approximation holds reliably for lens masses above approximately $10^5 \, M_\odot$ at GW frequencies relevant for ground-based detectors $(\sim 10^2 \,\text{Hz})$, though wave-optics effects become significant for lower masses or sources near caustics. Our waveform mismatch analysis demonstrates that the use of three-image templates significantly improves our ability to distinguish source signals, reducing mismatches from $O(10^{-1})$ to $O(10^{-2})$, typically by factors between 1.5 and 5 compared to the standard two-image template model. At lens masses above $10^7 \, M_\odot$, diffraction effects become negligible for ground-based detectors, resulting in an additional mismatch reduction by a factor of approximately three. These findings highlight the critical need for multi-image templates in GW searches to enhance detection efficiency and accuracy. | 実際の天体レンズは軸対称性を欠くことが多いため、検出可能性と波形解釈を正確に評価するには、楕円形の質量分布による重力波（GW）レンズ効果の研究が必要となる。 我々は、特異等温楕円体（SIE）モデルを用いて強いレンズ効果を調べた。 このモデルは、レンズのコースティックに対する源の位置に応じて2つまたは4つの像を生成する。 準幾何光学的枠組みを用いることで、地上検出器に適した重力波周波数（\sim 10^2 \,\text{Hz}）において、約$10^5 \, M_\odot$以上のレンズ質量に対して幾何光学近似が確実に成立することを明らかにした。 ただし、より低質量またはコースティックに近い源では波動光学的効果が顕著になる。 我々の波形ミスマッチ解析により、3画像テンプレートの使用により、ソース信号の識別能力が大幅に向上し、ミスマッチが標準的な2画像テンプレートモデルと比較して、$O(10^{-1})$から$O(10^{-2})$に減少することが実証されました。 これは、典型的には1.5倍から5倍減少します。 レンズ質量が$10^7 \, M_\odot$を超えると、地上検出器では回折効果が無視できるようになり、ミスマッチがさらに約3倍減少します。 これらの知見は、重力波探索において、検出効率と精度を向上させるために、マルチ画像テンプレートが極めて重要であることを浮き彫りにしています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We explain the recent results on the displacement memory effect (DME) of plane gravitational waves using supersymmetric quantum mechanics. This novel approach stems from that both the geodesic and the Schr\"odinger equations are Sturm-Liouville boundary value problems. Supersymmetry provides a unified framework for the P\"oschl-Teller and the Scarf profiles and yields the critical values of the associated wave amplitudes for DME in a natural way. Within our framework, we obtain a compact formula for DME in terms of the asymptotic values of the superpotential and the geodesics. In addition, this new technique enables us to build plane and gravitational waves with 2-transverse directions using superpartner potentials. Lastly, we study DME within a singular wave profile inspired by supersymmetric quantum mechanics, which demonstrates the broader applicability of our method. | 超対称量子力学を用いて、平面重力波の変位記憶効果（DME）に関する最近の結果を説明する。 この新しいアプローチは、測地線方程式とシュレーディンガー方程式の両方がシュトゥルム・リウヴィル境界値問題であることに由来する。 超対称性は、ポシュル・テラー分布とスカーフ分布のための統一的な枠組みを提供し、DMEに関連する波の振幅の臨界値を自然な方法で導く。 この枠組みの中で、超ポテンシャルと測地線の漸近値を用いて、DMEの簡潔な式を得る。 さらに、この新しい手法により、スーパーパートナーポテンシャルを用いて2方向の平面波と重力波を構築することが可能になる。 最後に、超対称量子力学に着想を得た特異波プロファイル内のDMEを研究し、本手法のより広範な適用可能性を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we investigate massive charged scalar perturbations in the background of three-dimensional dilaton black holes with a cosmological constant. We demonstrate that the wave equations governing the dynamics of these perturbations are exactly solvable, with the radial part expressible in terms of confluent Heun functions. The quasibound state frequencies are computed analytically, and we examine their dependence on the scalar field's mass and charge, as well as on the black hole's mass and electric charge. Our analysis also underscores the crucial role played by the cosmological constant in shaping the behavior of these perturbations. This specific black hole metric arises as a solution to the low-energy effective action of string theory in $2+1$ dimensions, and it holds potential for experimental realization in analog gravity systems due to the similarity between its surface gravity and that of acoustic analogs. Moreover, the analytic tractability of this system offers a valuable testing ground for exploring aspects of black hole spectroscopy, stability, and quantum field theory in curved spacetime. The exact solvability facilitates deeper insights into the interplay between geometry and matter fields in lower-dimensional gravity, where quantum gravitational effects can be more pronounced. Such studies not only enrich our understanding of dilaton gravity and its string-theoretic implications but also pave the way for potential applications in simulating black hole phenomena in laboratory settings using analog models. | 本研究では、宇宙定数を持つ3次元ディラトンブラックホールの背景における、質量を持つ荷電スカラー摂動を調べる。 これらの摂動のダイナミクスを支配する波動方程式は厳密に解けることを示し、その動径方向部分は合流型ホイン関数で表現できることを示す。 準束縛状態の周波数を解析的に計算し、スカラー場の質量と電荷、そしてブラックホールの質量と電荷への依存性を調べる。 また、本解析は、これらの摂動の挙動を形作る上で宇宙定数が果たす重要な役割を強調する。 この特定のブラックホール計量は、2+1次元における弦理論の低エネルギー有効作用の解として現れ、その表面重力と音響アナログの重力との類似性により、アナログ重力系における実験的実現の可能性を秘めている。 さらに、この系の解析的扱いやすさは、ブラックホール分光、安定性、そして曲がった時空における量子場の理論といった側面を探求するための貴重な実験場を提供します。 厳密な可解性は、量子重力効果がより顕著になり得る低次元重力における幾何学と物質場の相互作用についてのより深い洞察を促進します。 このような研究は、ディラトン重力とその弦理論的含意に関する理解を深めるだけでなく、アナログモデルを用いて実験室環境でブラックホール現象をシミュレーションする潜在的な応用への道を開きます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider the form factor appearing in QCD resummation formalism for event shape distributions in the two-jet (or Sudakov) region. We present an analytic formula for the inverse transform of the form factor, namely from the conjugate moment space to the (physical) momentum space, based on the saddle-point method. The saddle-point itself is determined by means of an analytic recursion method as well as by standard numerical methods. The results we have found are in very good agreement with the exact (numerical) evaluation of the inverse transform, while they significantly differ from classical analytical formulations of resummation in momentum space. The latter are based on a Taylor expansion of the form factor around the free-theory saddle point. | 我々は、2ジェット（またはスダコフ）領域における事象形状分布に対するQCD再総和形式論に現れる形状因子について考察する。 形状因子の逆変換、すなわち共役モーメント空間から（物理的な）運動量空間への変換のための解析的公式を、鞍点法に基づいて提示する。 鞍点自体は、解析的漸化法と標準的な数値解析法によって決定される。 我々が得た結果は、逆変換の正確な（数値的）評価と非常によく一致するが、運動量空間における再総和の古典的な解析的定式化とは大きく異なる。 後者は、自由理論鞍点の周りの形状因子のテイラー展開に基づいている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
Assuming that (1) the universe underwent a post-inflationary accelerated
expansion phase driven by a fluid with equation of state $P=w\rho$ and
$-1| (1) 宇宙はインフレーション後加速膨張期を経て、状態方程式 $P=w\rho$ かつ $-1 | |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We establish a novel correspondence between 4D $\mathcal N=1$ supersymmetric gauge theories on $D^2\times T^2$ and open XYZ spin chains with generalized boundary conditions, extending beyond previous 3D Bethe/gauge duality frameworks. Our primary contribution is the rigorous construction of the first exact duality between 4D BCD-type gauge theories and general-boundary XYZ spin chains governed by elliptic $R$-matrices. This framework provides a universal mechanism for resolving supersymmetric gauge theory/spin-chain duality across dimensional hierarchies: 2D $\mathcal{N}=(2,2)$ $\longleftrightarrow$ XXX spin chain, 3D $\mathcal{N}=2$ $\longleftrightarrow$ XXZ spin chain, 4D $\mathcal{N}=1$ $\longleftrightarrow$ XYZ spin chain, mediated through the $\Omega$-deformation parameter $\epsilon$. | 我々は、従来の3次元ベーテ/ゲージ双対性の枠組みを拡張し、一般化境界条件を持つ$D^2\times T^2$上の4次元$\mathcal N=1$超対称ゲージ理論と開XYZスピン鎖との間の新たな対応を確立した。 我々の主な貢献は、楕円型$R$行列によって支配される4次元BCD型ゲージ理論と一般境界XYZスピン鎖との間の最初の正確な双対性を厳密に構築したことである。 この枠組みは、2次元 $\mathcal{N}=(2,2)$ $\longleftrightarrow$ XXX スピン鎖、3次元 $\mathcal{N}=2$ $\longleftrightarrow$ XXZ スピン鎖、4次元 $\mathcal{N}=1$ $\longleftrightarrow$ XYZ スピン鎖といった次元階層にわたる超対称ゲージ理論/スピン鎖双対性を解明するための普遍的なメカニズムを提供します。 これらのスピン鎖は、$\Omega$ 変形パラメータ $\epsilon$ を介して媒介されます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Covariant achronal localizations are gained out of covariant conserved currents computing their flux passing through achronal surfaces. This general method applies to the probability density currents with causal kernel regarding the massive scalar boson. Due to the one-to-one correspondence between (covariant) achronal localizations and (covariant) representations of the causal logic thus, apparently for the first time, a covariant representation of the causal logic for an elementary relativistic quantum mechanical system has been achieved. Similarly one derives the covariant family of representations of the causal logic related to the stress energy tensor of the massive scalar boson. While reaching this result the divergence theorem is proven for open sets with almost Lipschitz boundary. | 共変非時系列局在は、非時系列面を通過するフラックスを計算する共変保存カレントから得られる。 この一般的な手法は、質量を持つスカラーボソンに関する因果核を持つ確率密度カレントに適用される。 （共変）非時系列局在と因果論理の（共変）表現との間の一対一対応により、明らかに初めて、基本的な相対論的量子力学系に対する因果論理の共変表現が達成された。 同様に、質量を持つスカラーボソンの応力エネルギーテンソルに関連する因果論理の共変表現族を導出する。 この結果に至る過程で、ほぼリプシッツ境界を持つ開集合に対して発散定理が証明される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Circular polarization in the cosmic microwave background (CMB) offers a promising probe of the parity-violating physics of the early universe. In this paper, we propose a novel method to constrain the primordial circular polarization of high-frequency gravitational waves (GW) in the GHz range. An efficient conversion of gravitons to photons in a transverse cosmological magnetic field at the epoch of last scattering can generate excess chiral photons if the GW background is chiral in nature. This excess radiation distorts the CMB thermal black-body spectrum, which can be estimated by measuring the V-Stokes parameter in the CMB polarization. Using current upper limits on the angular power spectrum of circular polarization $C_l^{VV}$ from the CLASS, MIPOL, and SPIDER experiments, we obtain the most stringent constraints on the characteristic strain and circular polarization of the isotropic background of stochastic GWs at ${40\,\rm GHz}$ and ${150\,\rm GHz}$, respectively. Our work, therefore, provides an interesting possibility to constrain the circular polarization of high-frequency GWs using the V-mode polarization measurements of CMB. | 宇宙マイクロ波背景放射（CMB）の円偏光は、初期宇宙におけるパリティ非保存物理の有望な探査手段となる。 本論文では、GHz帯の高周波重力波（GW）の原始的円偏光を制限するための新たな手法を提案する。 重力波背景放射がカイラルな性質を持つ場合、最終散乱時に横方向宇宙磁場中で重力子が光子に効率的に変換されると、過剰なカイラル光子が発生する可能性がある。 この過剰な放射はCMBの熱黒体スペクトルを歪ませるが、これはCMB偏光におけるV-ストークスパラメータを測定することで推定できる。 CLASS、MIPOL、SPIDER実験による円偏光$C_l^{VV}$の角度パワースペクトルの現在の上限値を用いることで、それぞれ${40\,\rm GHz}$と${150\,\rm GHz}$における確率的重力波の等方性背景の固有歪みと円偏光に対する最も厳しい制限が得られる。 したがって、本研究は、CMBのVモード偏光測定を用いて高周波重力波の円偏光を制限する興味深い可能性を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We consider the revised Deser-Woodard model of nonlocal gravity by reformulating the related field equations within a suitable tetrad frame. This transformation significantly simplifies the treatment of the ensuing differential problem while preserving the characteristics of the original gravitational theory. We then focus on static and spherically symmetric spacetimes in vacuum. Hence, we demonstrate that the gravitational theory under study admits a class of black hole solutions characterized by an inverse power-law correction to the Schwarzschild $g_{tt}$ metric function and a first-order perturbation of the $g_{rr}$ Schwarzschild component. Then, through a stepwise methodology, we analytically solve the full dynamics of the theory, finally leading to the reconstruction of the nonlocal distortion function, within which the new black hole solutions arise. Furthermore, we analyze the geometric properties of the obtained solutions and quantify the deviations from the Schwarzschild prediction. This work provides new insights into compact object configurations and advances our understanding of nonlocal gravity theories in the strong-field regime at astrophysical scales. | 我々は、関連する場の方程式を適切な四面体フレーム内で再定式化することにより、非局所重力の改訂版デザー・ウッダード模型を考察する。 この変換は、元の重力理論の特徴を維持しながら、結果として生じる微分問題の扱いを大幅に簡素化する。 次に、真空中の静的かつ球対称な時空に焦点を当てる。 したがって、研究対象の重力理論が、シュワルツシルト計量関数の逆べき乗補正とシュワルツシルト成分の一次摂動によって特徴付けられるブラックホール解のクラスを許容することを示す。 次に、段階的な方法論を用いて、理論の完全なダイナミクスを解析的に解き、最終的に非局所歪み関数を再構築し、その中で新しいブラックホール解が生じることを示す。 さらに、得られた解の幾何学的性質を解析し、シュワルツシルト予測からの偏差を定量化する。 