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| Original Text | 日本語訳 |
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| With the advent of advanced quantum processors capable of probing lattice gauge theories (LGTs) in higher spatial dimensions, it is crucial to understand string dynamics in such models to guide upcoming experiments and to make connections to high-energy physics (HEP). Using tensor network methods, we study the far-from-equilibrium quench dynamics of electric flux strings between two static charges in the $2+1$D $\mathbb{Z}_2$ LGT with dynamical matter. We calculate the probabilities of finding the time-evolved wave function in string configurations of the same length as the initial string. At resonances determined by the the electric field strength and the mass, we identify various string breaking processes accompanied with matter creation. Away from resonance strings exhibit intriguing confined dynamics which, for strong electric fields, we fully characterize through effective perturbative models. Starting in maximal-length strings, we find that the wave function enters a dynamical regime where it splits into shorter strings and disconnected loops, with the latter bearing qualitative resemblance to glueballs in quantum chromodynamics (QCD). Our findings can be probed on state-of-the-art superconducting-qubit and trapped-ion quantum processors. | 高次元空間における格子ゲージ理論（LGT）の探査が可能な先進的な量子プロセッサの出現により、今後の実験を導き、高エネルギー物理学（HEP）との関連づけを行うために、そのようなモデルにおける弦のダイナミクスを理解することが極めて重要になっています。 テンソルネットワーク法を用いて、動的物質を含む$2+1$次元$\mathbb{Z}_2$ LGTにおける2つの静電荷間の電束弦の、平衡状態から遠いクエンチダイナミクスを研究します。 初期弦と同じ長さの弦構成において、時間発展波動関数を見つける確率を計算します。 電場強度と質量によって決定される共鳴において、物質生成を伴う様々な弦の破壊過程を特定します。 共鳴から離れた場所では、弦は興味深い閉じ込めダイナミクスを示し、強い電場に対しては、有効摂動モデルを用いてこれを完全に特徴付けます。 最長弦から始めて、波動関数がより短い弦と不連続なループに分裂する動的領域に入ることを発見した。 後者は量子色力学（QCD）におけるグルーボールと質的に類似している。 我々の発見は、最先端の超伝導量子ビットおよびトラップイオン量子プロセッサで検証することができる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The dark matter (DM) conundrum is one of the most intriguing due to its resistance in direct detection experiments. In recent years, attempts to identify non-gravitational signatures as the result of DM traversing or accumulating within stars have attracted a lot of attention. These calculations are usually evaluated at the order-of-magnitude level for stellar populations where the DM density is highest, such as galactic centers. However, if the signature implies the destruction of the host star, their population could have been diminished over a Hubble time in the most DM-dense regions, unless replenished by star formation. This circumstance exemplifies the need for galactic star formation history profiles when deriving DM-induced transient rates, in particular for predicting the host-offset distribution. Here, we combine theoretical and empirical scaling relations of galaxy structure, star formation, and stellar initial mass function to construct a simple and efficient framework that permits us to estimate the target population formation rate and mass function within galactocentric radial zones across galaxy stellar masses and cosmic time. In a companion paper, we apply the framework to the hypothesis that DM in the form of primordial black holes accounts for the ignition of normal type Ia supernovae when colliding with white dwarf stars. | 暗黒物質（DM）の難問は、直接検出実験が困難なことから、最も興味深い問題の一つです。 近年、恒星内部をDMが横断または蓄積することによって生じる非重力的な特徴を特定する試みが大きな注目を集めています。 これらの計算は通常、銀河中心など、DM密度が最も高い恒星種族について、桁レベルで評価されます。 しかし、もしその特徴が主星の破壊を示唆するならば、最もDM密度の高い領域では、星形成によって補充されない限り、ハッブル宇宙望遠鏡の観測時間内にその種族は減少している可能性があります。 この状況は、DMによって引き起こされる過渡的変化率を導出する際、特に主星オフセット分布を予測する際に、銀河の星形成履歴プロファイルが必要であることを例証しています。 本稿では、銀河構造、星形成、および星の初期質量関数の理論的および経験的スケーリング関係を統合し、銀河中心の放射状領域における標的種族の形成速度と質量関数を、銀河の星質量と宇宙時間にわたって推定することを可能にする、単純かつ効率的な枠組みを構築する。 付随論文では、この枠組みを、原始ブラックホールの形をとるDMが、白色矮星との衝突によって通常のIa型超新星の点火を説明するという仮説に適用する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We set up and perform collision rate simulations between dark matter in the form of asteroid-mass primordial black holes (PBHs) and white dwarf stars. These encounters trigger prompt detonations and could be the key to solving the ignition mystery of type Ia supernovae. Our framework is flexible enough to cover the full range of progenitor white dwarf masses, host galaxy stellar masses, galactocentric radial offsets, and cosmic time. The rate distribution pattern is consistent with exhaustive literature observational determinations for a slightly extended log-normal PBH mass spectrum. Most strikingly, the so far unexplained brightness distribution comes out without finetuning. We find no severe contradictions, except that the inferred PBH mass scale is unpredicted from first principles. | 小惑星質量の原始ブラックホール（PBH）と白色矮星という形態の暗黒物質との衝突率シミュレーションを構築し、実行する。 これらの衝突は即発爆発を引き起こし、Ia型超新星の点火の謎を解く鍵となる可能性がある。 我々の枠組みは、母体白色矮星の質量、母銀河の恒星質量、銀河中心からの半径オフセット、そして宇宙時間の全範囲をカバーできるほど柔軟である。 衝突率分布パターンは、わずかに拡張された対数正規分布のPBH質量スペクトルに対する、網羅的な文献観測結果と整合している。 最も驚くべきことは、これまで説明できなかった輝度分布が、微調整なしに得られることである。 推定されたPBH質量スケールが第一原理から予測できないことを除いて、重大な矛盾は見つからなかった。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We provide a fully analytical approach to calculate the nonlinearities of the gravitational waves in the ringdown of a Kerr black hole in the eikonal limit. The corresponding quasi-normal modes are associated to the orbits of a closed circular null geodesic and the problem can be analyzed by taking the Penrose limit around it. We calculate analytically the amplitude and the phase of the quadratic quasi-normal modes as well as its dependence on the black hole spin. | 我々は、カーブラックホールのリングダウンにおける重力波の非線形性を、アイコナール極限において完全に解析的な手法で計算する。 対応する準正規モードは、閉じた円形のヌル測地線の軌道に関連付けられており、この問題は、その周囲にペンローズ極限をとることで解析できる。 我々は、2次の準正規モードの振幅と位相、そしてブラックホールスピンへの依存性を解析的に計算する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Relationality is the paradigmatic conceptual core of general-relativistic gauge field theory. It can be made manifest via the Dressing Field Method (DFM) of symmetry reduction, a systematic tool to achieve gauge-invariance by extracting the physical degrees of freedom representing relations among field variables. We review and further expand on some applications of the DFM to the very foundations of the supersymmetric framework, where it allows to build relational supersymmetric field theory and (dis)solves crucial issues. Furthermore, we elaborate on a novel approach within the relational supersymmetric field theory framework giving a unified description of fermionic matter fields and bosonic gauge fields, and thus close to Berezin's original motivation for the introduction of supergeometry in fundamental physics: a Matter-Interaction Supergeometric Unification (MISU). This new approach stands irrespective from the ultimate empirical status of standard supersymmetric field theory, about which it is agnostic. | 関係性は、一般相対論的ゲージ場理論のパラダイム的な概念的核心である。 これは、対称性縮小のドレッシング場法（DFM）によって明示化される。 これは、場の変数間の関係を表す物理的自由度を抽出することでゲージ不変性を達成する体系的な手法である。 本稿では、DFMの超対称枠組みの基礎そのものへの応用を概観し、さらに拡張する。 DFMは、関係的超対称場理論の構築を可能にし、重要な問題を（不）解決する。 さらに、関係的超対称場理論の枠組みにおける新しいアプローチ、すなわちフェルミオン物質場とボソンゲージ場の統一的な記述を与えるアプローチについて詳述する。 これは、ベレジンが基礎物理学に超幾何学を導入した当初の動機に近いものである。 物質相互作用超幾何学統一（MISU）である。 この新しいアプローチは、標準的な超対称場の理論の究極の経験的地位とは無関係であり、それについては不可知論的です。