本研究は、コンパクト天体の配置に関する新たな知見を提供し、天体物理学的スケールにおける強磁場領域における非局所重力理論の理解を深めるものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study operator scrambling in quantum circuits built from `super-Clifford' gates. For such circuits it was established in arXiv:2002.12824 that the time evolution of operator entanglement for a large class of many-body operators can be efficiently simulated on a classical computer, including for operators with volume-law entanglement. Here we extend the scope of this formalism in two key ways. Firstly we provide evidence that these classically simulable circuits include examples of fast scramblers, by constructing a circuit for which operator entanglement is numerically found to saturate in a time $t_* \sim \mathrm{ln}(N)$ (with $N$ the number of qubits). Secondly we demonstrate that, in addition to operator entanglement, certain out-of-time ordered correlation functions (OTOCs) can be classically simulated within the same formalism. As a consequence such OTOCs can be computed numerically in super-Clifford circuits with thousands of qubits, and we study several explicit examples in the aforementioned fast scrambling circuits. | 我々は「スーパークリフォード」ゲートから構成される量子回路における演算子スクランブルについて研究する。 このような回路については、arXiv:2002.12824 において、体積則エンタングルメントを持つ演算子を含む、多くの種類の多体演算子の演算子エンタングルメントの時間発展が古典コンピュータ上で効率的にシミュレートできることが確立されている。 本稿では、この形式主義の範囲を2つの重要な方法で拡張する。 まず、演算子エンタングルメントが時間 $t_* \sim \mathrm{ln}(N)$ (ただし $N$ は量子ビット数) で数値的に飽和することが確認される回路を構築することにより、これらの古典的にシミュレート可能な回路に高速スクランブラーの例が含まれることを示す。 次に、演算子エンタングルメントに加えて、特定の時間外順序付き相関関数 (OTOC) を同じ形式主義内で古典的にシミュレートできることを示す。 その結果、このようなOTOCは数千量子ビットのスーパークリフォード回路で数値的に計算することができ、前述の高速スクランブル回路におけるいくつかの具体的な例を研究する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We consider excitations of a spin-1 Bose-Einstein-condensate (BEC) in the vicinity of different mean-field configurations and derive mappings to emergent relativistic quantum field theories minimally coupled to curved acoustic spacetimes. The quantum fields are typically identified with Nambu-Goldstone bosons, such that the structure of the analogue quantum field theories on curved spacetimes depends on the (spontaneous) symmetry breaking pattern of the respective ground-state. The emergent spacetime geometries are independent of each other and exhibit bi-metricity in the polar and antiferromagnetic phase, whereas one has tri-metricity in the ferromagnetic phase. Compared to scalar BECs, the spinor degrees of freedom allow to investigate massive vector and scalar fields where the former is a spin-nematic rotation mode in the polar phase which can be cast into a Proca field that is minimally coupled to a curved spacetime that emerges on length scales larger than the spin-healing length. Finally, we specify the Zeeman couplings and the condensate trap to be spacetime-dependent such that a cosmological FLRW-metric can be achieved. This work enables a pathway towards quantum-simulating cosmological particle production of Proca quanta via quenching the quadratic Zeeman-coefficient or via magnetic field ramps, which both result in the creation of spin-nematic squeezed states. | 我々は、スピン1ボーズ・アインシュタイン凝縮体（BEC）の励起を、異なる平均場構成の近傍で考察し、曲がった音響時空に最小限に結合した創発的な相対論的量子場の理論への写像を導出する。 量子場は典型的には南部-ゴールドストーンボソンと同一視され、曲がった時空上の類似の量子場の理論の構造は、それぞれの基底状態の（自発的な）対称性の破れのパターンに依存する。 創発的な時空構造は互いに独立しており、極性相および反強磁性相では二計量性を示す一方、強磁性相では三計量性を示す。 スカラーBECと比較して、スピノル自由度は質量を持つベクトル場とスカラー場の調査を可能にする。 ベクトル場は極性相におけるスピンネマティック回転モードであり、スピンヒーリング長よりも大きな長さスケールで出現する曲がった時空と最小限に結合したProca場にキャストすることができる。 最後に、ゼーマン結合と凝縮トラップが時空依存であると規定することで、宇宙論的FLRW計量を達成することができる。 本研究は、スピンネマティックスクイーズ状態の生成をもたらす、2次ゼーマン係数のクエンチング、または磁場ランプを介してProca量子の量子シミュレーションによる宇宙論的粒子生成への道を開く。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A direct interaction between dark energy and dark matter provides a natural and important extension to the standard $\Lambda$CDM cosmology. We perform a non-parametric reconstruction of the vacuum energy ($w=-1$) interacting with cold dark matter using the cosmological data from DESI DR2, Planck CMB, and three SNIa samples (PP, DESY5, and Union3). By discretizing the coupling function $\beta(z)$ into 20 redshift bins and assuming a Gaussian smoothness prior, we reconstruct $\beta(z)$ without assuming any specific parameterization. The mean reconstructed $\beta(z)$ changes sign during cosmic evolution, indicating an energy transfer from cold dark matter to dark energy at early times and a reverse flow at late times. At high redshifts, $\beta(z)$ shows a $\sim 2\sigma$ deviation from $\Lambda$CDM. At low redshifts, the results depend on the SNIa sample: CMB+DESI and CMB+DESI+PP yield $\beta(z)$ consistent with zero within $2\sigma$, while CMB+DESI+DESY5 and CMB+DESI+Union3 prefer negative $\beta$ at $\sim2\sigma$. Both $\chi^2$ tests and Bayesian analyses favor the $\beta(z)$ model, with CMB+DESI DR2+DESY5 showing the most significant support through the largest improvement in goodness of fit ($\Delta\chi^2_{\rm MAP}=-17.76$) and strongest Bayesian evidence ($\ln\mathcal{B} = 5.98 \pm 0.69$). Principal component analysis reveals that the data effectively constrain three additional degrees of freedom in the $\beta(z)$ model, accounting for most of the improvement in goodness of fit. Our results demonstrate that the dynamical dark energy preference in current data can be equally well explained by such a sign-reversal interacting dark energy, highlighting the need for future observations to break this degeneracy. | 暗黒エネルギーと暗黒物質の直接的な相互作用は、標準的な$\Lambda$CDM宇宙論に自然かつ重要な拡張をもたらす。 DESI DR2、Planck CMB、そして3つのSNIaサンプル（PP、DESY5、Union3）からの宇宙論データを用いて、冷たい暗黒物質と相互作用する真空エネルギー（$w=-1$）のノンパラメトリック再構成を行う。 結合関数$\beta(z)$を20の赤方偏移ビンに離散化し、ガウス平滑事前分布を仮定することで、特定のパラメータ化を仮定することなく$\beta(z)$を再構成する。 再構成された平均$\beta(z)$は宇宙進化の過程で符号が変化し、初期には冷たい暗黒物質から暗黒エネルギーへのエネルギー移動が、後期には逆の流れが起こったことを示している。 高赤方偏移では、$\beta(z)$は$\Lambda$CDMから$\sim 2\sigma$の偏差を示す。 低赤方偏移では、結果はSNIaサンプルに依存する。 CMB+DESIとCMB+DESI+PPは$\beta(z)$を$2\sigma$以内でゼロと整合させるが、CMB+DESI+DESY5とCMB+DESI+Union3は$\sim2\sigma$で負の$\beta$を指向する。 $\chi^2$検定とベイズ解析の両方で$\beta(z)$モデルが支持され、CMB+DESI DR2+DESY5は適合度の最大の改善($\Delta\chi^2_{\rm MAP}=-17.76$)と最も強いベイズ的証拠($\ln\mathcal{B} = 5.98 \pm 0.69$)を通じて最も有意な支持を示した。 主成分分析の結果、データは$\beta(z)$モデルの自由度を3つ追加的に制約しており、これが適合度の改善の大部分を占めていることが明らかになった。 我々の結果は、現在のデータにおける動的ダークエネルギーの選好が、このような符号反転相互作用ダークエネルギーによって同様に十分に説明できることを示しており、この退化を打破するための将来の観測の必要性を浮き彫りにしている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We present a comprehensive theoretical investigation of a novel black hole (BH) spacetime: a Schwarzschild BH embedded in a Hernquist-type dark matter halo (HDMH) and surrounded by a cloud of cosmic strings (CSs) -- collectively termed the Schwarzschild-HDMH with CS (SHDMHCS) configuration. By analyzing the spacetime geometry, we explore how key parameters -- the core radius and halo density of the dark matter, along with the string tension -- affect the geodesic motion of both massless and massive particles. Our results reveal that the combined influence of HDMH and CSs modifies the effective potentials for null and timelike geodesics, leading to distinct dynamical behavior compared to standard Schwarzschild geometry. We perform a perturbative analysis for scalar (spin-0), electromagnetic (spin-1), and Dirac (spin-1/2) fields, deriving the associated effective potentials and showing how both the dark halo and CSs alter field propagation and potential barriers. The shadow of the BH is studied in detail: we derive analytical expressions for photon sphere and shadow radii, finding that CSs tend to enlarge the shadow, while HDMH properties tend to shrink it. The combined effects of these parameters significantly influence the shadow's shape and size, producing potentially observable signatures. Our results establish that the SHDMHCS configuration yields distinct observational imprints detectable by present and forthcoming astrophysical instruments. This framework provides new tools for probing exotic matter distributions via gravitational wave observations, orbital dynamics, and high-resolution black hole imaging, offering a pathway to distinguish such configurations from simpler BH models in realistic environments. | 本研究では、新しいブラックホール（BH）時空、すなわちヘルンキスト型暗黒物質ハロー（HDMH）に埋め込まれ、宇宙弦（CS）の雲に囲まれたシュワルツシルトブラックホール（BH）時空（総称してシュワルツシルト-HDMH with CS（SHDMHCS）構成）の包括的な理論的研究を提示する。 時空幾何学を解析することにより、暗黒物質のコア半径とハロー密度、そして弦の張力といった重要なパラメータが、質量のない粒子と質量のある粒子の両方の測地線運動にどのように影響するかを探求する。 我々の研究結果は、HDMHとCSの複合的な影響が、ヌル測地線と時間的測地線の有効ポテンシャルを変化させ、標準的なシュワルツシルト幾何学とは異なる力学的挙動をもたらすことを明らかにした。 我々は、スカラー場（スピン0）、電磁場（スピン1）、ディラック場（スピン1/2）の摂動解析を行い、関連する有効ポテンシャルを導出し、ダークハローとCSがともに場の伝播とポテンシャル障壁をどのように変化させるかを示した。 BHの影についても詳細に研究し、光子球半径と影の半径に関する解析的式を導出し、CSは影を拡大する傾向があり、HDMHの特性は影を縮小する傾向があることを明らかにした。 これらのパラメータの複合的な影響は影の形状とサイズに大きな影響を与え、観測可能なシグネチャーを生み出す可能性がある。 我々の結果は、SHDMHCS構成が、現在および将来の天体物理学的機器によって検出可能な明確な観測的痕跡を生み出すことを示している。 この枠組みは、重力波観測、軌道力学、高解像度ブラックホール画像化を通じてエキゾチック物質の分布を調べるための新しいツールを提供し、現実的な環境においてそのような構成をより単純なBHモデルと区別するための道筋を提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The most recent data release from the Atacama Cosmology Telescope (ACT) reveals a larger value of the scalar spectral tilt $n_s$, ruling out a broad class of inflationary attractors. In this paper, we consider inflationary models including the power law potential, the hilltop model, the polynomial $\alpha$-attractor and exponential $\alpha-$attractor, with non-minimally derivative coupling in the high friction limit, and show how the models can fit ACT data. We also derive constraints on the model parameters using the latest ACT data. | アタカマ宇宙論望遠鏡（ACT）からの最新データは、スカラースペクトルの傾き$n_s$の大きな値を明らかにし、広範な種類のインフレーションアトラクターを除外しました。 本論文では、べき乗則ポテンシャル、ヒルトップモデル、多項式$\alpha$アトラクター、指数関数$\alpha$アトラクターを含むインフレーションモデルを考察し、高摩擦極限において非最小微分結合を持つモデルがACTデータにどのように適合するかを示します。 また、最新のACTデータを用いて、モデルパラメータに対する制限を導出します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider the monodromy group of the differential systems for multiloop integrals. We describe a simple heuristic method to obtain the monodromy matrices as functions of space-time dimension $d$. We observe that in a special basis the elements of these matrices are Laurent polynomials in $z=\exp(i\pi d)$ with integer coefficients, i.e., the monodromy group is a subgroup of $GL(n,\mathbb{Z}[z,1/z])$. We derive bilinear relations for monodromies in $d$ and $-d$ dimensions which follow from the twisted Riemann bilinear relations and check that the found monodromy matrices satisfy them. | 多重ループ積分の微分システムのモノドロミー群を考察する。 モノドロミー行列を時空次元 $d$ の関数として得るための単純な発見的手法を述べる。 特殊基底において、これらの行列の要素は整数係数を持つ $z=\exp(i\pi d)$ のローラン多項式となる。 すなわち、モノドロミー群は $GL(n,\mathbb{Z}[z,1/z])$ の部分群である。 ツイストリーマン双線型関係から導かれる、$d$ 次元および $-d$ 次元のモノドロミーに対する双線型関係を導出し、得られたモノドロミー行列がそれらを満たすことを確認する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We review recent developments in cosmological models based on Finsler geometry and extensions of general relativity within this framework. Finsler geometry generalizes Riemannian geometry by allowing the metric tensor to depend on position and an additional internal degree of freedom, typically represented by a vector field at each point of the spacetime manifold. We explore whether Finsler-type geometries can describe gravitational interaction and cosmological dynamics. In particular, we examine the Barthel connection and $(\alpha, \beta)$ geometries, where $\alpha$ is a Riemannian metric and $\beta$ is a one-form. For a specific construction of $\beta$, the Barthel connection coincides with the Levi-Civita connection of the associated Riemann metric. We review gravitational field and cosmological evolution in three geometries: Barthel-Randers ($F = \alpha + \beta$), Barthel-Kropina ($F = \alpha^2 \beta$), and the conformally transformed Barthel-Kropina geometry. After presenting the mathematical foundations of Finslerian-type modified gravity theories, we derive generalized Friedmann equations in these geometries assuming a Friedmann-Lema\^itre-Robertson-Walker type metric. We also present the matter-energy balance equations, interpreting them from the perspective of thermodynamics with particle creation. The cosmological properties of Barthel-Randers and Barthel-Kropina models are explored in detail. The additional geometric terms in these models can be interpreted as an effective dark energy component, generating an effective cosmological constant. Several cosmological solutions are compared with observational data (Cosmic Chronometers, Type Ia Supernovae, Baryon Acoustic Oscillations) using MCMC analysis. A comparison with the $\Lambda$CDM model shows that Finslerian models fit observational data well, suggesting they offer a viable alternative to general relativity. | 本稿では、フィンスラー幾何学と、この枠組みにおける一般相対論の拡張に基づく宇宙論モデルの最近の発展を概観する。 フィンスラー幾何学は、計量テンソルが位置と、典型的には時空多様体の各点におけるベクトル場で表される追加の内部自由度に依存することを許容することで、リーマン幾何学を一般化する。 本稿では、フィンスラー型幾何学が重力相互作用と宇宙論的ダイナミクスを記述できるかどうかを考察する。 特に、バーテル接続と$(\alpha, \beta)$幾何学を検討する。 ここで、$\alpha$はリーマン計量であり、$\beta$は1形式である。 $\beta$の特定の構成において、バーテル接続は、関連するリーマン計量のレヴィ-チヴィタ接続と一致する。 我々は、3つの幾何学、すなわちバーテル・ランダース幾何学 ($F = \alpha + \beta$)、バーテル・クロピナ幾何学 ($F = \alpha^2 \beta$)、そして共形変換されたバーテル・クロピナ幾何学における重力場と宇宙論的進化を概説する。 フィンスラー型修正重力理論の数学的基礎を提示した後、フリードマン・レメートル・ロバートソン・ウォーカー型計量を仮定して、これらの幾何学における一般化フリードマン方程式を導出する。 また、物質エネルギーバランス方程式を提示し、粒子生成を伴う熱力学の観点から解釈する。 バーテル・ランダース模型とバーテル・クロピナ模型の宇宙論的特性を詳細に検討する。 これらの模型における追加の幾何学的項は、有効ダークエネルギー成分として解釈することができ、有効宇宙定数を生成する。 MCMC解析を用いて、いくつかの宇宙論的解を観測データ（宇宙クロノメーター、Ia型超新星、重粒子音響振動）と比較する。 $\Lambda$CDMモデルとの比較により、フィンスラーモデルは観測データによく適合することが示され、一般相対論に代わる現実的な選択肢となることが示唆される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This paper numerically studies if the stability of a stable black hole is robustness against the small perturbation on geometry near its event horizon. As a toy model, it encodes the such perturbation into deformations of Regge-Wheeler potential. It considers three different types of local deformations-the negative static bump potential, the stochastic potential and bump potential modulated by time function in low frequency limit. Our numerical results show that infinitesimal local deformations on Regge-Wheeler potential near the horizon can overturn stability of an arbitrarily strongly stable black hole, implying that late-time behavior of a stable black hole is extremely sensitive to geometry near horizon. Specially, certain deformations that stabilize systems in flat backgrounds can destabilize otherwise stable black holes. It also shows that horizon-induced redshift transforms near-horizon quantum fluctuations into classical-scale stochastic deformations capable of triggering instability, implying that even an isolated black hole cannot keep stable in extended timescales. | 本論文は、安定なブラックホールの安定性が、事象の地平線近傍の幾何学的形状への小さな摂動に対してロバストであるかどうかを数値的に調べる。 トイモデルとして、本論文はそのような摂動をレッジェ＝ホイーラーポテンシャルの変形に符号化する。 負の静的バンプポテンシャル、確率的ポテンシャル、そして低周波極限において時間関数によって変調されたバンプポテンシャルという3種類の局所変形を考慮する。 数値結果は、事象の地平線近傍のレッジェ＝ホイーラーポテンシャルの微小な局所変形が、任意に強く安定なブラックホールの安定性を覆す可能性があることを示しており、安定なブラックホールの晩期挙動は事象の地平線近傍の幾何学的形状に極めて敏感であることを示唆している。 特に、平坦な背景において系を安定化させる特定の変形は、そうでなければ安定なブラックホールを不安定化させる可能性がある。 また、地平線誘起赤方偏移によって、地平線近傍の量子ゆらぎが、不安定性を引き起こす可能性のある古典スケールの確率的変形に変換されることも示されており、孤立したブラックホールでさえも長い時間スケールでは安定を保つことができないことを示唆しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Considering a spacetime foliated by co-dimension-2 hypersurfaces, we find the conditions under which lower-dimensional symmetries of a base space can be lifted up to irreducible Killing tensors of the full spacetime. In this construction, the key ingredient for irreducibility is the non-commutativity of the underlying Killing vectors. It gives rise to a tower of growing rank Killing tensors determined by the structure constants of the corresponding Lie algebra. A canonical example of a metric with such emergent non-trivial hidden symmetries in all dimensions is provided by rotating (off-shell) generalized Lense-Thirring spacetimes, where the irreducible Killing tensors arise from the underlying spherical symmetry of the base space. A physical on-shell realization of this construction in four dimensions is embodied by a rotating black hole in the Einstein-Maxwell-Dilaton-Axion theory. Further examples of equal spinning Myers-Perry spacetimes and spacetimes built on planar and Taub-NUT base metrics are also discussed. | 共次元2の超曲面によって葉理化された時空を考察し、基底空間の低次元対称性を全時空の既約キリングテンソルにまで持ち上げられる条件を見出す。 この構成において、既約性の鍵となる要素は、基礎となるキリングベクトルの非可換性である。 これは、対応するリー代数の構造定数によって決定される、階数が増加するキリングテンソルの塔を生み出す。 このようなすべての次元における非自明な隠れた対称性の出現を伴う計量の標準的な例は、回転する（オフシェル）一般化レンズ・サーリング時空であり、ここで既約キリングテンソルは基底空間の球対称性から生じる。 この構成の4次元における物理的なオンシェル実現は、アインシュタイン・マクスウェル・ディラトン・アクシオン理論における回転ブラックホールによって具体化される。 等回転マイヤーズ-ペリー時空と平面およびタウブ-NUT基底計量に基づく時空のさらなる例についても議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The false vacuum decay rate is of important meaning in understanding the Universe, such as the symmetry breaking process in the early universe and the age of our universe, which is conventionally calculated with the saddle-point approximation in the field theory. Utilizing the extension of the Wigner function in quantum field theory, we numerically calculate the decay rate of the false vacuum through path integral. We study the decay rate for the thermal fluctuation scenarios and its dependence on the potential shape, and found that the false vacuum decay occurs following an exponentially decay rate, and the speed of vacuum decay decreases when the initial energy of the system decreases and the potential height increase. The discrepancy between the simulation results and the theoretical prediction of finite temperature effective field theory is observed. | 偽真空の崩壊率は、初期宇宙における対称性の破れや宇宙の年齢など、宇宙を理解する上で重要な意味を持ち、従来は場の理論における鞍点近似を用いて計算されてきた。 量子場の理論におけるウィグナー関数の拡張を利用し、経路積分を通して偽真空の崩壊率を数値的に計算する。 熱揺らぎシナリオにおける崩壊率とそのポテンシャル形状への依存性を調べた結果、偽真空の崩壊は指数関数的な崩壊率に従って起こり、系の初期エネルギーが減少しポテンシャル高が増加すると真空の崩壊速度が低下することを明らかにした。 シミュレーション結果と有限温度有効場の理論予測との間には矛盾が見られる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We examine the structure of off-shell effective actions arising from chiral and gravitational anomalies, focusing on the $JJJ_A$ (axial-vector/vector/vector) and $J_A TT $ (axial-vector/stress-energy tensors) correlators, relevant in the analysis of anomaly-driven interactions in perturbation theory. Our approach relies on conformal field theory in momentum space, extended to chiral anomalies. The analysis centers on the presence of both particle poles and anomaly poles within these interactions, characterizing their behavior both in the conformal and non conformal limits. Through explicit computations, we show that universal sum rules in the longitudinal sector regulate these interactions for all kinematic conditions, extending previous analysis, and we discuss the resulting spectral flow, an area law of the absorptive part of the anomaly form factors as one moves away from or returns to the conformal point. These features are absent in the local effective action of anomaly interactions, commonly used in the description of axion-like particles. The spectral densities in both cases are shown to be self-similar. Our results further show that anomaly poles correspond to true particle poles only in the conformal limit, when the interaction describes a massless S-matrix process supported on a null-surface. Under these conditions, they can be effectively described by two kinetically mixed pseudoscalar fields propagating on the light-cone. These studies find application in polarized deeply inelastic scattering, axion-like dark matter and analogue systems such as topological materials. | カイラル異常および重力異常に起因するオフシェル有効作用の構造を、摂動論における異常駆動相互作用の解析に関連する$JJJ_A$（軸ベクトル/ベクトル/ベクトル）相関子と$J_A TT $（軸ベクトル/応力エネルギーテンソル）相関子に焦点を当てて考察する。 本アプローチは、カイラル異常に拡張された運動量空間における共形場理論に基づく。 解析は、これらの相互作用における粒子極と異常極の両方の存在に焦点を当て、共形極限と非共形極限の両方におけるそれらの挙動を特徴付ける。 明示的な計算により、縦方向セクターにおける普遍和則がすべての運動学的条件においてこれらの相互作用を規定することを示し、これまでの解析を拡張する。 そして、結果として生じるスペクトルフロー、すなわち共形点から離れる、または共形点に戻る際の異常形状因子の吸収部分の面積則について議論する。 これらの特徴は、アクシオン型粒子の記述で一般的に用いられる異常相互作用の局所有効作用には見られない。 どちらの場合も、スペクトル密度は自己相似であることが示された。 さらに、我々の結果は、相互作用がヌル曲面上に支えられた質量ゼロのS行列過程を記述する場合、共形極限においてのみ、異常極が真の粒子極に対応することを示している。 このような条件下では、それらは光円錐上を伝播する2つの運動学的に混合された擬スカラー場によって効果的に記述できる。 これらの研究は、偏極深非弾性散乱、アクシオン型暗黒物質、そしてトポロジカル物質などの類似系に応用される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct Hamiltonian models on a 3+1d cubic lattice for a single Weyl fermion and for a single Weyl doublet protected by exact (as opposed to emergent) chiral symmetries. In the former, we find a not-on-site, non-compact chiral symmetry which can be viewed as a Hamiltonian analog of the Ginsparg-Wilson symmetry in Euclidean lattice models of Weyl fermions. In the latter, we combine an on-site $U(1)$ symmetry with a not-on-site $U(1)$ symmetry, which together generate the $SU(2)$ flavor symmetry of the doublet at low energies, while in the UV they generate an algebra known in integrability as the Onsager algebra. This latter model is in fact the celebrated magnetic Weyl semimetal which is known to have a chiral anomaly from the action of $U(1)$ and crystalline translation, that gives rise to an anomalous Hall response - however reinterpreted in our language, it has two exact $U(1)$ symmetries that gives rise to the global $SU(2)$ anomaly which protects the gaplessness even when crystalline translations are broken. We also construct an exact symmetry-protected single Dirac cone in 2+1d with the $U(1) \rtimes T$ parity anomaly. Our constructions evade both old and recently-proven no-go theorems by using not-on-siteness in a crucial way, showing our results are sharp. | 3+1次元立方格子上に、単一のワイル粒子と、（創発的対称性ではなく）厳密なカイラル対称性によって保護された単一のワイル二重項のハミルトニアン模型を構築する。 前者では、ワイル粒子のユークリッド格子模型におけるギンスパーグ・ウィルソン対称性のハミルトニアン類似体とみなせる、オンサイトではない非コンパクトなカイラル対称性を見出す。 後者では、オンサイト$U(1)$対称性とオンサイトではない$U(1)$対称性を組み合わせ、低エネルギーにおいて二重項の$SU(2)$フレーバー対称性を生成する。 一方、UVにおいては、積分可能性においてオンサガー代数として知られる代数を生成する。 この後者のモデルは、実際には著名な磁性ワイル半金属であり、$U(1)$と結晶並進の作用によってカイラル異常が生じ、異常ホール応答を引き起こすことが知られています。 しかし、我々の言語で再解釈すると、2つの正確な$U(1)$対称性を持ち、それがグローバル$SU(2)$異常を引き起こし、結晶並進が破れた場合でもギャップレス性を保護します。 我々はまた、$U(1) \rtimes T$パリティ異常を持つ、2+1次元において正確な対称性で保護された単一のディラック円錐を構築します。 我々の構築は、非オンサイト性を決定的な方法で利用することで、古くから証明されたノーゴー定理と最近証明されたノーゴー定理の両方を回避し、我々の結果が鋭敏であることを示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| String compactification in the framework of the low energy effective supergravity requires the perturbative control in both the large volume and the weak coupling expansions. However, the corrected K\"ahler potential generated by the coupling of the complex structure moduli to some lattice structure (which is typical in the presence of a tower of states) may diverge in the large field limit, resulting in the lost of the perturbative control. Such a diverging behavior is allowed by the Sp$(2(h^{2,1}+1))$ symmetry, and can be found in the explicitly calculable models in which a slight modification by the coupling between the lattice and the gauge field does not affect the diverging behavior. This is similar to the large internal volume condition in the Einstein frame, where the SL$(2, \mathbb{Z})$ symmetry of the axio-dilaton looks to allow the correction to the K\"ahler potential to diverge in the weak coupling limit but it just means that the dilaton field value must be bounded from above to keep the internal volume in the string frame sufficiently large. In order to keep the perturbative control, the value of the complex structure moduli also has the upper bound, which is determined by the volume of the internal manifold and the string coupling constant, hence the Kaluza-Klein and the string mass scales. The form and the interpretation of the bounds are quite similar to those of the distance conjecture, preventing the descent of a tower of states by the upper bounds on the moduli values. | 低エネルギー有効超重力の枠組みにおける弦のコンパクト化には、大体積展開と弱結合展開の両方における摂動制御が必要である。 しかしながら、複素構造モジュライと何らかの格子構造との結合によって生成される補正ケーラーポテンシャル（状態塔が存在する場合に典型的）は、大場極限で発散する可能性があり、その結果、摂動制御が失われる。 このような発散挙動はSp$(2(h^{2,1}+1))$対称性によって許容され、格子とゲージ場との結合によるわずかな修正が発散挙動に影響を与えない、明示的に計算可能なモデルで見られる。 これは、アインシュタイン座標系における大きな内部体積条件に類似しており、軸ディラトンのSL$(2, \mathbb{Z})$対称性は、弱結合極限でケーラーポテンシャルの補正が発散することを可能にするように見えるが、それは単に、ストリング座標系における内部体積を十分に大きく保つために、ディラトン場の値が上方から制限されなければならないことを意味する。 摂動制御を維持するために、複素構造モジュライの値にも上限があり、これは内部多様体の体積と弦の結合定数によって決定され、カルツァ＝クラインのスケールと弦の質量スケールによって決まります。 この上限の形と解釈は距離予想のものと非常に似ており、モジュライ値の上限によって状態の塔の降下を防いでいます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper we calculate two-point correlation functions of a massive probe scalar field in the background of the three-dimensional Janus solution. We relate the equation of motion of the scalar to Heun's equation and use the recently obtained expressions for the connection coefficients to obtain the two-point function of operators dual to the probe scalar. From the correlators we obtain the corrections to the spectrum of boundary operators and bulk-boundary operator product coefficients to second order in the Janus deformation parameter. | 本論文では、3次元ヤヌス解の背景における質量を持つプローブスカラー場の2点相関関数を計算する。 スカラーの運動方程式をホイン方程式に関連付け、最近得られた接続係数の式を用いて、プローブスカラーの双対な作用素の2点関数を求める。 相関関数から、境界作用素のスペクトルと、ヤヌス変形パラメータにおける2次のバルク境界作用素積係数の補正を得る。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| If a set of massive objects collide in space and the fragments disperse, possibly forming black holes, then this process will emit gravitational waves. Computing the detailed gravitational wave-form associated with this process is a complicated problem, not only due to the non-linearity of gravity but also due to the fact that during the collision and subsequent fragmentation the objects could undergo complicated non-gravitational interactions. Nevertheless the classical soft graviton theorem determines the power law fall-off of the wave-form at late and early times, including logarithmic corrections, in terms of only the momenta of the incoming and outgoing objects without any reference to what transpired during the collision. In this short review I shall explain the results and very briefly outline the derivation of these results. | 質量の大きな物体が宇宙空間で衝突し、その破片が分散してブラックホールを形成すると、重力波が発生します。 この過程に伴う詳細な重力波形を計算することは、重力の非線形性だけでなく、衝突とそれに続く破片化の過程で物体が複雑な非重力相互作用を受ける可能性があるため、複雑な問題です。 しかしながら、古典的なソフト重力子定理は、衝突中に何が起こったかに一切依存せず、入射物体と出射物体の運動量のみに基づいて、対数補正を含め、遅い時間と早い時間における波形のべき乗法則の減衰を決定します。 この短いレビューでは、その結果を説明し、これらの結果の導出について簡単に概説します。 |