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We explicitly construct a class of multivariate generalized hypergeometric series which is conjectured in our previous paper [Alkalaev & Mandrygin 2025] to calculate multipoint one-loop parametric conformal integrals in $D$ dimensions. Our approach is based on a simple diagrammatic algorithm which systematically builds both arguments and series coefficients in terms of a convex polygon which is part of the Baxter lattice. The examples of the box, pentagon, and hexagon integrals are considered in detail. | 我々は、前論文 [Alkalaev & Mandrygin 2025] で予想された多変数一般化超幾何級数のクラスを明示的に構築し、$D$ 次元における多点ワンループパラメトリック共形積分を計算する。 我々のアプローチは、バクスター格子の一部である凸多角形を用いて、引数と級数係数の両方を体系的に構築する単純な図式的アルゴリズムに基づいている。 ボックス、五角形、六角形の積分の例を詳細に検討する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the possibility of \emph{freeze-in} dark matter production and baryogenesis in an $E_6$ extension of the Standard Model, featuring a residual $U(1)_{\psi'}$ gauge symmetry. This symmetry arises from a linear combination of $U(1)\chi$ and $U(1)_{\psi}$, both of which are subgroups of the $E_6$. The spontaneous breaking of $U(1)_{\psi'}$ symmetry governs the dynamics of a singlet fermion, which naturally serves as a freeze-in dark matter candidate. The dark matter mass arises from dimension-five operators, and a discrete symmetry ensures their stability. We show that freeze-in production from scalar decay can yield the correct relic abundance for dark matter masses between few MeV to a few hundred GeV. Simultaneously, heavy right-handed neutrinos generate light neutrino masses via the type-I seesaw and produce the observed baryon asymmetry via leptogenesis. | 我々は、残余ゲージ対称性$U(1)_{\psi'}$を特徴とする標準模型の$E_6$拡張において、\emph{凍結}暗黒物質生成とバリオン生成の可能性を調べる。 この対称性は、$E_6$の部分群である$U(1)\chi$と$U(1)_{\psi}$の線形結合から生じる。 $U(1)_{\psi'}$対称性の自発的破れは、当然ながら凍結暗黒物質の候補となるシングレットフェルミオンのダイナミクスを支配する。 暗黒物質の質量は5次元演算子から生じ、離散対称性がそれらの安定性を保証する。 我々は、スカラー崩壊による凍結生成が、数MeVから数百GeVの暗黒物質質量に対して正しい残存量を与え得ることを示す。 同時に、重い右巻きニュートリノはタイプIシーソーを介して軽いニュートリノ質量を生成し、レプトジェネシスを介して観測される重粒子非対称性を生み出します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the non-perturbative production of scalar particles within the Higgs-$R^2$ inflation model, focusing on a massive spectator field that interacts gravitationally via a non-minimal coupling to the Ricci scalar $R$. By transforming the model to the Einstein frame, where direct couplings between inflationary dynamics and the spectator field emerge, we analyze both perturbative and non-perturbative particle production. We solve the spectator field equation numerically, using the Bogolyubov transformation, to calculate the comoving particle density. Our findings indicate that particle production occurs for light particles with conformal coupling and for masses $m_\chi > M/2$ in the minimally coupled scenario. | 我々は、ヒッグス$R^2$インフレーション模型におけるスカラー粒子の非摂動的な生成を、リッチ・スカラー$R$との非極小結合を介して重力的に相互作用する質量を持つ傍観者場に焦点を当てて調べる。 インフレーション動力学と傍観者場との直接的な結合が現れるアインシュタイン座標系に模型を変換することにより、摂動的な粒子生成と非摂動的な粒子生成の両方を解析する。 ボゴリュボフ変換を用いて傍観者場方程式を数値的に解き、共動粒子密度を計算する。 我々の発見は、極小結合シナリオにおいて、共形結合を持つ軽い粒子と質量$m_\chi > M/2$に対して粒子生成が起こることを示している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In arXiv:2109.00065, it was pointed out that superstring theory on $AdS_3$ with $(NS,NS)$ $B$-field background and $R_{AdS}/l_s=\sqrt k<1$ is dual to a symmetric product CFT deformed by an operator in the $\mathbb{Z}_2$ twisted sector. We generalize the analysis of arXiv:2109.00065 to $k>1$, and show that the resulting picture matches that discussed in the bosonic case in arXiv:2110.07535. We argue that in the critical case, $k=1$ hep-th/0503121, the $\mathbb{Z}_2$ twisted deformation remains non-trivial. This resolves some confusions in the literature. | arXiv:2109.00065 において、$(NS,NS)$ $B$場背景と$R_{AdS}/l_s=\sqrt k<1$を持つ$AdS_3$上の超弦理論は、$\mathbb{Z}_2$ツイストセクターの演算子によって変形された対称積CFTの双対であることが指摘されました。 arXiv:2109.00065 の解析を$k>1$に一般化し、得られた描像がarXiv:2110.07535 のボソンの場合で議論されたものと一致することを示します。 臨界的な場合、$k=1$ hep-th/0503121 において、$\mathbb{Z}_2$ツイスト変形は依然として非自明であることを主張します。 これにより、文献におけるいくつかの混乱が解消されます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We explore the Faddeev-Jackiw (F-J) symplectic Hamiltonian reduction of the $sl(2)$ affine Toda model coupled to matter (ATM), which includes new parametrizations for a scalar field and a Grassmannian fermionic field. The structure of constraints and symplectic potentials primarily dictates the strong-weak dual coupling sectors of the theory, ensuring the equivalence between the Noether and topological currents. The analytical calculations encompass the fermion-kink classical solution, the excited fermion bound states localized on the kink, and the scattering states, all of which account for the fermion back-reaction on the soliton. The total energy, which includes the classical fermion-soliton interaction energy, the bound-state fermion energy, and the fermion vacuum polarization energy (VPE), is determined by the topological charge of the kink. This system satisfies first-order differential equations and a chiral current conservation equation. Our results demonstrate that the excited fermion bound states and scattering states significantly alter the properties of the kink. Notably, they give rise to a pumping mechanism for the topological charge of the in-gap kink due to fermionic back-reaction, as well as the appearance of kink states in the continuum (KIC). | 我々は、スカラー場とグラスマンフェルミオン場に対する新しいパラメータ化を含む、物質に結合した$sl(2)$アフィン戸田模型（ATM）のFaddeev-Jackiw（F-J）シンプレクティックハミルトニアン縮約を探求する。 制約条件とシンプレクティックポテンシャルの構造は、主に理論の強弱双対結合セクターを規定し、ノイマンカレントと位相カレントの等価性を保証する。 解析計算は、フェルミオン-キンクの古典解、キンク上に局在する励起フェルミオン束縛状態、および散乱状態を網羅しており、これらはすべてソリトンに対するフェルミオン反作用を説明する。 全エネルギー（古典的フェルミオン-ソリトン相互作用エネルギー、束縛状態フェルミオンエネルギー、およびフェルミオン真空分極エネルギー（VPE）を含む）は、キンクのトポロジカル電荷によって決定されます。 この系は、一次微分方程式とカイラルカレント保存方程式を満たします。 我々の結果は、励起されたフェルミオン束縛状態と散乱状態がキンクの特性を大きく変化させることを実証しています。 特に、それらは、フェルミオン反作用によるギャップ内キンクのトポロジカル電荷のポンピング機構、および連続体におけるキンク状態（KIC）の出現を引き起こします。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We introduce a three-dimensional quantum field theory with an infinite-dimensional symmetry, realized explicitly through a centrally extended affine graded Lie algebra. This symmetry is a direct three-dimensional generalization of the chiral symmetry in the Wess-Zumino-Witten model. Accordingly, this setup provides a framework for extending the methods of two-dimensional conformal field theory to three dimensions, and we expect it to lay the groundwork for exact methods in three-dimensional quantum field theory. | 我々は、中心拡張アフィン次数付きリー代数によって明示的に実現される、無限次元対称性を持つ3次元量子場の理論を導入する。 この対称性は、ウェス-ズミノ-ウィッテン模型におけるカイラル対称性の直接的な3次元一般化である。 したがって、この設定は、2次元共形場の理論の手法を3次元に拡張するための枠組みを提供し、3次元量子場の理論における厳密な手法の基礎を築くことが期待される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study large $N$ phase transitions in $\mathcal{N}=2$ theories with gauge group $SU(N)$ and massive hypermultiplets in diverse representations. Using supersymmetric localization we identify cases where phase transitions occur. In particular, we consider deformations of UV superconformal fixed points by giving two different masses to the fundamental hypermultiplets, and show that these theories undergo a third-order phase transition at a critical value of the 't Hooft coupling. We also comment on integrated correlators in these theories. | 我々は、ゲージ群$SU(N)$と多様な表現における有質量超多重項を持つ$\mathcal{N}=2$理論における大$N$相転移を研究する。 超対称局在を用いて、相転移が生じる場合を特定する。 特に、基本超多重項に2つの異なる質量を与えることによるUV超共形固定点の変形を考察し、これらの理論が't Hooft結合の臨界値で3次の相転移を起こすことを示す。 また、これらの理論における積分相関子についても論じる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Kinetic misalignment, one of the most compelling scenarios for the non-thermal generation of axion dark matter, is generally accompanied by axion fragmentation, a process in which the energy of the axion condensate is transferred to its perturbations. The dynamics of fragmentation, at least in the context of dark matter production, have so far been studied semi-analytically using perturbation theory. In this work, we present the first classical lattice simulation of kinetic axion fragmentation in the context of dark matter production, focusing on parameters relevant to the QCD axion. Our findings indicate that the non-perturbative dynamics captured by the lattice lead to a significantly broader spectrum of axion fluctuations, with a sustained transfer of energy to mildly relativistic modes and with smaller occupation numbers compared to the linear approximation. As a consequence, the final dark matter abundance is typically O(1) lower than in the linear approximation, which is itself O(1) lower than the zero-mode-only prediction. This broadening and suppression of the spectrum could have a significant impact on axion mini-halo formation, one of the main experimental handles on kinetic fragmentation. | アクシオン暗黒物質の非熱的生成に関する最も説得力のあるシナリオの一つである運動学的不整合は、通常、アクシオンのフラグメンテーションを伴う。 このプロセスでは、アクシオン凝縮体のエネルギーがその摂動へと移行する。 フラグメンテーションのダイナミクスは、少なくとも暗黒物質生成の観点からは、これまで摂動論を用いて半解析的に研究されてきた。 本研究では、QCDアクシオンに関連するパラメータに焦点を当て、暗黒物質生成の観点からのアクシオンの運動学的フラグメンテーションの古典格子シミュレーションを初めて提示する。 我々の知見は、格子によって捉えられた非摂動的なダイナミクスが、線形近似と比較してより小さな占有数で、弱相対論的モードへの持続的なエネルギー移行を伴う、はるかに広いスペクトルのアクシオン変動をもたらすことを示している。 その結果、最終的な暗黒物質存在比は、典型的には線形近似よりもO(1)低くなり、線形近似自体もゼロモードのみの予測よりもO(1)低くなります。 このスペクトルの広がりと抑制は、運動学的破砕の主要な実験的指標の一つであるアクシオンミニハロー形成に大きな影響を与える可能性があります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In scalar-tensor theories with derivative interactions, backgrounds spontaneously break local Lorentz invariance. We study the motion of perturbations of the scalar, "phonons", on these anisotropic time-dependent backgrounds in curved spacetimes. The phonons propagate on null geodesics of an effective acoustic spacetime which has its own metric and a connection featuring non-metricity with respect to the metric defined by gravity. These acoustic geodesics correspond to motion with four-acceleration in the usual spacetime. We indicate the differences and duality between the phonons' canonical four-momenta and four-velocities, and the analogies with photons in media. For an arbitrary moving observer, we covariantly define the phonon's energy, relative phase velocity, effective refraction index and mass tensor. We point out that true instabilities (ghosts, gradient) are observer independent, being identified by the acoustic metric's signature and determinant. However, apparent instabilities, such as complex phonon energies, can stem from an ill-posed Cauchy problem in certain observer frames. Negative phonon energies appear for supersonic observers, not signaling true instabilities, but leading to Cherenkov radiation. We extend this local picture to a global foliation, deriving the condition for a spatial slice to be a Cauchy surface for a well-posed initial value problem. This Hamiltonian is bounded if the foliation's comoving observer is subsonic. Otherwise, for a Killing vector timelike in both metrics, an alternative conserved charge that bounds motion exists. The action for perturbations yields an acoustically conserved asymmetric energy-momentum tensor (EMT), not conserved in the usual spacetime. Yet, with a timelike acoustic Killing vector, this EMT forms a current conserved in both the acoustic and usual spacetimes, with the acoustic Hamiltonian functional as its conserved charge. | 微分相互作用を伴うスカラー-テンソル理論においては、背景が自発的に局所ローレンツ不変性を破る。 我々は、曲がった時空におけるこれらの異方的な時間依存背景上におけるスカラー「フォノン」の摂動の運動を研究する。 フォノンは、独自の計量と、重力によって定義される計量に対して非計量性を特徴とする接続を持つ有効音響時空のヌル測地線上を伝播する。 これらの音響測地線は、通常の時空における4元加速度の運動に対応する。 我々は、フォノンの標準的な4元運動量と4元速度の間の相違点と双対性、そして媒質中の光子との類似性を示す。 任意の運動観測者に対して、フォノンのエネルギー、相対位相速度、有効屈折率、および質量テンソルを共変的に定義する。 真の不安定性（ゴースト、勾配）は観測者に依存せず、音響計量のシグネチャと行列式によって識別されることを指摘する。 しかし、複素フォノンエネルギーなどの見かけ上の不安定性は、特定の観測フレームにおける不適正なコーシー問題に起因する可能性がある。 超音速観測者には負のフォノンエネルギーが現れるが、これは真の不安定性を示すものではなく、チェレンコフ放射につながる。 この局所的な描像を大域的な葉脈構造に拡張し、空間スライスが適正な初期値問題に対してコーシー面となる条件を導出する。 このハミルトニアンは、葉脈構造の共動観測者が亜音速である場合に有界となる。 そうでない場合、両方の計量において時空的なキリングベクトルに対しては、運動を制限する別の保存電荷が存在する。 摂動に対する作用は、通常の時空では保存されない、音響的に保存される非対称エネルギー運動量テンソル（EMT）をもたらす。 しかし、時間的な音響キリングベクトルを持つこのEMTは、音響時空と通常の時空の両方で保存される電流を形成し、音響ハミルトニアンはその保存電荷として機能します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This work studies the connection of the global properties of the SM gauge group to 1-form discrete symmetries, the possible non-Abelian embeddings of the SM group, and electric and magnetic charge quantisation. Building on previous work, we introduce indexes to characterise the group choices, connect the concept of compositeness degree to emergent electric 1-form symmetry, introduce a new model to fill in the $p=1$ gap, and analyse the magnetic spectrum while connecting its UV and IR realisations. | 本研究では、SMゲージ群の大域的性質と1形式離散対称性、SM群の可能な非アーベル埋め込み、そして電荷および磁気電荷の量子化との関連を研究する。 先行研究に基づき、群の選択を特徴付ける指標を導入し、複合度の概念を出現する電気1形式対称性と関連づけ、$p=1$ギャップを埋める新しいモデルを導入し、そのUVおよびIR実現を関連付けながら磁気スペクトルを解析する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Diffeomorphism invariance breaking has been investigated in the literature in several contexts, including emergent General Relativity (GR). If GR emerges from an underlying theory without diffeomorphism invariance, there may be small violations of this symmetry at low energies. Since such small violations should not cause instabilities in cosmological evolution, it is a suitable framework for examining such symmetry-breaking effects. In this paper, the cosmological evolution with broken diffeomorphism invariance is investigated in the (modified) FLRW spacetime in the effective theory framework. The GR Lagrangian is augmented with all diffeomorphism-breaking but Lorentz-invariant terms in the leading order, namely, those involving two derivatives. The magnitudes of (minor) violations are kept general modulo the conditions for a healthy linearized theory. The analytic solutions of the scale factor in the full non-linear theory for the single-component universes are attempted; the radiation and vacuum solutions are found analytically, whereas the matter solution is worked out numerically since an analytic solution does not exist in the required form. It is observed that the solutions smoothly connect to those of GR in the limit of vanishing symmetry-breaking. The more realistic, two-component, and three-component universes are numerically studied, and no signs of unhealthy behavior are observed: minor diffeomorphism-violating modifications to GR at the level of two derivatives do not cause instabilities in the basic cosmological evolution. | 微分同相不変性の破れは、創発的一般相対論（GR）を含む様々な文脈において文献で研究されてきた。 もしGRが微分同相不変性を持たない基礎理論から出現した場合、低エネルギーにおいてこの対称性の小さな破れが存在する可能性がある。 