| 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。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the no-boundary proposal for closed universes with an observer. We argue that the observer's no-boundary state is the identity operator on the physical Hilbert space, i.e., the maximum entropy state and show this explicitly in Jackiw-Teitelboim gravity. Geometrically, the no-boundary state is a bra-ket wormhole. Expectation values in the no-boundary state provide a trace for the observer's algebra, which allows one to define von Neumann entropy for observers in different universes as the relative entropy with respect to the no-boundary state. This result is consistent with all previously discussed cases of traces for invariantly defined regions. | 我々は、観測者が存在する閉宇宙に対する無境界提案を検証する。 観測者の無境界状態は物理的ヒルベルト空間上の恒等作用素、すなわち最大エントロピー状態であると主張し、これをジャッキー＝タイテルボイム重力において明示的に示す。 幾何学的には、無境界状態はブラケット・ワームホールである。 無境界状態における期待値は観測者代数のトレースを提供し、これにより、異なる宇宙における観測者に対するフォン・ノイマン・エントロピーを、無境界状態に対する相対エントロピーとして定義することができる。 この結果は、これまで議論されてきた不変的に定義された領域のトレースの全ての事例と整合している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Quantum entanglement is affected by unitary evolution, which spreads the entanglement through the whole system, and also by measurements, which usually tends to disentangle subsystems from the rest. Their competition has been known to result in the measurement-induced phase transition. But more intriguingly, measurement alone has the ability to drive a system into different entanglement phases. In this work, we map the entanglement evolution under unitaries and/or measurements into a classical spin problem. This framework is used to understand a myriad of random circuit models analytically, including measurement-induced and measurement-only transitions. Regarding many-body joint measurements, a lower bound of measurement range that is necessary for a global scrambled phase is derived. Moreover, emergent continuous symmetries (U(1) or SU(2)) are discovered in some random measurement models in the large-$d$ (qudit dimension) limit. The emergent continuous symmetry allows a variety of spin dynamics phenomena to find their counterparts in random circuit models. | 量子エンタングルメントは、エンタングルメントを系全体に広げるユニタリー進化と、サブシステムを他のサブシステムから分離させる傾向がある測定の影響を受ける。 これらの競合は、測定誘起相転移をもたらすことが知られている。 しかし、より興味深いことに、測定のみで系を異なるエンタングルメント相へと導くことができる。 本研究では、ユニタリーおよび／または測定におけるエンタングルメント進化を古典的なスピン問題にマッピングする。 この枠組みは、測定誘起転移や測定のみの転移を含む、無数のランダム回路モデルを解析的に理解するために使用される。 多体共同測定に関しては、グローバルスクランブル位相に必要な測定範囲の下限が導出される。 さらに、大$d$（量子点次元）極限におけるいくつかのランダム測定モデルにおいて、連続対称性（U(1)またはSU(2)）が出現することが発見されている。 連続対称性の出現により、さまざまなスピンダイナミクス現象がランダム回路モデルで対応するものを見つけることが可能になります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| What if supersymmetry is not something to be hidden, but something to be reached? We introduce the Supersymmetric Horizon Stabilization (SHS): a conceptually unified and analytically controlled framework for embedding metastable de Sitter vacua and trans-Planckian inflation within effective $\mathcal{N}=1$ supergravity. Built from a logarithmic K\"ahler potential modified by nilpotent constraints, SHS yields a framework that connects the early universe's inflationary phase, intermediate metastable acceleration, and a final supersymmetric fixed point. We classify all viable models by imposing four essential criteria: absence of ghosts, de Sitter metastability, smooth Minkowski transitions, and asymptotic supersymmetry. The resulting scalar dynamics exhibit exponential field-space profiles, $\tau(\varphi) \sim e^{-\Delta\varphi}$, reconciling trans-Planckian excursions with bounded moduli. This structure ensures finite geodesic distance, stabilizes the gravitino mass, and suppresses light towers -- evading both the Gravitino and Swampland Distance Conjectures. Meanwhile, the divergent Euclidean cost of reaching the supersymmetric endpoint realizes the AdS and Generalized Swampland Distance Conjectures, confirming that the infrared boundary lies at infinite dynamical distance despite controlled scalar evolution. From this behavior emerges the Supersymmetric Horizon Conjecture: that consistent gravitational EFTs may begin and end with supersymmetry -- both at the origin and the asymptotic edge of cosmic evolution -- not as a fine-tuned remnant, but as a geometric boundary condition. SHS also supports localized features that transiently enhance scalar fluctuations, enabling efficient production of primordial black holes with masses far exceeding those in conventional inflationary scenarios. | もし超対称性が隠されるべきものではなく、到達されるべきものだったらどうなるでしょうか？私たちは、超対称地平安定化（SHS）を導入します。 これは、実効$\mathcal{N}=1$超重力の中に準安定ド・ジッター真空とトランスプランクインフレーションを埋め込むための、概念的に統一され、解析的に制御された枠組みです。 SHSは、冪零制約によって修正された対数ケーラーポテンシャルから構築され、初期宇宙のインフレーション期、中間の準安定加速期、そして最終的な超対称不動点を結びつける枠組みを生み出す。 我々は、ゴーストの不在、ド・ジッター準安定、滑らかなミンコフスキー転移、そして漸近的超対称性という4つの必須基準を課すことで、すべての実行可能なモデルを分類する。 結果として得られるスカラーダイナミクスは、指数関数的な場空間プロファイル、$\tau(\varphi) \sim e^{-\Delta\varphi}$を示し、プランク超偏移と有界モジュライを調和させる。 この構造は有限の測地線距離を保証し、グラビティーノ質量を安定化し、光塔を抑制し、グラビティーノ距離予想とスワンプランド距離予想の両方を回避する。 一方、超対称エンドポイントはAdS予想と一般化スワンプランド距離予想を実現し、制御されたスカラー進化にもかかわらず、赤外線境界が無限の力学的距離にあることを確認します。 この挙動から、超対称地平線予想が生まれます。 これは、整合した重力EFTは、宇宙進化の起源と漸近端の両方において、微調整された残余物としてではなく、幾何学的な境界条件として、超対称性で始まり、終わる可能性があるというものです。 SHSはまた、スカラー変動を一時的に増強する局所的な特徴をサポートし、従来のインフレーションシナリオをはるかに超える質量を持つ原始ブラックホールの効率的な生成を可能にします。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the connection between the entanglement entropy in scattering processes and the dynamics of electroweak phase transitions. Recent work has shown that the scattering entanglement entropy can provide new insight into Standard Model parameters. In this study, we propose that the maximum of the entanglement entropy in scattering amplitudes may serve as a diagnostic for first-order electroweak phase transitions in the early universe. We analyze a simplified extension of the Standard Model consisting of the Higgs boson $h$ coupled to $O(N)$ real singlet scalars $S$ via the Higgs portal coupling $\lambda_{hS}$. By explicitly calculating the maximum entanglement entropy, we demonstrate that it grows with increasing $\lambda_{hS}$, and that both first-order and strong first-order electroweak phase transitions are favored in regions of parameter space with large maximum entropy. Our results suggest that entanglement-based observables may encode meaningful information about the underlying dynamics of electroweak symmetry breaking and provide a novel perspective on phase transition phenomena. | 我々は、散乱過程におけるエンタングルメントエントロピーと電弱相転移のダイナミクスとの関連を調査する。 最近の研究は、散乱エンタングルメントエントロピーが標準模型のパラメータに関する新たな知見をもたらすことを示している。 本研究では、散乱振幅におけるエンタングルメントエントロピーの最大値が、初期宇宙における一次電弱相転移の診断指標となり得ることを提案する。 我々は、ヒッグスポータル結合$\lambda_{hS}$を介して$O(N)$実シングレットスカラー$S$に結合したヒッグス粒子$h$からなる、標準模型の簡略化された拡張を解析する。 最大エンタングルメントエントロピーを明示的に計算することにより、$\lambda_{hS}$の増加とともに最大エンタングルメントエントロピーが増大すること、そして、大きな最大エントロピーを持つパラメータ空間の領域では、一次電弱相転移と強い一次電弱相転移の両方が起こりやすいことを示す。 我々の研究結果は、エンタングルメントに基づく観測量が電弱対称性の破れの根底にあるダイナミクスに関する有意義な情報を符号化し、相転移現象に対する新たな視点を提供する可能性があることを示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The contraction map proof method is the commonly used method to prove holographic entropy inequalities. Existence of a contraction map corresponding to a holographic entropy inequality is a sufficient condition for its validity. But is it also necessary? In this note, we answer that question in affirmative for all linear holographic entropy inequalities with rational coefficients. We show that, generically, the pre-image of a non-contraction map is not a hypercube, but a proper cubical subgraph, and show that this manifests as alterations to the geodesic structure in the bulk, which leads to the violation of inequalities by holographic geometries obeying the RT formula. | 縮約写像証明法は、ホログラフィックエントロピー不等式を証明するために一般的に用いられる手法である。 ホログラフィックエントロピー不等式に対応する縮約写像の存在は、その妥当性の十分条件である。 しかし、それは必要条件でもあるのだろうか？本稿では、有理係数を持つすべての線形ホログラフィックエントロピー不等式について、この問いに肯定的に答える。 一般に、非縮約写像の原像は超立方体ではなく、真立方体部分グラフであることを示し、これがバルクにおける測地線構造の変化として現れ、RT公式に従うホログラフィック幾何学によって不等式が破れることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We address the longstanding challenge in quantum many-body theory of reconciling unitary dynamics with irreversible relaxation. In classical chaos, the unitary evolution operator develops Ruelle-Pollicott (RP) resonances inside the unit circle in the continuum limit, leading to mixing. In the semiclassical limit, chaotic single-particle quantum systems relax with the same RP resonances. In contrast, the theory of quantum many-body RP resonances and their link to irreversibility remain underdeveloped. Here, we relate the spectral form factor to the sum of autocorrelation functions and, in generic many-body lattice systems without conservation laws, argue that all quantum many-body RP resonances converge inside the unit disk, highlighting the role of nonunitary and the thermodynamic limit. While we conjecture this picture to be general, we analytically prove the emergence of irreversibility in the random phase model (RPM), a paradigmatic Floquet quantum circuit model, in the limit of large local Hilbert space dimension. To this end, we couple it to local environments and compute the exact time evolution of autocorrelation functions, the dissipative form factor, and out-of-time-order correlation functions (OTOCs). Although valid for any dissipation strength, we then focus on weak dissipation to clarify the origin of irreversibility in unitary systems. When the dissipationless limit is taken after the thermodynamic limit, the unitary quantum map develops an infinite tower of decaying RP resonances -- chaotic systems display so-called anomalous relaxation. We also show that the OTOC in the RPM can undergo a two-stage relaxation and that during the second stage, the approach to the stationary value is again controlled by the leading RP resonance. [See the paper for the full abstract.] | 我々は、量子多体理論における長年の課題である、ユニタリーダイナミクスと不可逆緩和の両立に取り組む。 古典カオスにおいては、ユニタリー発展演算子は連続体極限において単位円内にルーエル・ポリコット（RP）共鳴を発現し、混合をもたらす。 半古典極限においては、カオス的一粒子量子系は同じRP共鳴を伴って緩和する。 対照的に、量子多体RP共鳴の理論と不可逆性との関係は未だ十分には解明されていない。 本稿では、スペクトル形状因子を自己相関関数の和に関連付け、保存則のない一般的な多体格子系において、すべての量子多体RP共鳴が単位円内に収束することを論じ、非ユニタリー極限と熱力学的極限の役割を強調する。 この描像は一般的なものであると推測する一方で、我々は、典型的なフロケ量子回路モデルであるランダム位相モデル（RPM）において、局所ヒルベルト空間の次元が大きい極限において不可逆性が発現することを解析的に証明する。 この目的のために、我々はRPMを局所環境と結合させ、自己相関関数、散逸形状因子、および時間順序外相関関数（OTOC）の正確な時間発展を計算する。 これらの関数は任意の散逸強度に対して有効であるが、ユニタリー系における不可逆性の起源を明らかにするために、我々は弱散逸に焦点を当てる。 熱力学的極限の後に散逸のない極限をとると、ユニタリー量子写像は減衰するRP共鳴の無限の塔を形成する。 カオス系はいわゆる異常緩和を示す。 また、RPMにおけるOTOCは2段階の緩和を経ることができ、第2段階では、定常値への接近が再び主要なRP共鳴によって制御されることを示す。 [全文は論文をご覧ください。 ] |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Many theories of physical interest, which admit a Hamiltonian description, exhibit symmetries under a particular class of non -strictly conformal transformation, known as dynamical similarities. The presence of such symmetries allows a reduction process to be carried out, eliminating a single degree of freedom from the system, which we associate with an overall scale. This process of `contact reduction' leads to theories of a frictional nature, in which the physically-observable quantities form an autonomous subsystem, that evolves in a predictable manner. We demonstrate that this procedure has a natural generalisation to theories of higher order; detailed examples are provided, and physical implications discussed. | ハミルトン記述を許容する多くの物理的に興味深い理論は、特定のクラスの非厳密共形変換の下で対称性を示し、これは動的相似性として知られています。 このような対称性の存在により、縮約プロセスを実行することができ、システムから単一の自由度が除去されます。 これは全体的なスケールと関連付けられます。 この「接触縮約」プロセスは、摩擦の性質を持つ理論につながります。 この理論では、物理的に観測可能な量は自律的なサブシステムを形成し、予測可能な方法で発展します。 この手順は高次の理論にも自然に一般化できることを示します。 