このような小さな破れは宇宙進化において不安定性を引き起こさないはずなので、GRはそのような対称性の破れの効果を調べるのに適した枠組みである。 本論文では、有効理論の枠組みにおいて、（修正された）FLRW時空における微分同相不変性の破れを伴う宇宙進化を調べる。 GRラグランジアンには、微分同相不変性を破るがローレンツ不変なすべての項、すなわち2つの微分を含む項が主要位数で追加される。 （小さな）破れの大きさは、健全な線形化理論の条件を法として一般化される。 完全非線形理論におけるスケール因子の解析解を一成分宇宙に対して試みた。 放射解と真空解は解析的に求まるが、物質解は要求された形では解析解が存在しないため数値的に求めた。 これらの解は、対称性の破れがゼロとなる極限において一般相対論の解と滑らかに接続されることが観察された。 より現実的な二成分宇宙および三成分宇宙を数値的に研究したが、不健全な挙動の兆候は観察されなかった。 すなわち、二成分レベルでの一般相対論への微分同相写像を破る小さな修正は、基本的な宇宙進化において不安定性を引き起こさない。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We report on work using a newly developed code, SpheriCo.jl, that computes the gravitational collapse of a spherical scalar field, where the scalar can be either a classical field, or a quantum field operator. By utilising summation-by-parts methods for the numerical derivatives we are able to simulate the collapse longer than was possible previously due to enhanced numerical stability. We present a suite of tests for the code that tests its accuracy and stability, both for the classical and quantum fields. We are able to observe critical behavior of gravitational collapse for the classical setup, in agreement with expected results. The code is also used to compute two-point correlation functions, with results that hint at a non-trivial correlation across the horizon of Hawking quanta. | 我々は、新たに開発されたコードSpheriCo.jlを用いた研究を報告する。 このコードは、球状スカラー場の重力崩壊を計算する。 ここで、スカラーは古典場または量子場演算子のいずれかである。 数値微分に部分和法を用いることで、数値安定性の向上により、これまでよりも長い時間、崩壊をシミュレートすることが可能になった。 我々は、古典場と量子場の両方について、このコードの精度と安定性をテストする一連のテストを提示する。 古典場の設定において、重力崩壊の臨界挙動を観測することができ、これは予想通りの結果と一致する。 このコードは2点相関関数の計算にも使用され、その結果はホーキング量子の地平線を越えた非自明な相関を示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study spatially-flat dynamical dark energy parametrizations, $w(z)$CDM, with redshift-dependent dark energy equation of state parameter $w(z)$ expressed using three different quadratic and other polynomial forms (as functions of $1-a$, where $a$ is the scale factor), without and with a varying cosmic microwave background (CMB) lensing consistency parameter $A_L$. We use Planck CMB anisotropy data (P18 and lensing) and a large, mutually-consistent non-CMB data compilation that includes Pantheon+ type Ia supernova, baryon acoustic oscillation (BAO), Hubble parameter ($H(z)$), and growth factor ($f\sigma_8$) measurements, but not recent DESI BAO data. The six $w(z)$CDM ($+A_L$) parametrizations show higher consistency between the CMB and non-CMB data constraints compared to the XCDM ($+A_L$) and $w_0 w_a$CDM ($+A_L$) cases. Constraints from the most-restrictive P18+lensing+non-CMB data compilation on the six $w(z)$CDM ($+A_L$) parametrizations indicate that dark energy dynamics is favored over a cosmological constant by $\gtrsim 2\sigma$ when $A_L = 1$, but only by $\gtrsim 1\sigma$ when $A_L$ is allowed to vary (and $A_L>1$ at $\sim2\sigma$ significance). Non-CMB data dominate the P18+lensing+non-CMB compilation at low $z$ and favor quintessence-like dark energy. At high $z$ P18+lensing data dominate, favoring phantom-like dark energy with significance from $1.5\sigma$ to $2.9 \sigma$ when $A_L = 1$, and from $1.1\sigma$ to $1.8\sigma$ when $A_L$ varies. These results suggest that the observed excess weak lensing smoothing of some of the Planck CMB anistropy multipoles is partially responsible for the $A_L = 1$ cases $\gtrsim 2\sigma$ evidence for dark energy dynamics over a cosmological constant. | 我々は、空間的に平坦な動的ダークエネルギーパラメータ化$w(z)$CDMを、赤方偏移に依存するダークエネルギー状態方程式パラメータ$w(z)$を3つの異なる二次形式およびその他の多項式形式（$1-a$の関数として、ここで$a$はスケールファクタ）で表し、宇宙マイクロ波背景放射（CMB）レンズ効果整合パラメータ$A_L$を変化させた場合と変化させた場合について研究する。 プランクCMB異方性データ（P18およびレンズ効果）と、パンテオン+型Ia超新星、重粒子音響振動（BAO）、ハッブルパラメータ（$H(z)$）、および成長因子（$f\sigma_8$）の測定値を含む大規模で相互に整合した非CMBデータ集積を使用するが、最近のDESI BAOデータは使用しない。 6つの$w(z)$CDM($+A_L$)パラメタリゼーションは、XCDM($+A_L$)および$w_0 w_a$CDM($+A_L$)の場合と比較して、CMBデータと非CMBデータ制約間の整合性が高いことを示しています。 6つの$w(z)$CDM($+A_L$)パラメタリゼーションに対する最も制限の厳しいP18+レンズ効果+非CMBデータコンパイルからの制約は、$A_L = 1$の場合にはダークエネルギーダイナミクスが宇宙定数よりも$\gtrsim 2\sigma$だけ有利であることを示していますが、$A_L$が変化してもよい場合（そして$\sim2\sigma$の有意性で$A_L>1$の場合）には、その有利さは$\gtrsim 1\sigma$だけ有利です。 低$z$では、非CMBデータがP18+レンズ効果+非CMB合成において優勢であり、クインテッセンス型のダークエネルギーを支持する。 高$z$では、P18+レンズ効果が優勢であり、ファントム型のダークエネルギーを支持する。 その有意性は、$A_L = 1$の場合に$1.5\sigma$から$2.9\sigma$、$A_L$が変化する場合は$1.1\sigma$から$1.8\sigma$である。 これらの結果は、プランクCMB異方性多重極の一部で観測されている過剰な弱レンズ効果による平滑化が、宇宙定数を超えるダークエネルギーダイナミクスの証拠となる$A_L = 1$の場合の$\gtrsim 2\sigma$に部分的に影響していることを示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the performance of the spatially-flat dynamical dark energy (DE) $w_0w_a$CDM parameterization, with redshift-dependent DE fluid equation of state parameter $w(z) = w_0 + w_a z/(1+z)$, with and without a varying CMB lensing consistency parameter $A_L$, against Planck cosmic microwave background (CMB) data (P18 and lensing) and a combination of non-CMB data composed of baryonic acoustic oscillation (BAO) measurements that do not include DESI BAO data, Pantheon+ type Ia supernovae (SNIa) observations, Hubble parameter [$H(z)$] measurements, and growth factor ($f\sigma_8$) data points. From our most restrictive data set, P18+lensing+non-CMB, for the $w_0w_a$CDM+$A_L$ parameterization, we obtain $w_0=-0.879\pm 0.060$, $w_a=-0.39^{+0.26}_{-0.22}$, the asymptotic limit $w(z\to\infty) = w_0+w_a=-1.27^{+0.20}_{-0.17}$, and $A_L=1.078^{+0.036}_{-0.040}$ (all $1\sigma$ errors). This joint analysis of CMB and non-CMB data favors DE dynamics over a cosmological constant at $\sim 1\sigma$ and $A_L>1$ at $\sim 2\sigma$, i.e. more smoothing of the Planck CMB anisotropy data than is predicted by the best-fit model. For the $w_0w_a$CDM parameterization with $A_L=1$ the evidence in favor of DE dynamics is larger, $\sim 2\sigma$, suggesting that at least part of the evidence for DE dynamics comes from the excess smoothing of the Planck CMB anisotropy data. For the $w_0w_a$CDM parameterization with $A_L=1$, there is a difference of $2.8\sigma$ between P18 and non-CMB cosmological parameter constraints and $2.7\sigma$ between P18+lensing and non-CMB constraints. When $A_L$ is allowed to vary these tensions reduced to $1.9\sigma$ and $2.1\sigma$ respectively. Our P18+lensing+non-CMB data compilation positively favors the $w_0w_a$CDM parameterization without and with a varying $A_L$ parameter over the flat $\Lambda$CDM model, and $w_0w_a$CDM+$A_L$ is also positively favored over $w_0w_a$CDM. | 我々は、赤方偏移依存のDE流体状態方程式パラメータ$w(z) = w_0 + w_a z/(1+z)$を用いた空間的に平坦な動的ダークエネルギー(DE)$w_0w_a$CDMパラメータ化の性能を、CMBレンズ効果整合パラメータ$A_L$の変動の有無にかかわらず、プランク宇宙マイクロ波背景放射(CMB)データ(P18およびレンズ効果)、およびDESI BAOデータを含まないバリオン音響振動(BAO)測定、パンテオン+型Ia超新星(SNIa)観測、ハッブルパラメータ[$H(z)$]測定、および成長係数($f\sigma_8$)データポイントからなる非CMBデータの組み合わせに対して研究する。 最も制限の厳しいデータセットであるP18+レンズ効果+非CMBから、$w_0w_a$CDM+$A_L$パラメータ化に対して、$w_0=-0.879\pm 0.060$、$w_a=-0.39^{+0.26}_{-0.22}$、漸近極限$w(z\to\infty) = w_0+w_a=-1.27^{+0.20}_{-0.17}$、そして$A_L=1.078^{+0.036}_{-0.040}$が得られる（すべて1\sigma誤差）。 このCMBデータと非CMBデータの統合解析では、$\sim 1\sigma$では宇宙定数よりもDEダイナミクスが、$\sim 2\sigma$では$A_L>1$が宇宙定数よりも優位であることが示され、つまり、プランクCMB異方性データの平滑化が最良適合モデルで予測されるよりも大きいことが示唆される。 $A_L=1$の$w_0w_a$CDMパラメータ化では、DEダイナミクスを支持する証拠がより大きく、$\sim 2\sigma$となり、DEダイナミクスの証拠の少なくとも一部はプランクCMB異方性データの過剰な平滑化に由来することを示唆している。 $A_L=1$の$w_0w_a$CDMパラメータ化では、P18宇宙論パラメータ制約と非CMB宇宙論パラメータ制約の間には$2.8\sigma$の差があり、P18+レンズ効果と非CMB宇宙論パラメータ制約の間には$2.7\sigma$の差がある。 $A_L$ が変動することを許容すると、これらの張力はそれぞれ $1.9\sigma$ と $2.1\sigma$ に減少しました。 P18+レンズ効果+非CMBデータの統合により、$w_0w_a$CDM パラメータ化は、変動する $A_L$ パラメータの有無にかかわらず、平坦な $\Lambda$CDM モデルよりも有利であることが示されました。 また、$w_0w_a$CDM+$A_L$ も、$w_0w_a$CDM よりも有利であることが示されました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We extend the computation of the C_T charge of the 2-point function of the Energy-Momentum Tensor to 4-loops. We show that C_T decomposes into two sectors, the conformal sector, which encodes the value of the central charge at fixed points and an RG-sector that contains logarithmic and constant corrections proportional to the beta-function. This latter constitutes the main new result of this work and is inaccessible via CFT methods alone. Furthermore, we demonstrate that C_T satisfies an eigenvalue-like equation analogous to that of the spin-0 charge, as discussed in part I, though with a different in general eigenvalue. Finally we present three possible applications. | エネルギー運動量テンソルの2点関数のC_T電荷の計算を4ループに拡張する。 C_Tは2つのセクター、すなわち固定点における中心電荷の値を符号化する共形セクターと、ベータ関数に比例する対数補正および定数補正を含むRGセクターに分解されることを示す。 後者は本研究の主要な新成果であり、CFT法だけでは到達できない。 さらに、C_Tは、第1部で議論したスピン0電荷の固有値方程式に類似した固有値方程式を満たすことを示す。 ただし、一般固有値は異なる。 最後に、3つの可能な応用例を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The island paradigm for an AdS$_2$ eternal black hole in the Hartle-Hawking state coupled to a finite temperature non-gravitating bath asserts that after the Page time the operators in the black hole interior can be reconstructed using the bath degrees of freedom. We demonstrate this assertion by consideing a special operator $\mathbb{U}_{bath}$ that has nontrivial action only on the bath degrees of freedom. We show via the gravitational Euclidean path integral analysis that though before the Page time $\mathbb{U}_{bath}$ does not translate the operators in the bath to the black hole interior, after the Page time it takes them to the black hole interior. | 有限温度の非重力浴に結合したハートル・ホーキング状態にあるAdS$_2$永遠ブラックホールの島パラダイムは、ページ時間後にはブラックホール内部の演算子は浴の自由度を用いて再構成できることを主張する。 我々はこの主張を、浴の自由度に対してのみ非自明な作用を持つ特別な演算子$\mathbb{U}_{bath}$を考えることによって証明する。 重力ユークリッド経路積分解析により、ページ時間前では$\mathbb{U}_{bath}$は浴内の演算子をブラックホール内部へ移動させないが、ページ時間後にはそれらをブラックホール内部へ移動させることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a comprehensive study of the quasinormal modes of a new class of nonlocal static and spherically symmetric black hole (BH) solutions within the framework of the revised Deser-Woodard theory of gravity. These solutions are constructed as linear perturbations of the Schwarzschild spacetime and are characterized by an inverse power-law behavior of the lapse metric function. We derive the radial profiles of the effective potentials corresponding to scalar, electromagnetic and axial gravitational fluctuations on the BH background. Using the WKB method, complemented by Pad\'e approximants to regularize the trend of the effective potential near its peak, we compute the complex quasinormal mode frequencies associated with each type of perturbation. Our results are examined from both mathematical and physical perspectives, and are substantiated with references to existing literature. In particular, we compare the numerical outcomes with the predictions of the Schwarzschild metric to quantify deviations from the framework of general relativity. When all types of perturbations are combined, the relative deviations of the fundamental modes can reach up to $\sim 12\%$. Finally, we discuss the possibility to place observational bounds in the BH parameter space, based on the predicted sensitivities of future gravitational wave detectors. | 我々は、改訂版デザー・ウッダード重力理論の枠組みを用いて、新しい種類の非局所静的かつ球対称なブラックホール（BH）解の準正規モードについて包括的な研究を行う。 これらの解は、シュワルツシルト時空の線型摂動として構築され、減衰計量関数の逆べき乗則挙動を特徴とする。 BH背景におけるスカラー、電磁気、および軸重力変動に対応する有効ポテンシャルの動径方向プロファイルを導出する。 有効ポテンシャルのピーク付近の傾向を正規化するためにパド近似を補完したWKB法を用いて、各タイプの摂動に関連する複素準正規モード周波数を計算する。 我々の結果は数学的および物理的観点から検証され、既存の文献を参照して裏付けられている。 特に、数値結果をシュワルツシルト計量の予測と比較し、一般相対論の枠組みからの偏差を定量化する。 あらゆる種類の摂動を合わせると、基本モードの相対偏差は最大$\sim 12\%$に達する可能性がある。 最後に、将来の重力波検出器の予測感度に基づいて、BHパラメータ空間に観測的限界を設定する可能性について議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We have constructed a generative artificial intelligence model to predict dual gravity solutions when provided with the input of holographic entanglement entropy. The model utilized in our study is based on the transformer algorithm, widely used for various natural language tasks including text generation, summarization, and translation. This algorithm possesses the ability to understand the meanings of input and output sequences by utilizing multi-head attention layers. In the training procedure, we generated pairs of examples consisting of holographic entanglement entropy data and their corresponding metric solutions. Once the model has completed the training process, it demonstrates the ability to generate predictions regarding a dual geometry that corresponds to the given holographic entanglement entropy. Subsequently, we proceed to validate the dual geometry to confirm its correspondence with the holographic entanglement entropy data. | 我々は、ホログラフィックエンタングルメントエントロピーを入力として双対重力解を予測する生成人工知能モデルを構築した。 本研究で利用したモデルは、テキスト生成、要約、翻訳など、様々な自然言語処理タスクで広く用いられているトランスフォーマーアルゴリズムに基づいている。 このアルゴリズムは、マルチヘッドアテンション層を用いることで、入力シーケンスと出力シーケンスの意味を理解する能力を有する。 学習手順では、ホログラフィックエンタングルメントエントロピーデータとそれに対応するメトリック解からなる例のペアを生成した。 モデルが学習プロセスを完了すると、与えられたホログラフィックエンタングルメントエントロピーに対応する双対形状に関する予測を生成する能力を示す。 続いて、双対形状の検証を行い、ホログラフィックエンタングルメントエントロピーデータとの対応を確認する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| It is shown that both, standard general relativity (GR) and Chern-Simons (CS) gravity, the latter containing chiral gravitational anomaly terms, seed the production of pairs of entangled gravitons in a multi-mode squeezed state. This involves the interaction of gravitons with the axionic cloud surrounding a superradiant Kerr (rotating) black hole background. The order of magnitude of the squeezing effect, specifically the number of graviton excitations in the squeezed vacuum, is estimated in the non-relativistic limit, relevant for the superradiance process. It is found analytically that the squeezing from the GR process of annihilation of two axions into two gravitons, dominates, by many orders of magnitude, that coming from the axion decay into two gravitons, induced by the higher-derivative CS term. It is also shown that significant squeezing effects are produced in the case of long-lived axionic clouds, whose lifetimes are much longer than the timescale for which superradiance is effective. | 標準的な一般相対論（GR）とチャーン・サイモンズ重力（CS）の両方（後者はカイラル重力異常項を含む）が、マルチモードスクイーズ状態におけるエンタングルした重力子対の生成の種となることが示される。 これは、超放射カー（回転）ブラックホール背景を取り囲むアクシオン雲と重力子の相互作用を伴う。 スクイーズ効果の大きさ、特にスクイーズ真空中の重力子励起数は、超放射過程に関連する非相対論的極限で推定される。 解析的に、2つのアクシオンが2つの重力子に消滅するGR過程によるスクイーズが、高次微分のCS項によって引き起こされるアクシオンが2つの重力子に崩壊することによるスクイーズを数桁も上回ることがわかった。 また、長寿命のアクシオン雲の場合、その寿命が超放射が有効な時間スケールよりもはるかに長いため、顕著なスクイージング効果が生じることも示されています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the anisotropic Bianchi I and Bianchi II models in vacuum in the framework of deformed commutation relations (DCRs). Working in a parametrisation of the spatial metric by a volume and two anisotropy variables, we propose modified Poisson brackets that for the volume alone reproduce the bounce dynamics of effective loop quantum cosmology (LQC), with additional modifications for anisotropy degrees of freedom. We derive effective Friedmann equations and observe cosmological bounces both in Bianchi I and Bianchi II. For Bianchi II, we find that the cosmological bounce now interacts with the usual reflection seen in the Kasner indices in various interesting ways, in close similarity again with what had been seen in LQC. This suggests that the DCR framework could model more general quantum-gravity inspired bounce scenarios in a relatively straightforward way. | 我々は、真空中の異方性ビアンキI型およびビアンキII型模型を、変形交換関係（DCR）の枠組みを用いて研究する。 空間計量を体積と2つの異方性変数でパラメータ化し、体積のみに対して有効ループ量子宇宙論（LQC）のバウンスダイナミクスを再現する修正ポアソン括弧を提案する。 これは、異方性自由度に関して追加の修正を加えたものである。 我々は有効フリードマン方程式を導出し、ビアンキI型およびビアンキII型の両方で宇宙論的バウンスを観測する。 ビアンキII型では、宇宙論的バウンスがカスナー指数で見られる通常の反射と様々な興味深い方法で相互作用することが分かった。 これは、LQCで観測されたものと非常によく似ている。 これは、DCRの枠組みが、より一般的な量子重力に着想を得たバウンスシナリオを比較的簡単にモデル化できることを示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this article we study determinantal representations of adjoint hypersurfaces of polytopes. We prove that adjoint polynomials of all polygons can be represented as determinants of tridiagonal symmetric matrices of linear forms with the matrix size being equal to the degree of the adjoint. We prove a sufficient combinatorial condition for a surface in the projective three-space to have a determinantal representation and use it to show that adjoints of all three-dimensional polytopes with at most eight facets and a simple facet hyperplane arrangement admit a determinantal representation. This includes all such polytopes with a smooth adjoint. We demonstrate that, starting from four dimensions, adjoint hypersurfaces may not admit linear determinantal representations. Along the way we prove that, starting from three dimensions, adjoint hypersurfaces are typically singular, in contrast to the two-dimensional case. We also consider a special case of interest to physics, the ABHY associahedron. We construct a determinantal representation of its universal adjoint in three dimensions and show that in higher dimensions a similarly structured representation does not exist. | 本稿では、多面体の随伴超曲面の行列式表現について考察する。 すべての多角形の随伴多項式は、行列の大きさが随伴の次数に等しい線型形式の三重対角対称行列の行列式として表現できることを証明する。 射影三次元空間の曲面が行列式表現を持つための十分な組合せ条件を証明し、それを用いて、最大8つの面と単純な面超平面配置を持つすべての3次元多面体の随伴が行列式表現を持つことを示す。 これには、滑らかな随伴を持つすべての多面体が含まれる。 4次元から始めて、随伴超曲面は線型行列式表現を持たなくなる可能性があることを示す。 その過程で、3次元から出発して、2次元の場合とは対照的に、随伴超曲面は典型的には特異であることを証明します。 また、物理学にとって興味深い特殊なケースであるABHY随伴面体についても考察します。 3次元におけるその普遍随伴の行列式表現を構築し、高次元では同様に構造化された表現が存在しないことを示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| It is observed that on a compact almost complex Calabi-Yau with torsion (ACYT) 6-manifold with co-closed Lee form the curvature of the torsion connection is an $SU(3)$-instanton if and only if the torsion is parallel with respect to the torsion connection. The same conclusion holds for any (non necessarily compact) balanced ACYT 6-manifold. In particular, on a CYT 6-manifold the Strominger-Bismut connection is an $SU(3)$-instanton if and only if the torsion is parallel with respect to the Strominger-Bismut connection provided either the CYT 6-manifold is compact with co-closed Lee form or it is a balanced CYT 6-manifold. | 共閉リー形式を持つコンパクト概複素カラビ・ヤウ(ACYT)6次元多様体において、ねじれ接続の曲率がSU(3)-インスタントンとなることと、ねじれがねじれ接続に対して平行となることが観察される。 同じ結論は、任意の（必ずしもコンパクトではない）平衡ACYT6次元多様体に対しても成り立つ。 特に、CYT6次元多様体において、ストロミンガー・ビスムット接続がSU(3)-インスタントンとなることと、ねじれがストロミンガー・ビスムット接続に対して平行となることが、CYT6次元多様体が共閉リー形式を持つコンパクトであるか、平衡CYT6次元多様体であるかのいずれかである場合に限る。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| There is ample evidence that the bulk dual of a $T\overline{T}$ deformed holographic CFT is a gravitational system with a finite area cutoff boundary. For states dual to black holes, the finite cutoff surface cannot be moved beyond the event horizon. We overcome this by considering an extension of the $T\overline{T}$ deformation with a boundary cosmological constant and a prescription for a sequence of flows that successfully pushes the cutoff boundary past the event horizon and arbitrarily close to the black hole singularity. We show how this sequence avoids the complexification of the deformed boundary energies. The approach to the singularity is reflected on the boundary by the approach of the deformed energies to an accumulation point in the limit of arbitrarily large distance in deformation space. We argue that this sequence of flows is automatically implemented by the gravitational path integral given only the values of the initial ADM charges and the area of the finite cutoff surface, suggesting a similar automatic boundary mechanism that keeps all the deformed energies real at arbitrary values of the deformation parameter. This leads to a natural definition of a deformed boundary canonical ensemble partition function that sums over the entire spectrum and remains real for any value of the deformation parameter. We find that this partition function displays Hagedorn growth at the scale set by the deformation parameter, which we associate to the region near the inner horizon in the bulk dual. | $T\overline{T}$ 変形されたホログラフィック CFT のバルク双対は、有限面積のカットオフ境界を持つ重力系であるという十分な証拠がある。 ブラックホールの双対状態の場合、有限のカットオフ面は事象の地平線を越えて移動できない。 我々は、境界宇宙定数を用いた $T\overline{T}$ 変形の拡張と、カットオフ境界を事象の地平線を越えてブラックホール特異点に任意に近づける一連の流れの規定を考慮することで、この問題を克服する。 我々は、この一連の流れが、変形された境界エネルギーの複素化をどのように回避するかを示す。 特異点への接近は、変形空間における任意の大きな距離の極限における集積点への変形エネルギーの接近によって境界に反映される。 我々は、この一連の流れは、初期のADM電荷の値と有限カットオフ面の面積のみを与えられた重力経路積分によって自動的に実現されると主張し、変形パラメータの任意の値においてすべての変形エネルギーを実数に保つ同様の自動境界メカニズムを示唆している。 これは、スペクトル全体にわたって和をとり、変形パラメータの任意の値に対して実数を維持する変形境界正準アンサンブル分割関数の自然な定義につながる。 この分割関数は、変形パラメータによって設定されるスケールにおいてHagedorn成長を示すことがわかり、これはバルク双対における内部地平線近くの領域に関連付ける。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Fractional quantum Hall systems (FQH), due to their experimentally observed anyonic topological order, are a main contender for future hardware-implementation of error-protected quantum registers ("topological qbits") subject to error-protected quantum operations ("topological quantum gates"), both plausibly necessary for future quantum computing at useful scale, but both remaining insufficiently understood. Here we present a novel non-Lagrangian effective description of FQH anyons, based on previously elusive proper global quantization of effective topological flux in extraordinary non-abelian cohomology theories. This directly translates the system's quantum -observables, -states, -symmetries, and -measurement channels into purely algebro-topological analysis of local systems of Hilbert spaces over the quantized flux moduli spaces. Under the hypothesis -- for which we provide a fair bit of evidence -- that the appropriate effective flux quantization of FQH systems is in 2-Cohomotopy theory (a cousin of Hypothesis H in high-energy physics), the results here are rigorously derived and as such might usefully inform laboratory searches for novel anyonic phenomena in FQH systems and hence for topological quantum hardware. | 分数量子ホール系（FQH）は、実験的に観測されたエノニックな位相秩序のため、将来的に、エラー保護された量子レジスタ（「トポロジカル量子ビット」）とエラー保護された量子演算（「トポロジカル量子ゲート」）のハードウェア実装の有力候補である。 これらはいずれも将来の実用規模の量子コンピューティングに必要となる可能性が高いが、いずれも十分に理解されていない。 