詳細な例を示し、物理的な意味合いを議論します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In the limit of infinite radius de Sitter space becomes locally flat and the static patch tends to Rindler space. A holographic description of the static patch must result in a holographic description of some flat space theory, expressed in Rindler coordinates. Given such a holographic theory how does one decode the hologram and determine the bulk flat space theory, its particle spectrum, forces, and bulk quantum fields? In this paper we will answer this question for a particular case: DSSYK at infinite temperature and show that the bulk theory is a strongly coupled version of the 't Hooft model, i.e., (1+1)-dimensional QCD, with a single quark flavor. It may also be thought of as an open string theory with mesons lying on a single Regge trajectory. | 無限半径の極限では、ド・ジッター空間は局所的に平坦になり、静的パッチはリンドラー空間に近づく。 静的パッチのホログラフィック記述は、リンドラー座標で表現された平坦空間理論のホログラフィック記述に帰着する。 このようなホログラフィック理論が与えられた場合、どのようにしてホログラムを解読し、バルク平坦空間理論、その粒子スペクトル、力、およびバルク量子場を決定するのだろうか？本論文では、特定のケース、すなわち無限温度におけるDSSYKについてこの問いに答え、バルク理論が't Hooft模型の強結合版、すなわち単一クォークフレーバーを持つ(1+1)次元QCDであることを示す。 これはまた、中間子が単一のレッジェ軌道上に存在する開弦理論と考えることもできる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we study a scotogenic extension of the Standard Model featuring two inert scalar doublets and three singlet Majorana fermions, where neutrino masses are generated radiatively at one loop. The lightest among the Majorana fermions and neutral scalars can serve as dark matter candidates. We explore the parameter space, considering theoretical constraints (perturbativity, unitarity, vacuum stability) and experimental limits (lepton flavor violation, Higgs measurements, electroweak precision observables). Our analysis identifies regions where sizable Yukawa couplings naturally arise due to constructive interference in the scalar sector. Additionally, we estimate the oblique parameters, finding that only $\Delta T$ is sensitive to charged mass splittings, while $\Delta S$ and $\Delta U$ remain small across the viable parameter space. However, 60\% of the viable parameter space is excluded by the recent CMS measurement of the $W$ boson mass, since the shift $\Delta M_W$ depends on the oblique parameters, particularly $\Delta T$ that is sensitive to scalar mass splittings. | 本研究では、2つの不活性スカラー二重項と3つの単一項マヨラナ粒子を特徴とする標準模型のスコトゲン拡張を研究する。 この拡張では、ニュートリノ質量が1つのループで放射生成される。 マヨラナ粒子と中性スカラーの中で最も軽い粒子は、暗黒物質の候補となり得る。 理論的制約（摂動論、ユニタリー性、真空安定性）と実験的限界（レプトンフレーバーの破れ、ヒッグス測定、電弱精密観測量）を考慮し、パラメータ空間を探索する。 解析により、スカラーセクターにおける建設的干渉によって、ある程度大きな湯川結合が自然に生じる領域が特定される。 さらに、斜めパラメータを推定し、$\Delta T$のみが荷電質量分裂に敏感であり、$\Delta S$と$\Delta U$は有効なパラメータ空間全体にわたって小さいままであることを発見した。 しかし、$W$ボソン質量の最近のCMS測定では、シフト$\Delta M_W$が斜めパラメータ、特にスカラー質量分裂に敏感な$\Delta T$に依存するため、有効なパラメータ空間の60%が除外されています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Einstein Euler Heisenberg (EEH) black hole model represents an extension of classical black hole solutions in general relativity by incorporating quantum electrodynamic (QED) corrections. These corrections are introduced through the inclusion of the Euler-Heisenberg Lagrangian, which accounts for the nonlinear effects of QED in the presence of strong electromagnetic fields. This study investigates the observational properties of a thin accretion disk surrounding the electrically charged rotating EEH black hole. By exploring the influence of the spin parameter and charge on key dynamical quantities such as the energy, angular momentum, angular velocity, and the innermost stable circular orbit (ISCO) of a test particle it becomes possible to analyze the radiative flux, temperature distribution, and differential luminosity of the thin accretion disk in the spacetime of the charged rotating EEH black hole. The results are compared to those of Kerr and Kerr Newman black holes in General relativity, revealing that QED corrections are found to increase the ISCO radius. Specifically, for a fixed electric charge, an increasing spin parameter leads to a larger ISCO radius compared to the standard Kerr black holes as a result of additional electromagnetic corrections introduced by the Euler Heisenberg theory. Conversely, when the spin parameter is held constant, an increase in the electric charge reduces the ISCO radius. Additionally, thin accretion disks around charged EEH rotating black holes exhibit higher temperatures and greater efficiency when the spin parameter is fixed and the electric charge is increased. | アインシュタイン・オイラー・ハイゼンベルク（EEH）ブラックホール模型は、量子電磁力学（QED）補正を取り入れた一般相対論における古典的ブラックホール解の拡張である。 これらの補正は、強電磁場存在下でのQEDの非線形効果を説明するオイラー・ハイゼンベルク・ラグランジアンを組み込むことで導入される。 本研究では、電荷を帯びて回転するEEHブラックホールを取り囲む薄い降着円盤の観測特性を調べる。 スピンパラメータと電荷が、エネルギー、角運動量、角速度、試験粒子の最内周安定円軌道（ISCO）などの重要な力学量に与える影響を調べることで、荷電回転するEEHブラックホールの時空における薄い降着円盤の放射束、温度分布、微分光度を解析することが可能になる。 結果を一般相対論におけるカー・ブラックホールおよびカー・ニューマン・ブラックホールの結果と比較すると、QED補正によってISCO半径が増加することが明らかになった。 具体的には、電荷が固定されている場合、スピンパラメータが増加すると、オイラー・ハイゼンベルク理論によって導入された追加の電磁補正の結果として、標準的なカー・ブラックホールと比較してISCO半径が大きくなる。 逆に、スピンパラメータが一定に保たれている場合、電荷が増加するとISCO半径は減少する。 さらに、回転する荷電EEHブラックホールの周囲の薄い降着円盤は、スピンパラメータが固定され電荷が増加すると、温度が上昇し、効率も高くなる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This paper mainly aims to solve the Anti deSitter Black Holes (AdS BH) under the Barrow entropy under polytropic gas fluid, especially the Chaplygin Gas. First, we develop this last polytropic model in detail to then obtain the possible solutions and thermodynamic conditions on the Energy-Momentum and the Barrow Entropy for spacetimes of spatial dimension $D>3$. Then, we focus on thermidynamic solutions and the different impacts on the Barrow entropy of the black hole, the temperature profile, the mass and the various physical quantities involved. Afterwards, we focus on the specific cases of the solutions of dimensions $D=4$ and $5$ in order to concretely test the models, especially from the point of view of the thermodynamic topology. Finally, we generalize everything by elaborating and testing the stability of the models to arrive at the thermal geometry of the AdS BH. | 本論文は、主にポリトロープ気体流体、特にチャプリギン気体におけるバローエントロピーの下での反デシッターブラックホール（AdS BH）の解を求めることを目的とする。 まず、このポリトロープモデルを詳細に展開し、空間次元$D>3$の時空におけるエネルギー運動量およびバローエントロピーに関する可能な解と熱力学的条件を得る。 次に、熱力学的解と、ブラックホールのバローエントロピー、温度プロファイル、質量、および関連する様々な物理量への様々な影響に焦点を当てる。 その後、次元$D=4$および$D=5$の解の具体的なケースに焦点を当て、特に熱力学的トポロジーの観点から、モデルを具体的に検証する。 最後に、モデルの安定性を詳細化および検証することにより、すべてを一般化し、AdS BHの熱的形状を導き出す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose a pseudo-scalar quantity, which is an analogue of the Chern-Simons invariant, in the framework of non-metricity gravity. By considering the coupling between the pseudo-scalar quantity and the axion, we give scenarios which may solve the problems of the axion misalignment, the $S_8$ problem, and the beginning of inflation. When the phase transition associated with the spontaneous breaking of the gauge symmetry of the electroweak theory or grand unified theories (GUTs) occurs, the pseudo-scalar quantity has a non-trivial value, which induces the misalignment of the axion field and axion particles are produced. If the gradient of the potential is small, the $S_8$ problem might be solved. We also propose a mechanism which induces inflation by the misalignment of the axion field generated by the phase transition of the GUTs. | 非計量性重力の枠組みにおいて、チャーン・サイモンズ不変量の類似物である擬スカラー量を提案する。 擬スカラー量とアクシオンとの結合を考慮することで、アクシオンのミスアラインメント、$S_8$問題、そしてインフレーションの始まりといった問題を解決できるシナリオを提示する。 電弱理論あるいは大統一理論（GUT）のゲージ対称性の自発的破れに伴う相転移が起こると、擬スカラー量は非自明な値を持ち、それがアクシオン場のミスアラインメントを引き起こし、アクシオン粒子が生成される。 ポテンシャルの勾配が小さければ、$S_8$問題は解決できる可能性がある。 また、GUTの相転移によって生成されるアクシオン場のミスアラインメントによってインフレーションが誘発されるメカニズムも提案する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Copositive matrices and copositive polynomials are objects from optimization. We connect these to the geometry of Feynman integrals in physics. The integral is guaranteed to converge if its kinematic parameters lie in the copositive cone. P\'olya's method makes this manifest. We study the copositive cone for the second Symanzik polynomial of any Feynman graph. Its algebraic boundary is described by Landau discriminants. | 共正行列と共正多項式は最適化の対象となる。 これらを物理学におけるファインマン積分の幾何学に結びつける。 積分は、その運動学的パラメータが共正錐内にある場合、収束することが保証される。 ポリア法はこれを明らかにする。 任意のファインマングラフの第二シマンジク多項式について、共正錐を調べる。 その代数的境界はランダウ判別式によって記述される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Coulomb branch of the N = 4 super-Yang-Mills theory is described by a D3-brane in the bulk of AdS_5 x S^5. We show that boundary conditions on this D3-brane preserve integrability of the AdS string. For that matter we construct dynamical and spectral parameter dependent reflection matrix that encodes an infinite number of conserved charges on the worldsheet of an open string ending on the D-brane. | N = 4 超ヤン・ミルズ理論のクーロン枝は、AdS_5 x S^5 のバルク内の D3 ブレーンによって記述される。 この D3 ブレーン上の境界条件が AdS ストリングの積分可能性を保存することを示す。 さらに、D ブレーン上で終わる開ストリングの世界面上に無限個の保存電荷を符号化する、力学パラメータとスペクトルパラメータに依存する反射行列を構築する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The intrinsic non-perturbative features of string-theoretic corrections, particularly those arising from T-duality, have been shown to naturally introduce an effective ultraviolet (UV) cutoff into the gravitational framework. This cutoff, often referred to as the zero-point length in the context of path integral duality, acts as a fundamental minimal length scale that regulates short-distance divergences. Using the established correspondence between T-duality and path integral duality, it has been shown that the static Newtonian potential becomes regularized at small distances. Building upon this regular behavior, we proceed to construct self-consistent, spherically symmetric, and electrically neutral wormhole solutions, which remain free of curvature singularities and embodies the effects of this duality-induced UV completion. We explore wormhole configurations with the aim of minimizing violations of the null energy condition (NEC). In fact, solutions with a constant redshift function or specific shape functions generally exhibit NEC violations throughout the entire spacetime. To address this, we explore two distinct thin shell constructions: (i) wormholes formed by matching an interior wormhole geometry to an exterior Schwarzschild vacuum spacetime, thereby confining exotic matter to a localized region; and (ii) standard thin-shell wormholes generated by gluing two identical black hole spacetimes across a timelike hypersurface situated outside their event horizons. In both cases, the NEC violations are minimised and restricted to a finite region, improving the physical plausibility and traversability of the resulting configurations. | 弦理論補正の本質的な非摂動論的特徴、特にT双対性から生じるものは、重力枠組みに実効紫外（UV）カットオフを自然に導入することが示されている。 このカットオフは、経路積分双対性の文脈ではしばしば零点長と呼ばれ、短距離発散を規定する基本的な最小長さスケールとして機能する。 T双対性と経路積分双対性の間に確立された対応関係を用いることで、静的ニュートンポテンシャルが短距離で正則化されることが示されている。 この正則な挙動に基づいて、我々は自己無撞着で球対称、かつ電気的に中性なワームホール解を構築する。 これらの解は曲率特異点を持たず、この双対性誘起UV完成の効果を体現する。 我々は、ヌルエネルギー条件（NEC）の破れを最小化することを目指してワームホール構成を探求する。 実際、一定の赤方偏移関数または特定の形状関数を持つ解は、一般的に全時空にわたってNECの破れを示す。 これに対処するために、我々は2つの異なる薄殻構造を探求する。 (i) 内部ワームホール形状を外部シュワルツシルト真空時空に一致させることで形成されるワームホールであり、これによりエキゾチック物質を局所領域に閉じ込める。 (ii) 2つの同一のブラックホール時空を、事象の地平線の外側に位置する時間的超曲面を介して接着することで生成される標準的な薄殻ワームホール。 どちらの場合も、NECの破れは最小化され、有限領域に制限されるため、結果として得られる構成の物理的な妥当性と通過可能性が向上する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We introduce a class of multi-Higgs doublet extensions of the Standard Model that solves the strong CP problem with profound consequences for the flavor sector. The Yukawa matrices are constrained to have many zero entries by a "Higgs-Flavor" symmetry, $G_{\rm HF}$, that acts on Higgs and quark fields. The violation of both CP and $G_{\rm HF}$ occurs in the Higgs mass matrix so that, for certain choices of $G_{\rm HF}$ charges, the strong CP parameter $\bar{\theta}$ is zero at tree-level. Radiative corrections to $\bar{\theta}$ are computed in this class of theories. They vanish in realistic two-Higgs doublet models with $G_{\rm HF} = \mathbb{Z}_3$. We also construct realistic three-Higgs models with $G_{\rm HF} = \rm U(1)$, where the one-loop results for $\bar{\theta}$ are model-dependent. Requiring $\bar{\theta}< 10^{-10}$ has important implications for the flavor problem by constraining the Yukawa coupling and Higgs mass matrices. Contributions to $\bar{\theta}$ from higher-dimension operators are computed at 1-loop and can also be sufficiently small, although the hierarchy problem of this class of theories is worse than in the Standard Model. | 我々は、標準模型の多重ヒッグス二重項拡張のクラスを導入する。 これは、フレーバーセクターに重大な影響を及ぼす強いCP問題を解決する。 湯川行列は、ヒッグス場とクォーク場に作用する「ヒッグス・フレーバー」対称性 $G_{\rm HF}$ によって、多くの零要素を持つように制約される。 CPと$G_{\rm HF}$の両方の破れはヒッグス質量行列で発生するため、$G_{\rm HF}$電荷の特定の選択に対して、強いCPパラメータ$\bar{\theta}$はツリーレベルでゼロとなる。 このクラスの理論では、$\bar{\theta}$への放射補正が計算される。 $G_{\rm HF} = \mathbb{Z}_3$の現実的な2ヒッグス二重項モデルでは、放射補正はゼロとなる。 また、$G_{\rm HF} = \rm U(1)$ を満たす現実的な3ヒッグス模型も構築する。 ここで、$\bar{\theta}$ の1ループ結果は模型に依存する。 $\bar{\theta} を10^{-10}$ とすることは、湯川結合とヒッグス質量行列に制約を与えることで、フレーバー問題に重要な意味を持つ。 高次元演算子からの $\bar{\theta}$ への寄与は1ループで計算され、十分に小さくなる可能性があるが、この種の理論の階層性問題は標準模型よりも悪化する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Dirac equation with mass and axial chemical potential is solved analytically obtaining the mode spinors and corresponding projection operators giving the spectral representations of the principal conserved operators. In this framework, the odd partner of the Pryce spin operator is defined for the first time showing how these operators may be combined for defining the particle and antiparticle spin and polarization operators of Dirac's theory of massive fermions either in the free case or in the presence of the axial chemical potential. The quantization procedure is applied in both these cases obtaining two distinct operator algebras in which the particle and antiparticle spin and polarization operators take canonical forms. In this approach statistical operators with independent particle and antiparticle vortical chemical potentials may be constructed. | 質量と軸性化学ポテンシャルを持つディラック方程式を解析的に解き、モードスピノルと対応する射影演算子を得て、主要な保存演算子のスペクトル表現を与える。 この枠組みでは、プライススピン演算子の奇数パートナーが初めて定義され、これらの演算子をどのように組み合わせて、自由ケースと軸性化学ポテンシャルが存在するケースのどちらにおいても、ディラックの質量を持つフェルミオン理論の粒子および反粒子のスピンおよび分極演算子を定義することができるかを示す。 量子化手順はこれらの両方のケースに適用され、粒子および反粒子のスピンおよび分極演算子が標準的な形をとる2つの異なる演算子代数が得られる。 このアプローチでは、粒子および反粒子の独立した渦状化学ポテンシャルを持つ統計演算子を構築することができる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recently, new superparticle models have been proposed in the $\mathcal{N}$-extended four and five-dimensional anti-de Sitter (AdS) superspaces, AdS$^{4|4\mathcal{N}}$ and AdS$^{5|8\mathcal{N}}$, making use of a unique quadratic deformation to the AdS supersymmetric interval. In this paper we extend these considerations to the three and two-dimensional cases, and propose new two-derivative models for superparticles propagating in these AdS superspaces. | 最近、$\mathcal{N}$拡張4次元および5次元反ド・ジッター（AdS）超空間、AdS$^{4|4\mathcal{N}}$およびAdS$^{5|8\mathcal{N}}$において、AdS超対称区間への固有の二次変形を利用した新しい超粒子モデルが提案されている。 本論文では、これらの考察を3次元および2次元の場合に拡張し、これらのAdS超空間を伝播する超粒子の新しい2微分モデルを提案する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Holographic duality describes gravitational theories in terms of quantum many-body systems. In holography, quantum information theory provides a crucial tool that directly connects microscopic structures of these systems to the geometries of gravitational spacetimes. One manifestation is that the entanglement entropy in quantum many-body systems can be calculated from the area of an extremal surface in the corresponding gravitational spacetime. This implies that a gravitational spacetime can emerge from an enormous number of entangled qubits. In this Essay, I will discuss open problems in this area of research, considering recent developments and outlining future prospects towards a complete understanding of quantum gravity. The first step in this direction is to understand what kind of quantum circuits each holographic spacetime corresponds to, drawing on recent developments in quantum complexity theories and studying concrete examples of holography in string theory. Next, we should extend the concept of holography to general spacetimes, e.g., those spacetimes which appear in realistic cosmologies, by utilizing the connections between quantum information and holography. To address the fundamental question of how time emerges, I will propose the concepts of pseudo-entropy and time-like entanglement as a useful tool in our exploration. | ホログラフィック双対性は、重力理論を量子多体系の観点から記述する。 ホログラフィーにおいて、量子情報理論は、これらの系の微視的構造を重力時空の幾何学に直接結び付ける重要なツールを提供する。 その一つの現れとして、量子多体系におけるエンタングルメント・エントロピーは、対応する重力時空における極限面の面積から計算できる。 これは、膨大な数のエンタングルされた量子ビットから重力時空が出現し得ることを意味する。 本稿では、この研究分野における未解決の問題について議論し、最近の進展を考察するとともに、量子重力の完全な理解に向けた将来の展望を概説する。 この方向への第一歩は、量子複雑性理論の最近の進展と弦理論におけるホログラフィーの具体的な例を研究することにより、各ホログラフィック時空がどのような量子回路に対応するかを理解することである。 次に、量子情報とホログラフィーの関連性を活用することで、ホログラフィーの概念を一般時空、例えば現実的な宇宙論に現れる時空へと拡張する必要がある。 時間がどのように出現するかという根本的な問いに取り組むために、擬エントロピーと時間的エンタングルメントの概念を、私たちの探求における有用なツールとして提案する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct a correspondence between the quantized constrained 3BF theory and the quantized Einstein-Cartan theory with contact spin-spin interaction, both of which describe the Standard Model coupled to Einstein-Cartan gravitational field. First we introduce the expectation values of observables using the path integral formalism for both theories, and then by integrating out some configuration space variables in the quantum 3BF theory we obtain the definition of the corresponding observable in the quantum Einstein-Cartan theory with contact interaction. Finally, we discuss the differences in the predictions of the two theories on the example of the 4-volume density of spacetime, and on the example of gravitational waves. | 我々は、量子化拘束付き3BF理論と接触スピン-スピン相互作用を持つ量子化アインシュタイン-カルタン理論との間の対応関係を構築する。 これらはいずれもアインシュタイン-カルタン重力場と結合した標準模型を記述する。 まず、両理論の経路積分形式を用いて観測量の期待値を導入し、次に量子3BF理論におけるいくつかの配置空間変数を積分することにより、接触相互作用を持つ量子アインシュタイン-カルタン理論における対応する観測量の定義を得る。 最後に、4体積時空密度と重力波の例について、両理論の予測の相違について議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work we uncover a connection that relates the 1-form and the 2-group symmetries of 5D SCFTs derived from geometric engineering methods to monodromies of the corresponding B-models via mirror symmetry. Viewing defects as branes wrapping relative cycles in a non-compact CY3, we find that the defect groups can be read off from the VEVs of the corresponding line operators at the leading order. Via mirror map, we find that both the 1-form and the 2-group symmetries of the SCFT are related to the monodromy at the large radius point in the B-model. Additionally, we recursively obtain closed-form expressions of instanton expansions of the VEV of Wilson lines of certain 5D theories among which some have not been obtained so far using localization methods. We further conjecture that the 2-group symmetry is given by the Mordell-Weil torsion of the universal special geometry associated to the theory, generalizing the conjecture for rank-1 theories. | 本研究では、幾何工学的手法から導かれる5次元SCFTの1形式および2群対称性と、対応するBモデルのモノドロミーをミラー対称性を介して関連付ける関係を明らかにする。 欠陥を非コンパクトCY3内の相対サイクルを包むブレーンと見なすと、欠陥群は対応する線状作用素の主要位数のVEVから読み取ることができることがわかる。 ミラー写像を介して、SCFTの1形式および2群対称性の両方が、Bモデルの大半径点におけるモノドロミーと関連していることがわかった。 さらに、特定の5次元理論のウィルソン線のVEVのインスタントン展開の閉形式表現を再帰的に得る。 その中には、これまで局所化法を用いて得られていないものもいくつかある。 さらに、2群対称性は、理論に付随する普遍特殊幾何学のモーデル・ヴェイユ捩れによって与えられると予想し、この予想をランク1理論に一般化する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| When quantum measurements are conducted over spacelike-separated regions of spacetime, a natural and commonly assumed physical postulate, called Einstein causality, asserts that they should commute. In this paper, we provide a generalisation to L\"uders' rule \`a la Aharonov-Albert in those globally hyperbolic spacetimes which allow unitarily equivalent Hilbert spaces to be defined along Cauchy hypersurfaces, thus relying on the existence of an interaction picture \`a la Tomonaga-Schwinger. We show that under this rule, selective quantum measurements satisfy a state-independent anyonic commutation relation over spacelike-separated (pre)compact regions. We highlight that this propagates to positive operator-valued measures (POVMs), where the commutation is necessarily bosonic. In the simplistic scenario where the measurements are assumed to be instantaneous, this implies quantum no-signalling for non-selective measurements. We then examine Sorkin's impossible measurements and show that immediate contradictions can be averted as long as collapse-inducing measurements are irreversible. We finish by discussing the possibility of extending such results beyond the interaction picture. | 量子測定が空間的に分離された時空領域にわたって行われる場合、アインシュタイン因果律と呼ばれる自然かつ一般的に想定される物理的公理により、それらの測定は交換可能であるはずであると主張します。 本論文では、コーシー超面に沿ってユニタリ同値なヒルベルト空間を定義できる大域的双曲的時空において、アハロノフ＝アルバート流のルダース則の一般化を与える。 これは、朝永＝シュウィンガー流の相互作用描像の存在に依存する。 この規則の下では、選択的量子測定は、空間的に分離された（前）コンパクト領域上で状態独立なエニオン交換関係を満たすことを示す。 これは、交換が必然的にボソン的である正の作用素値測度（POVM）にも伝播することを強調する。 測定が瞬時に行われると仮定する単純なシナリオでは、これは非選択的測定において量子無信号を意味する。 次に、ソルキンの不可能測定を検証し、崩壊を誘発する測定が不可逆である限り、即時矛盾を回避できることを示す。 最後にこのような結果を相互作用の図を超えて拡張する可能性について議論することにより。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Since the inception of lattice QCD, a natural definition for the Yang-Mills instanton on lattice has been long sought for. In a recent work, one of authors showed the natural solution has to be organized in terms of bundle gerbes in higher homotopy theory / higher category theory, and introduced the principles for such a categorical construction. To pave the way towards actual numerical implementation in the near future, nonetheless, an explicit construction is necessary. In this paper we provide such an explicit construction for $SU(2)$ gauge theory, with technical aspects inspired by L\"{u}scher's 1982 geometrical construction. We will see how the latter is in a suitable sense a saddle point approximation to the full categorical construction. The generalization to $SU(N)$ will be discussed. The construction also allows for a natural definition of lattice Chern-Simons-Yang-Mills theory in three spacetime dimensions. | 格子QCDの誕生以来、格子上のヤン・ミルズ・インスタントンの自然な定義は長らく求められてきました。 最近の研究において、著者の一人は、この自然な解は高次ホモトピー理論／高次圏理論におけるバンドル・ガーベスを用いて体系化されなければならないことを示し、そのような圏論的構成の原理を導入しました。 しかしながら、近い将来に実際の数値実装への道を開くためには、明確な構成が不可欠です。 本論文では、1982年のL\"{u}scherの幾何学的構成に着想を得た、そのような明示的な$SU(2)$ゲージ理論の構成を与える。 後者が、適切な意味で完全なカテゴリー構成の鞍点近似となる理由を考察する。 $SU(N)$への一般化についても議論する。 この構成は、3次元時空における格子Chern-Simons-Yang-Mills理論の自然な定義も可能にする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We show that the Mathieu groups $M_{24}$ and $M_{23}$ in the isometry group of the odd Leech lattice do not lift to subgroups of the automorphism group of its lattice vertex operator (super)algebra. In other words, the subgroups $2^{24}.M_{24}$ and $2^{23}.M_{23}$ of the automorphism group of the odd Leech lattice vertex operator algebra are non-split extensions. Our method can also confirm a similar result for the Conway group $\mathrm{Co}_0$ and the Leech lattice, which was already shown in [Griess 1973]. This study is motivated by the moonshine-type observation on the $\mathcal{N}=2$ extremal elliptic genus of central charge 24 by [Benjamin, Dyer, Fitzpatrick, Kachru arXiv:1507.00004]. We also investigate weight-1 and weight-$\frac{3}{2}$ currents invariant under the subgroup $2^{24}.M_{24}$ or $2^{23}.M_{23}$ of the automorphism group of the odd Leech lattice vertex operator algebra, and revisit an $\mathcal{N}=2$ superconformal algebra in it. | 奇リーチ格子の等長群におけるマシュー群 $M_{24}$ と $M_{23}$ は、その格子頂点作用素（超）代数の自己同型群の部分群には持ち上げられないことを示す。 言い換えれば、奇リーチ格子頂点作用素代数の自己同型群の部分群 $2^{24}.M_{24}$ と $2^{23}.M_{23}$ は非分割拡大である。 我々の方法は、コンウェイ群 $\mathrm{Co}_0$ とリーチ格子についても同様の結果を検証することができ、これは既に [Griess 1973] で示されている。 本研究は、[Benjamin, Dyer, Fitzpatrick, Kachru arXiv:1507.00004]による中心荷電24の$\mathcal{N}=2$極限楕円種数に関するムーンシャイン型観察に触発されたものである。 また、奇リーチ格子頂点作用素代数の自己同型群の部分群$2^{24}.M_{24}$または$2^{23}.M_{23}$の下で、重み1および重み$\frac{3}{2}$カレント不変量を調べ、その中の$\mathcal{N}=2$超共形代数を再検討する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We prove the KP integrability of non-perturbative topological recursion, which can be considered as a formal $\hbar$-deformation of the Krichever construction of algebro-geometric solutions of the KP hierarchy. This property goes back to a 2011 conjecture of Borot and Eynard. | 非摂動的な位相的再帰のKP積分可能性を証明する。 これは、KP階層の代数幾何学的解のクリチェバー構成の形式的な$\hbar$変形とみなすことができる。 この性質は、2011年のBorotとEynardの予想に遡る。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Without specifying a matter field nor imposing energy conditions, we study Killing horizons in $n(\ge 3)$-dimensional static solutions in general relativity with an $(n-2)$-dimensional Einstein base manifold. Assuming linear relations $p_{\rm r}\simeq\chi_{\rm r} \rho$ and $p_2\simeq\chi_{\rm t} \rho$ near a Killing horizon between the energy density $\rho$, radial pressure $p_{\rm r}$, and tangential pressure $p_2$ of the matter field, we prove that any non-vacuum solution satisfying $\chi_{\rm r}<-1/3$ ($\chi_{\rm r}\ne -1$) or $\chi_{\rm r}>0$ does not admit a horizon as it becomes a curvature singularity. For $\chi_{\rm r}=-1$ and $\chi_{\rm r}\in[-1/3,0)$, non-vacuum solutions admit Killing horizons, on which there exists a matter field only for $\chi_{\rm r}=-1$ and $-1/3$, which are of the Hawking-Ellis type~I and type~II, respectively. Differentiability of the metric on the horizon depends on the value of $\chi_{\rm r}$, and non-analytic extensions beyond the horizon are allowed for $\chi_{\rm r}\in[-1/3,0)$. In particular, solutions can be attached to the Schwarzschild-Tangherlini-type vacuum solution at the Killing horizon in at least a $C^{1,1}$ regular manner without a lightlike thin shell. We generalize some of those results in Lovelock gravity with a maximally symmetric base manifold. | 物質場を指定せず、エネルギー条件も課さずに、$(n-2)$次元アインシュタイン基底多様体を持つ一般相対論における$n(\ge 3)$次元静的解におけるキリング地平線を考察する。 キリング地平線近傍において、物質場のエネルギー密度$\rho$、径方向圧力$p_{\rm r}$、および接線方向圧力$p_2$の間に線形関係$p_{\rm r}\simeq\chi_{\rm t}\rho$と$p_2\simeq\chi_{\rm t}\rho$が成り立つと仮定し、$\chi_{\rm r}-1/3$ ($\chi_{\rm r}\ne -1$)、または$\chi_{\rm r}>0$を満たす任意の非真空解は、曲率特異点となるため、地平線を許容しないことを証明する。 $\chi_{\rm r}=-1$ および $\chi_{\rm r}\in[-1/3,0)$ に対して、非真空解はキリング地平線を許容し、その上には $\chi_{\rm r}=-1$ および $-1/3$ の場合にのみ物質場が存在し、これらはそれぞれホーキング-エリス I 型および II 型である。 地平線上の計量の微分可能性は $\chi_{\rm r}$ の値に依存し、地平線を越えた非解析的拡張は $\chi_{\rm r}\in[-1/3,0)$ に対して許容される。 特に、キリング地平線において、光のような薄い殻を持たずに、少なくとも $C^{1,1}$ 正則な方法でシュワルツシルト-タンゲルリーニ型真空解に解を付加することができる。 これらの結果のいくつかを、最大対称性を持つ基本多様体を持つラブロック重力に一般化します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Fuzzy dark matter wormhole solutions coupled with anisotropic matter distribution are explored in higher-order curvature gravity. We derive the shape function for fuzzy wormholes and explore their possible stability. We study the embedding diagrams of the active gravitational mass associated with fuzzy dark matter wormholes by taking a certain shape function. Aiming to highlight the role of higher-order curvature gravity in the modeling of less complex fuzzy wormhole structures, we evaluate the complexity factor, the conservation equation, and null energy conditions. Our study reinforces more importance of uniformly distributed pressure effects throughout the less complex region than the emergence of energy density homogeneity in the stability of fuzzy wormholes. It is shown that the active gravitational mass of the fuzzy wormhole structures varies inversely with the radial distance, thereby suggesting the breaching of energy conditions at some arena of the Einasto index. Furthermore, it is revealed that stable fuzzy dark matter wormhole structures exist in nature in the surroundings of cold dark matter halos and galactic bulges. The important physics understood from our analysis is that in higher-order curvature gravity, feasible geometries of fuzzy dark matter wormholes exist naturally in the environments of different galactic haloes. | 高次曲率重力において、異方性物質分布と結合したファジィ暗黒物質ワームホール解が探究される。 ファジィワームホールの形状関数を導出し、その安定性の可能性を探る。 特定の形状関数をとることで、ファジィ暗黒物質ワームホールに関連する能動重力質量の埋め込み図を調べる。 より複雑でないファジィワームホール構造のモデリングにおける高次曲率重力の役割を明らかにすることを目指し、複雑性係数、保存方程式、およびヌルエネルギー条件を評価する。 本研究は、ファジィワームホールの安定性において、エネルギー密度の均一性の出現よりも、より複雑でない領域全体に均一に分布した圧力効果の重要性を強調する。 ファジーワームホール構造の有効重力質量は半径距離に反比例して変化することが示されており、これはエイナスト指数のある領域でエネルギー条件が破られていることを示唆している。 さらに、冷たい暗黒物質ハローや銀河バルジの周囲には、安定なファジー暗黒物質ワームホール構造が自然界に存在することが明らかになった。 我々の解析から得られた重要な物理は、高次曲率重力において、ファジー暗黒物質ワームホールの実現可能な形状が、様々な銀河ハローの環境に自然に存在するということである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We show that every twist of pure supersymmetric Yang-Mills theory with gauge group GL(N) can be realized as an open-string field theory in topological string theory. Our approach reinterprets twists of supersymmetric Yang-Mills theory as generalized Chern-Simons theories, and identifies topological string backgrounds that produce the corresponding Chern-Simons theories. | ゲージ群GL(N)を持つ純粋超対称ヤン＝ミルズ理論のあらゆるツイストが、位相弦理論における開弦場の理論として実現できることを示す。 我々のアプローチは、超対称ヤン＝ミルズ理論のツイストを一般化されたチャーン＝サイモンズ理論として再解釈し、対応するチャーン＝サイモンズ理論を生み出す位相弦背景を特定する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| For one-dimensional power-like potentials $|x|^m, m > 0$ the Bohr-Sommerfeld Energies (BSE) extracted explicitly from the Bohr-Sommerfeld quantization condition are compared with the exact energies. It is shown that for the ground state as well as for all positive parity states the BSE are always above the exact ones contrary to the negative parity states where BSE remain above the exact ones for $m>2$ but they are below them for $m < 2$. The ground state BSE as the function of $m$ are of the same order of magnitude as the exact energies for linear $(m=1)$, quartic $(m=4)$ and sextic $(m=6)$ oscillators but relative deviation grows with $m$ reaching the value 4 at $m=\infty$. For physically important cases $m=1,4,6$ for the $100$th excited state BSE coincide with exact ones in 5-6 figures. It is demonstrated that modifying the right-hand-side of the Bohr-Sommerfeld quantization condition by introducing the so-called {\it WKB correction} $\gamma$ (coming from the sum of higher order WKB terms taken at the exact energies) to the so-called exact WKB condition one can reproduce the exact energies. It is shown that the WKB correction is small, bounded function $|\gamma| < 1/2$ for all $m \geq 1$, it is slow growing with increase in $m$ for fixed quantum number, while it decays with quantum number growth at fixed $m$. For the first time for quartic and sextic oscillators the WKB correction and energy spectra (and eigenfunctions) are written explicitly in closed analytic form with high relative accuracy $10^{-9 \ -11}$ (and $10^{-6}$). | 1次元のべき乗的ポテンシャル$|x|^m, m > 0$に対して、ボーア・ゾンマーフェルト量子化条件から明示的に抽出されたボーア・ゾンマーフェルトエネルギー（BSE）を正確なエネルギーと比較する。 基底状態およびすべての正パリティ状態において、BSEは常に正確なエネルギーより上になることが示される。 負パリティ状態では、BSEは$m>2$では正確なエネルギーより上のままであるが、$m < 2$では下になる。 基底状態BSEは、$m$の関数として、線形振動子（m=1）、4次振動子（m=4）、および6次振動子（m=6）の正確なエネルギーと同じ桁の大きさであるが、相対偏差は$m$とともに増加し、$m=\infty$で値4に達する。 物理的に重要なケース $m=1, 4, 6$ において、$100$番目の励起状態BSEは、5～6桁の正確な値と一致する。 ボーア-ゾンマーフェルトの量子化条件の右辺に、いわゆる{\it WKB補正} $\gamma$（正確なエネルギーにおける高次WKB項の和から得られる）をいわゆる正確なWKB条件に導入することで修正すると、正確なエネルギーを再現できることが実証されている。 WKB補正は、すべての$m \geq 1$に対して小さな有界関数$|\gamma| < 1/2$であり、量子数が固定されている場合は$m$の増加とともに緩やかに増加するが、固定された$m$では量子数の増加とともに減少することが示される。 4次および6次振動子について、WKB補正とエネルギースペクトル（および固有関数）が、高い相対精度$10^{-9 \ -11}$（および$10^{-6}$）で、閉じた解析形式で明示的に記述されたのは初めてです。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This review examines data from hadron-nucleus collisions, primarily focusing on hard processes like Drell-Yan, heavy flavor and quarkonium production. It highlights observed modifications of particle yields as functions of momentum and rapidity, aiming to clarify the underlying QCD effects in cold nuclear matter (CNM). The paper outlines strategies for future experiments, including the Electron-Ion Collider (EIC), to distinguish between these effects. Key questions address the universality of suppression mechanisms and the role of non-perturbative physics, providing a road map for upcoming nuclear data. | このレビューでは、ハドロン-原子核衝突のデータ、特にドレル・ヤン、重フレーバー、クォーコニウム生成といったハードプロセスに焦点を当てて考察する。 本稿では、観測された粒子収量の変動を運動量とラピディティの関数として取り上げ、冷核物質（CNM）における根底にあるQCD効果を明らかにすることを目指す。 本稿では、これらの効果を区別するために、電子イオン衝突型加速器（EIC）を含む将来の実験戦略を概説する。 主要な疑問は、抑制メカニズムの普遍性と非摂動論的物理学の役割に焦点を当てており、今後の核データへのロードマップを提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study multiplicities and junctions of BPS domain walls interpolating between different chiral vacua in $\mathcal{N}=1$ supersymmetric QCD (SQCD) with the SU$(N)$ gauge group and a varying number of fundamental quarks. Depending on the number of flavors $F$, two distinct classes of {\em degenerate} domain walls emerge: (i) locally distinguishable, i.e., those which differ from each other locally, in local experiments; and (ii) those which have identical local structure and are differentiated only topologically, through judiciously chosen compactifications. In the first class, two-wall junctions exist, while in the second class, such junctions do not exist. Acharya and Vafa counted {\em topologically distinguishable} walls in pure super-Yang-Mills. Ritz, Shifman, and Vainshtein counted the {\em locally distinguishable} walls in $F=N$ SQCD. In both cases, the multiplicity of $k$ walls was the same, $\nu_{N,k}^\text{walls}= N!/\big[(N-k)!k!\big]$. We study the general case $0\leqslant F\leqslant N$, with mixed sets of walls from both classes (i) and (ii) simultaneously, and demonstrate that the above overall multiplicity remains intact. We argue that the growth of the quark masses exhibits no phase transition at any finite mass. The locally distinguishable walls can turn into topologically distinguishable ones only at $m=\infty$. The evolution of the low-energy wall worldsheet theory in the passage from small to large $m$ is briefly discussed. We also propose a candidate for the low-energy description of wall junctions. The tools used are localization of instantons, supersymmetry enhancement on the walls, and circle compactification. | 我々は、SU$(N)$ゲージ群と様々な数の基本クォークを用いて、$\mathcal{N}=1$超対称QCD（SQCD）において、異なるカイラル真空間を補間するBPSドメインウォールの多重度と接合を研究する。 フレーバー数$F$に依存して、2つの異なるクラスの縮退ドメインウォールが出現する。 (i)局所的に区別可能、すなわち局所実験において局所的に互いに異なるドメインウォール。 (ii)同一の局所構造を持ち、慎重に選択されたコンパクト化によって位相的にのみ区別されるドメインウォール。 前者のクラスでは2つの壁の接合が存在するが、後者のクラスではそのような接合は存在しない。 AcharyaとVafaは、純粋な超ヤン・ミルズにおいて位相的に区別可能なドメインウォールを数えた。 Ritz、Shifman、およびVainshteinは、$F=N$ SQCDにおける{\em 局所的に識別可能な}壁を数えた。 どちらの場合も、$k$ 個の壁の多重度は同じで、 $\nu_{N,k}^\text{壁}= N!/\big[(N-k)!k!\big]$ であった。 我々は、一般の場合、$0\leqslant F\leqslant N$、すなわちクラス(i)と(ii)の両方の壁が同時に混在するケースを研究し、上記の全体的な多重度が維持されることを示す。 我々は、クォーク質量の成長は、いかなる有限質量においても相転移を示さないと主張する。 局所的に識別可能な壁は、$m=\infty$でのみ、トポロジカルに識別可能な壁へと変化する。 小さな$m$から大きな$m$への移行における低エネルギー壁世界面理論の発展について簡単に議論する。 我々はまた、壁接合の低エネルギー記述の候補を提案する。 用いられるツールは、インスタントンの局在化、壁における超対称性の増強、そして円のコンパクト化である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the energy spectrum of the composite magnetic monopole (CMM) in the model originally constructed in arXiv:1608.06951 to examine the validity of the weak gravity conjecture within the effective field theory (EFT) framework. This is motivated by the weak gravity conjecture$=$distance conjecture connection suggested in the literature. Assuming that the limits of the model parameters correspond to the boundaries of the moduli space in a UV theory, we showed that the parameter dependence of the energy spectrum of the composite monopole is in accord with the prediction of the weak gravity conjecture$=$distance conjecture connection. However, unlike the original distance conjecture, the low-energy excitations of the CMM are localized on the CMM. This led us to propose an extension of the distance conjecture to include the localized tower of excited states. We discuss the implications of this extension of the distance conjecture to the swampland constraints on EFTs. | 我々は、arXiv:1608.06951 で最初に構築されたモデルにおける複合磁気モノポール（CMM）のエネルギースペクトルを調べ、有効場理論（EFT）の枠組みにおける弱重力予想の妥当性を検証する。 これは、文献で示唆されている弱重力予想＝距離予想の関係に動機付けられている。 モデルパラメータの極限が紫外理論のモジュライ空間の境界に対応すると仮定すると、複合モノポールのエネルギースペクトルのパラメータ依存性は、弱重力予想＝距離予想の関係の予測と一致することを示した。 しかし、当初の距離予想とは異なり、CMMの低エネルギー励起はCMM上に局在している。 このことから、我々は距離予想を拡張し、励起状態の局在塔を含めることを提案した。 我々は、この距離予想の拡張がEFTの沼地制約に及ぼす影響について議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We introduce pathangled quantum states, spatially correlated systems governed via production angles, to achieve geometric control of entanglement beyond spin/polarization constraints. By driving the system through cyclic adiabatic evolution of an external parameter in Mach-Zehnder interferometers, we demonstrate that Berry phases and production angles become additional degrees of freedom for Bell correlations. We identify an approximate critical angle $24.97^\circ$ that geometrically manifests the Bell-limit for certain measurement settings, delineating boundaries between local-hidden-variable theories and quantum mechanics. This framework simplifies state preparation while enabling geometry-driven entanglement control, thus providing distinct experimental advantages. | 我々は、生成角によって支配される空間相関系であるパスアングル量子状態を導入し、スピン/偏光制約を超えたエンタングルメントの幾何学的制御を実現する。 マッハ・ツェンダー干渉計における外部パラメータの周期的断熱発展を通して系を駆動することにより、ベリー位相と生成角がベル相関の自由度の追加となることを実証する。 我々は、特定の測定設定においてベル限界を幾何学的に表す近似臨界角$24.97^\circ$を特定し、局所隠れ変数理論と量子力学の境界を描き出す。 この枠組みは状態準備を簡素化するとともに、幾何学駆動型のエンタングルメント制御を可能にし、明確な実験的利点をもたらす。