本稿では、これまで解明が難しかった、異常非アーベルコホモロジー理論における有効位相フラックスの適切な大域的量子化に基づき、FQHエノノンの新しい非ラグランジュ的有効記述を提示する。 これにより、系の量子観測量、状態、対称性、および測定チャネルが、量子化フラックスモジュライ空間上の局所ヒルベルト空間系の純粋に代数位相的な解析に直接変換される。 FQH システムの適切な有効磁束量子化は 2-コホモトピー理論（高エネルギー物理学における仮説 H の親戚）にあるという仮説（我々はかなりの証拠を示している）の下で、ここでの結果は厳密に導かれており、FQH システムにおける新しいエノニック現象、ひいてはトポロジカル量子ハードウェアの実験室探索に役立つ情報となる可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We compute B-type Weyl anomaly coefficients for the two non-supersymmetric codimension-1 domain wall versions of N = 4 super Yang-Mills theory which are holographically dual to the D3-D7 probe-brane system. We compute the two-point function of the (improved) energy-momentum tensor in the presence of the domain wall, to leading order in perturbation theory. From it we determine the two-point function of the corresponding displacement operator and the b2 anomaly coefficient for both domain wall systems. | N = 4 超ヤン＝ミルズ理論の2つの非超対称余次元1ドメインウォール版（これらはD3-D7プローブブレーン系とホログラフィック双対である）のB型ワイル異常係数を計算する。 ドメインウォールが存在する場合の（改良）エネルギー運動量テンソルの2点関数を摂動論の主要位数まで計算する。 これを用いて、両方のドメインウォール系について、対応する変位演算子の2点関数とb2異常係数を決定する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A magnetic field enables the interconversion of photons and gravitons, yet the process is usually analysed only at the level of classical wave equations. We revisit photon-graviton conversion in a quantum field theoretic framework, allowing us to track the evolution of arbitrary quantum states. Treating the photons as squeezed coherent states and the gravitons as the squeezed vacuum expected for primordial gravitational waves, we derive analytic expressions for the conversion probability and show that it can be significantly enhanced compared to the conventional estimate. We further demonstrate that the conversion both swaps preexisting entanglement and generates genuinely new entanglement between the electromagnetic and gravitational sectors, which is impossible in any classical description. Detecting such nonclassical correlations would constitute compelling evidence for the quantization of gravity and offers a novel pathway toward graviton detection. | 磁場は光子と重力子の相互変換を可能にするが、この過程は通常、古典波動方程式のレベルでしか解析されていない。 我々は量子場の理論的枠組みにおいて光子-重力子変換を再検討し、任意の量子状態の発展を追跡できるようにする。 光子をスクイーズドコヒーレント状態、重力子を原始重力波に期待されるスクイーズド真空として扱い、変換確率の解析的表現を導出し、従来の推定値と比較して大幅に向上することを示す。 さらに、この変換によって既存のエンタングルメントが交換されるだけでなく、電磁セクターと重力セクターの間に真に新しいエンタングルメントが生成されることを示す。 これは古典的な記述では不可能である。 このような非古典的な相関を検出できれば、重力の量子化の説得力のある証拠となり、重力子検出への新たな道筋が開かれる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We explore the construction of diverse regular spacetimes (black holes and defects) in General Relativity (GR) using a generic parametrised density profile (the Dekel-Zhao profile), which includes, for specific parameter choices, various well-known examples usually studied in the context of dark matter halos. Our solutions, in the Schwarzschild gauge, include new regular black holes as well as non-singular solutions representing spacetime defects. For a sub-class of metrics, a TOV equation approach with a chosen equation of state works. The status of the energy conditions and the issue of geodesic completeness are explored in detail. We also provide possible Lagrangian density constructions for the matter energy-momentum tensors. Further, we study the shadow radius of the new regular black holes, and compare our findings with available observational results from the EHT collaboration. Finally, for the defect solution, we present a model for a stable star (a gravastar) by explicit use of the junction conditions and obtain relevant consequences highlighting its characteristic features. | 一般相対論（GR）における多様な正則時空（ブラックホールと欠陥）の構築を、一般的なパラメータ化された密度プロファイル（Dekel-Zhaoプロファイル）を用いて探求する。 このプロファイルには、特定のパラメータ選択に対して、通常暗黒物質ハローの文脈で研究される様々なよく知られた例が含まれる。 シュワルツシルトゲージにおける我々の解は、新しい正則ブラックホールと時空欠陥を表す非特異解を含む。 メトリクスのサブクラスに対して、選択された状態方程式を用いたTOV方程式アプローチが機能する。 エネルギー条件の現状と測地線完全性の問題について詳細に探求する。 また、物質エネルギー運動量テンソルに対する可能なラグランジアン密度構成も提供する。 さらに、新しい正則ブラックホールの影の半径を研究し、我々の発見をEHTコラボレーションによる利用可能な観測結果と比較する。 最後に、欠陥の解決のために、接合条件を明示的に用いて安定した恒星（重力星）のモデルを提示し、その特徴を強調する関連する結論を得る。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This work revisits the Euclidean Dynamical Triangulation (DT) approach to non-perturbative quantum gravity in three dimensions. Inspired by a recent combinatorial study by T. Budd and L. Lionni of a subclass of 3-sphere triangulations constructed from trees, called the \emph{triple-tree} class, we present a Monte Carlo investigation of DT decorated with a pair of spanning trees, one spanning the vertices and the other the tetrahedra of the triangulation. The complement of the pair of trees in the triangulation can be viewed as a bipartite graph, called the \emph{middle graph} of the triangulation. In the triple-tree class, the middle graph is restricted to be a tree, and numerical simulations have displayed a qualitatively different phase structure compared to standard DT. Relaxing this restriction, the middle graph comes with two natural invariants, namely the number of connected components and loops. Introducing corresponding coupling constants in the action, allows one to interpolate between the triple-tree class and unrestricted tree-decorated DT. Simulations of this extended model confirm the existence of a new phase, referred to as the \emph{triple-tree phase}, besides the familiar crumpled and branched polymer phases of DT. A statistical analysis of the phase transitions is presented, showing hints that the branched polymer to triple-tree phase transition is continuous. | 本研究では、3次元における非摂動論的量子重力に対するユークリッド動的三角分割（DT）アプローチを再検討する。 T. BuddとL. Lionniによる、木から構成される3球面三角形分割のサブクラス（\emph{三角木}クラスと呼ばれる）に関する最近の組合せ論的研究に着想を得て、我々は、三角形分割の頂点を張る木と四面体を張る木のペアで装飾されたDTのモンテカルロ解析を示す。 三角形分割における一対の木の補グラフは、三角形分割の\emph{中間グラフ}と呼ばれる二部グラフとして見ることができる。 三角木クラスでは、中間グラフは木に制限されており、数値シミュレーションでは標準的なDTと比較して質的に異なる位相構造が示されている。 この制限を緩和すると、中間グラフには、連結成分の数とループという2つの自然な不変量が付随する。 作用に対応する結合定数を導入することで、三重ツリークラスと無制限のツリー装飾DTの間を補間することが可能になります。 この拡張モデルのシミュレーションにより、DTのよく知られたしわくちゃのポリマー相と分岐ポリマー相に加えて、\emph{三重ツリー相}と呼ばれる新しい相の存在が確認されました。 相転移の統計解析が示され、分岐ポリマーから三重ツリーへの相転移が連続的であることが示唆されています。 |
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| We revisit the electroweak crossover of the Standard Model (SM) in the early Universe, focusing on the interplay between generalized global symmetries, magnetic flux dynamics, and baryogenesis. Employing the dimensionally reduced 3d effective field theory of the SM at high temperature, we identify the symmetry structure -- including higher-form and magnetic symmetries -- and analyze their spontaneous breaking patterns across the crossover. We further define a gauge-invariant mixing angle that interpolates between $\mathrm{U}(1)_Y$ and $\mathrm{U}(1)_\mathrm{em}$ magnetic fields. Based on this framework, we examine baryogenesis via decaying magnetic helicity and identify three key effects: the baryon asymmetry is modified by an $\mathcal{O}(1)$ factor due to (1) the gauge-invariant definition of the mixing angle and (2) the approximate conservation of the unconfined magnetic flux; (3) a novel non-perturbative process in the presence of magnetic flux, which has been overlooked in previous analyses. Our findings suggest that the previous estimation of baryon asymmetry from the magnetic helicity decay may have sizable uncertainties, and we caution against relying on it, calling for further investigation. | 我々は初期宇宙における標準模型の電弱クロスオーバーを再検討し、一般化されたグローバル対称性、磁束ダイナミクス、およびバリオン生成の相互作用に焦点を当てる。 高温における標準模型の次元縮減された3次元有効場理論を用いて、高次対称性および磁気対称性を含む対称性構造を特定し、クロスオーバー全域におけるそれらの自発的破れのパターンを解析する。 さらに、$\mathrm{U}(1)_Y$磁場と$\mathrm{U}(1)_\mathrm{em}$磁場の間を補間するゲージ不変混合角を定義する。 この枠組みに基づき、我々は磁気ヘリシティの崩壊を介したバリオン生成を考察し、3つの重要な効果を特定した。 すなわち、(1) 混合角のゲージ不変な定義と(2) 非閉じ込め磁束の近似的な保存則により、バリオン非対称性は$\mathcal{O}(1)$因子によって修正される。 (3) これまでの解析では見過ごされてきた、磁束存在下での新しい非摂動過程。 我々の研究結果は、磁気ヘリシティの崩壊からバリオン非対称性を推定したこれまでの方法にはかなりの不確実性が含まれる可能性があることを示唆しており、それに依存するべきではないと警告し、更なる調査が必要である。 |