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a high-quality, homogeneous sample of 157 H$\beta$ reverberation-mapped active galactic nuclei (RM AGNs) spanning redshifts $0.00308 \leq z \leq 0.8429$, which is approximately 3.8 times larger than the previously available high-quality homogeneous sample. Using the broad-line region radius$-$luminosity relation ($R-L$), which involves the broad H$\beta$ line time delay and the monochromatic luminosity at 5100\,\AA\,, we show that the sample is standardizable by using six spatially flat and nonflat cosmological models. The inferred cosmological model parameters are consistent within 2$\sigma$ uncertainties with those from better established baryon acoustic oscillation and Hubble parameter measurements, with the exception of two nonflat models that are ruled out by other data. The $R-L$ relation slope is found to be flatter ($\gamma=0.428 \pm 0.025$ in the flat $\Lambda$CDM model) than the slope expected from a simple photoionization model as well as the slope found previously for the smaller homogeneous sample. In addition, we find a mild dependence of H$\beta$ $R-L$ relation parameters as well as its intrinsic scatter on the Eddington ratio by comparing the $R-L$ relations for low- and high-accreting equal-sized subsamples. A future analysis of a larger homogeneous sample containing a broader range of luminosities and Eddington ratios is necessary to confirm the standardizability of H$\beta$ AGNs. | 我々は、赤方偏移$0.00308 \leq z \leq 0.8429$にわたる157個のH$\beta$反響マッピングされた活動銀河核（RM AGN）の高品質で均質なサンプルを提示する。 これは、これまでに利用可能な高品質均質サンプルの約3.8倍である。 広帯域H$\beta$線の時間遅延と5100\,\AA\,における単色光度を含む広帯域線領域半径-光度関係（$R-L$）を用いて、サンプルが6つの空間的に平坦な宇宙論モデルと非平坦な宇宙論モデルを用いて標準化可能であることを示す。 推定された宇宙論モデルのパラメータは、他のデータによって除外された2つの非平坦モデルを除き、より確立された重粒子音響振動およびハッブルパラメータ測定から得られたパラメータと2$\sigma$の不確かさ内で整合している。 $R-L$関係の傾きは、単純な光電離モデルから予想される傾きや、以前に小さな均質サンプルで見出された傾きよりも平坦であることがわかった（平坦な$\Lambda$CDMモデルでは$\gamma=0.428 \pm 0.025$）。 さらに、低集積と高集積の等サイズサブサンプルの$R-L$関係を比較することにより、H$\beta$ $R-L$関係パラメータとその固有分散がエディントン比にわずかに依存していることがわかった。 H$\beta$ AGNの標準化可能性を確認するには、より広い範囲の光度とエディントン比を含む、より大規模な均質サンプルの今後の解析が必要である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This work focuses on the emergence of dark phases (dark energy imprints) in the radial wave function of scalar particles. We achieve this by presenting novel solutions of the Klein-Gordon equation in a spherically symmetric spacetime, encompassing a black hole, a quintessential fluid, and a cloud of strings. We determine the exact solution for the spacetime metric, analyze the admissible ranges for its physical parameters, and discuss the event horizon formation. Subsequently, we detail the solution of the Klein-Gordon equation and explore three distinct cases of dark phases, corresponding to the quintessence state parameter $\alpha_{Q}$ taking the values $0$, $1/2$, and $1$. Notably, the case where $\alpha_{Q} = 1$ holds particular significance due to current observational constraints on dark energy. | 本研究は、スカラー粒子の動径波動関数におけるダークフェーズ（ダークエネルギーの痕跡）の出現に焦点を当てています。 ブラックホール、クインテッセンス流体、弦の雲を包含する球対称時空におけるクライン・ゴルドン方程式の新たな解を提示することで、この研究を達成しました。 時空計量の厳密解を決定し、その物理パラメータの許容範囲を解析し、事象の地平線の形成について議論します。 続いて、クライン・ゴルドン方程式の解を詳細に示し、クインテッセンス状態パラメータ$\alpha_{Q}$が$0$、$1/2$、$1$の値をとる場合に対応する、3つの異なるダークフェーズのケースを考察します。 特に、ダークエネルギーに関する現在の観測的制約により、$\alpha_{Q} = 1$の場合が特に重要です。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we fix the leading term in the operator algebra of light-transformed operators in the context of flat space holography. Starting with light-transformed graviton correlators, we show that the OPE obtained by taking the collinear limit satisfies translation symmetry at the leading order not independently but with assistance from the sub-leading order. Motivated by this result, we start with a general CFT-like ansatz for the OPE and, by keeping track of the sub-leading term, derive an expression for the scaling dimension of the operator appearing in the leading term. We further show that we can fix the OPE coefficient corresponding to this term as well. We use this result to find the OPE for well-studied theories like gravity, Yang-Mills and Einstein-Yang-Mills theory, and find that the scaling dimension found from our formula matches with the one obtained by looking at the collinear limit of bulk momentum space vertices. We initiate a similar study for operators in the shadow basis by looking at the OPE of shadow-transformed graviton correlators. | 本研究では、平坦空間ホログラフィーの文脈において、光変換作用素の作用素代数の主項を固定する。 光変換重力子相関子から始めて、共線極限をとることで得られるOPEが、主項において並進対称性を満たすのは独立ではなく、副主項の助けを借りてであることを示す。 この結果に着目し、OPEに対する一般的なCFT的な仮定から始め、副主項を追跡することで、主項に現れる作用素のスケーリング次元を表す式を導出する。 さらに、この項に対応するOPE係数も固定できることを示す。 この結果を用いて、重力、ヤン＝ミルズ理論、アインシュタイン＝ヤン＝ミルズ理論といったよく研究されている理論のOPEを求め、我々の公式から求めたスケーリング次元が、バルク運動量空間頂点の共線極限を見ることで得られるスケーリング次元と一致することを明らかにした。 我々は、シャドウ変換された重力子相関子のOPEを調べることにより、シャドウ基底における演算子について同様の研究を開始する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We discuss different quench protocols for Ising and XY spin chains in a transverse magnetic field. With a sudden local magnetic field quench as a starting point, we generalize our approach to a large class of local non-sudden quenches. Using finite time path field theory perturbative methods, we show that the difference between the sudden quench and a class of quenches with non-sudden switching on the perturbation vanishes exponentially with time, apart from non-substantial modifications that are systematically accounted for. As the consequence of causality and analytic properties of functions describing the discussed class of quenches, this is true at any order of perturbation expansion and thus for the resummed perturbation series. The only requirements on functions describing the perturbation strength switched on at a finite time t=0 are: (1) their Fourier transform f(p) is a function that is analytic everywhere in the lower complex semiplane, except at the simple pole at p=0 and possibly others with Im (p) < 0, and (2) that f(p)/p converges to zero at infinity in the lower complex semiplane. Prototypical function of this class is tanh(eta t), to which the perturbation strength is proportional after the switching on time t=0. In the limit of large eta, such a perturbation approaches the case of a sudden quench. It is shown that, because of this new type of universal behaviour of Loschmidt echo that emerges in exponentially short time scale, our previous results (Kui\'c, D. et al. Universe 2024, 10, 384) for the sudden local magnetic field quench of Ising and XY chains, obtained by resummation of the perturbative expansion, extend in the long time limit to all non-sudden quench protocols in this class, with non-substantial modifications systematically taken into account. We also show that analogous universal behaviour exists in disorder quenches, and ultimately global ones. | 横磁場中のイジングスピン鎖とXYスピン鎖に対する様々なクエンチプロトコルについて議論する。 局所磁場による突発クエンチを出発点として、このアプローチを広範な局所非突発クエンチに一般化する。 有限時間経路場の理論に基づく摂動論的手法を用いて、突発クエンチと、摂動による非突発スイッチングを伴うクエンチのクラスとの差は、体系的に考慮される実質的ではない変化を除けば、時間とともに指数関数的に消滅することを示す。 議論したクエンチのクラスを記述する関数の因果律と解析的性質の結果として、これは摂動展開のどの次数においても、そしてしたがって再和された摂動級数においても真である。 有限時刻 t=0 においてオンになる摂動強度を記述する関数に対する唯一の要件は、(1) フーリエ変換 f(p) が、p=0 の単純極および Im (p) < 0 となる可能性のある他の極を除き、下側複素半平面上のどこでも解析的であること、(2) f(p)/p が下側複素半平面上の無限遠でゼロに収束することである。 このクラスの典型的な関数は tanh(eta t) であり、摂動強度は時刻 t=0 のオン以降、これに比例する。 eta が大きい極限では、このような摂動は突然のクエンチの場合に近づく。 指数関数的に短い時間スケールで現れるこの新しいタイプのロシュミットエコーの普遍的な振る舞いにより、摂動展開の再総和によって得られたイジング鎖およびXY鎖の局所磁場突発クエンチに関する我々のこれまでの結果（Kui\'c, D. et al. Universe 2024, 10, 384）が、長時間極限において、このクラスのすべての非突発クエンチプロトコルに拡張され、系統的に非実質的な修正が考慮されることが示される。 また、同様の普遍的な振る舞いが無秩序クエンチ、そして最終的にはグローバルクエンチにも存在することを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| False vacuum decay in scalar quantum field theory (QFT) plays a central role in cosmology and particle physics but has remained intractable for classical simulation due to its non-perturbative, highly entangled dynamics. We present a novel method for Hamiltonian simulation of false-vacuum decay in a self-interacting scalar QFT, based on a spatial discretisation into a lattice of bosonic modes. Each mode has a continuous or quasi-continuous local Hilbert space whose dimension is large enough to capture the self-interactions in the Hamiltonian. We refer to these local modes generically as ``qumodes'', echoing the ideal case in which the lattice would be realised on a continuous-variable quantum computer. Here we show that the same framework can be implemented on a tensor network, in which case the qumodes are quasi-continuous, corresponding to the local sites of the network having a very high dimensional Hilbert space. Using a time-evolving block decimation algorithm with Trotterised time evolution, we capture the real-time dynamics of the scalar field. In (1+1)-dimensions, we initialise a metastable vacuum and observe the coherent entanglement growth that seeds true-vacuum bubble nucleation. Our approach establishes the qumode network as a scalable framework for non-equilibrium scalar QFT phenomena and paves the way for higher-dimensional studies and continuous-variable quantum computing implementations. | スカラー量子場理論（QFT）における偽真空崩壊は、宇宙論と素粒子物理学において中心的な役割を果たしているが、非摂動論的で高度にエンタングルされたダイナミクスのため、古典シミュレーションでは扱いにくいままであった。 我々は、ボソンモードの格子への空間離散化に基づき、自己相互作用スカラーQFTにおける偽真空崩壊のハミルトニアンシミュレーションを行うための新しい手法を提示する。 各モードは、ハミルトニアンにおける自己相互作用を捉えるのに十分な大きさの次元を持つ、連続または準連続の局所ヒルベルト空間を持つ。 我々はこれらの局所モードを総称して「量子モード」と呼ぶ。 これは、格子が連続変数量子コンピュータ上で実現される理想的なケースを反映している。 本稿では、同じフレームワークがテンソルネットワーク上に実装できることを示す。 この場合、量子モードは準連続であり、ネットワークの局所サイトが非常に高次元のヒルベルト空間を持つことに対応する。 トロッター化時間発展を伴う時間発展ブロック間引きアルゴリズムを用いて、スカラー場のリアルタイムダイナミクスを捉える。 (1+1)次元では、準安定真空を初期化し、真の真空バブルの核形成の種となるコヒーレントエンタングルメントの成長を観測する。 本アプローチは、量子モードネットワークを非平衡スカラーQFT現象のためのスケーラブルなフレームワークとして確立し、高次元研究と連続変数量子コンピューティング実装への道を開く。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study two-dimensional conformal field theories (CFTs) with boundaries via the conformal bootstrap. We derive a positive semi-definite program from crossing symmetry of three observables: the annulus partition function, the two-point function of identical operators in the presence of a boundary, and the four-point function of the same operators on the infinite plane. The mixed-correlator system allows the numerical bootstrap to access new data, like the bulk-to-boundary Operator Product Expansion coefficients, and to strengthen the bounds on observables already contained in the partition function on the annulus, such as the boundary entropy. We test the method on the free boson CFT; then, as a first application, we produce new non-perturbative bounds on the entropy and the gaps in boundary CFTs with central charge $c=3/2,$ with special emphasis on the $\mathfrak{su}(2)_2$ WZW model. | 境界を持つ2次元共形場理論（CFT）を共形ブートストラップを用いて研究する。 3つの観測量、すなわちアニュラス分割関数、境界が存在する場合の同一演算子の2点関数、および無限平面上の同一演算子の4点関数の交差対称性から、半正定値計画を導出する。 混合相関器システムにより、数値ブートストラップは、バルクから境界への演算子積展開係数などの新しいデータにアクセスし、境界エントロピーなど、アニュラス上の分割関数に既に含まれる観測量の境界を強化することができる。 この手法を自由ボソンCFTで検証する。 次に、最初の応用として、中心電荷が$c=3/2$である境界CFTにおけるエントロピーとギャップに対する新しい非摂動的な上界を導き、特に$\mathfrak{su}(2)_2$ WZW模型に重点を置きます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recently, an intriguing correspondence was conjectured in arXiv:2409.11551 between Schur half-indices of pure 4d $SU(2)$ $\mathcal{N}=2$ supersymmetric Yang-Mills (SYM) theory with line operator insertions and partition functions of the double scaling limit of the Sachdev-Ye-Kitaev model (DSSYK). Motivated by this, we explore a generalization to $SU(N)$ $\mathcal{N}=2$ SYM theories. We begin by deriving the algebra of line operators, $\mathcal{A}_{\text{Schur}}$, representing it both in terms of the $\mathfrak{q}$-Weyl algebra and $\mathfrak{q}$-deformed harmonic oscillators, respectively. In the latter framework, the half-index admits a natural description as an expectation value in the Fock space of the oscillators. This $\mathfrak{q}$-oscillator perspective further suggests an interpretation in terms of generalized colored chord counting, and maps the half-index to a purely combinatorial quantity. Finally, we establish a connection with the quantum Toda chain, which is an integrable model whose commuting Hamiltonians can be identified with the Wilson lines of the $SU(N)$ SYM, and their eigenfunctions correspond to the function basis appearing in the half-index. | 最近、arXiv:2409.11551 において、線状作用素挿入を伴う純粋 4d $SU(2)$ $\mathcal{N}=2$ 超対称ヤン・ミルズ (SYM) 理論のシュアー半指数と、Sachdev-Ye-Kitaev 模型 (DSSYK) の二重スケーリング極限の分配関数との間に、興味深い対応関係が予想されました。 これに基づき、我々は $SU(N)$ $\mathcal{N}=2$ SYM 理論への一般化を探求します。 まず、線状作用素の代数 $\mathcal{A}_{\text{Schur}}$ を導出し、それをそれぞれ $\mathfrak{q}$-Weyl 代数と $\mathfrak{q}$-変形調和振動子の両方で表します。 後者の枠組みでは、半指数は振動子のフォック空間における期待値として自然な記述を許す。 この$\mathfrak{q}$振動子の観点はさらに、一般化カラーコードカウントによる解釈を示唆し、半指数を純粋に組み合わせ論的な量に写像する。 最後に、量子戸田鎖との関連を確立する。 これは可積分モデルであり、その可換ハミルトニアンは$SU(N)$対称群のウィルソン線と同一視でき、その固有関数は半指数に現れる関数基底に対応する。 |