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| Axion-like particles (ALPs) can be copiously produced in binary neutron star (BNS) mergers through nucleon-nucleon bremsstrahlung if the ALP-nucleon couplings $g_{a N}$ are sizable. The ALP-photon coupling $g_{a\gamma}$ may trigger conversions of ultralight ALPs into photons in the magnetic fields of the merger remnant and of the Milky Way. This effect would lead to a potentially observable short gamma-ray signal, in coincidence with the gravitational-wave signal produced during the merging process. This event could be detected through multi-messenger observation of BNS mergers employing the synergy between gravitational-wave detectors and gamma-ray telescopes. Here, we study the sensitivity of current and proposed MeV gamma-ray experiments to detect such a signal. As an explicit example, we consider ALP couplings related as in the Kim-Shifman-Vainshtein-Zakharov (KSVZ) axion model, and show that in this case the proposed instruments can reach a sensitivity down to $g_{a\gamma}\gtrsim \textrm{few} \times 10^{-13}\,\text{GeV}^{-1}$ for $m_a \lesssim 10^{-9}$ eV, comparable with the SN 1987A limit. | アクシオン型粒子（ALP）は、ALP-核子結合$g_{a N}$がかなり大きい場合、連星中性子星（BNS）合体において核子-核子制動放射線によって大量に生成される可能性がある。 ALP-光子結合$g_{a\gamma}$は、合体残骸および天の川銀河の磁場において、超軽量ALPを光子に変換するきっかけとなる可能性がある。 この効果は、合体過程で生成される重力波信号と一致する、観測可能な短時間ガンマ線信号をもたらす可能性がある。 この事象は、重力波検出器とガンマ線望遠鏡の相乗効果を用いたBNS合体のマルチメッセンジャー観測によって検出できる可能性がある。 本研究では、このような信号を検出するための、現在および提案されているMeVガンマ線実験の感度を検討する。 具体的な例として、キム・シフマン・ヴァインシュタイン・ザハロフ（KSVZ）アクシオン模型に見られるようなALP結合を考察し、この場合、提案された装置は、$m_a \lesssim 10^{-9}$ eVに対して$g_{a\gamma\gtrsim \textrm{few} \times 10^{-13}\,\text{GeV}^{-1}$まで感度を達成できることを示します。 これはSN 1987Aの限界に匹敵します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| It is known that the axion-photon coupling can lead to quantum stimulated emission of photons and classic exponential amplification of electromagnetic (EM) fields at half the axion mass frequency, when the axion density or the coupling constant is sufficiently large. In this work, we studied the EM photon cloud induced from an axion cloud around a Kerr black hole in the first order of the coupling constant classically. In the presence of a static EM background (like Wald extended solution) valid in realistic astrophysical environment, we found that an EM photon cloud emerges, oscillating at the same frequency as the axion cloud and growing exponentially in accordance with the axion cloud when the superradiant condition for the axion field is satisfied. Notably, the first-order study indicates that this photon cloud exists with no threshold for the coupling constant. The evolution of the EM photon cloud with time and azimuthal angle is obtained analytically while the cross-sectional distribution is solved numerically. Intriguingly, the induced EM field exhibits significantly different symmetries in contrast to the background EM field, which may serve as an indication of the existence of both an axion cloud and axion-photon coupling. Furthermore, in the near horizon region, the induced EM field has some overlap with the photon region as expected. | アクシオン-光子結合は、アクシオン密度または結合定数が十分に大きい場合、アクシオン質量周波数の半分で光子の量子誘導放出と電磁場の古典的な指数関数的増幅をもたらすことが知られています。 本研究では、カーブラックホールの周りのアクシオン雲から誘起される電磁光子雲を、結合定数の一次で古典的に研究しました。 現実的な天体物理学的環境で有効な静的電磁背景（ワルド拡張解など）の存在下では、アクシオン場の超放射条件が満たされる場合、アクシオン雲と同じ周波数で振動し、アクシオン雲に応じて指数関数的に成長する電磁光子雲が出現することを発見しました。 特に、一次の研究は、この光子雲が結合定数の閾値なしで存在することを示しています。 電磁光子雲の時間と方位角に対する変化は解析的に得られ、断面積分布は数値的に解かれる。 興味深いことに、誘起電磁場は背景電磁場とは著しく異なる対称性を示し、これはアクシオン雲とアクシオン-光子結合の両方の存在を示唆している可能性がある。 さらに、近地平線領域では、予想通り、誘起電磁場は光子領域といくらか重なり合っている。 |
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| We study for the first time the transverse momentum transfer distributions $d\sigma/dt$ in coherent production of charmonia in nuclear ultra-peripheral and electron-ion collisions within the QCD color dipole approach based on a rigorous Green function formalism. This allows us to treat properly the color transparency effects, as well as the higher and leading-twist shadowing corrections associated with the $|Q\bar Q\rangle$ and $|Q\bar QnG\rangle$ Fock components of the photon. While the multi-gluon photon fluctuations represent the dominant source of nuclear shadowing at kinematic regions related to the recent LHC and its future upgrade to LHeC, the upcoming electron-ion collider at RHIC will additionally require the proper incorporation of reduced quark shadowing. The latter effect leads to a significant decrease in the differential cross sections $d\sigma/dt$ compared to standard calculations based on the eikonal form for the dipole-nucleus amplitude. The leading-twist shadowing corrections, corresponding to a non-linear QCD evolution of a partial dipole-nucleus amplitude, reduce substantially charmonium $t$-distributions in the LHeC energy range. We predict a non-monotonic energy dependence of $d\sigma/dt$ suggesting so possible gluon saturation effects with increased onset at larger $t$-values. In addition to shadowing corrections, we study how the color transparency effects affect the shape of $t$-dependent nuclear modification factor. We also briefly discuss several aspects that can modify the charmonium production rate and thus may have a large impact on the search for gluon saturation effects. | 我々は、厳密なグリーン関数形式に基づくQCDカラー双極子アプローチを用いて、原子核超周辺衝突および電子イオン衝突におけるコヒーレントなチャーモニア生成における横方向運動量移行分布$d\sigma/dt$を初めて研究した。 これにより、カラー透過効果、ならびに光子の$|Q\bar Q\rangle$および$|Q\bar QnG\rangle$フォック成分に関連する高次ツイストシャドウイング補正およびリーディングツイストシャドウイング補正を適切に扱うことができる。 マルチグルーオン光子揺らぎは、最近のLHCおよび将来のLHeCへのアップグレードに関連する運動学的領域における原子核シャドウイングの主な発生源であるが、RHICに建設予定の電子イオン衝突型加速器では、さらに低減されたクォークシャドウイングを適切に組み込むことが必要となる。 後者の効果は、双極子核振幅のアイコナール形式に基づく標準的な計算と比較して、微分断面積$d\sigma/dt$の大幅な減少をもたらす。 部分双極子核振幅の非線形QCD発展に対応するリーディングツイストシャドウイング補正は、LHeCエネルギー範囲におけるチャーモニウム$t$分布を大幅に減少させる。 我々は$d\sigma/dt$の非単調なエネルギー依存性を予測し、より大きな$t$値で発現が増加するグルーオン飽和効果の可能性を示唆している。 シャドウイング補正に加えて、色透過効果が$t$依存の核修正因子の形状にどのように影響するかを調べる。 また、チャーモニウム生成率を変化させ、グルーオン飽和効果の探索に大きな影響を与える可能性のあるいくつかの側面についても簡単に説明する。 |
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| We investigate domain walls between 2d gapped phases of Turaev-Viro type topological quantum field theories (TQFTs) by constructing domain wall tube algebras. We begin by analyzing the domain wall tube algebra associated with bimodule categories, and then extend the construction to multimodule categories over $N$ base fusion categories. We prove that the resulting tube algebra is naturally equipped with a $C^*$ weak Hopf algebra structure. We show that topological excitations localized on domain walls are classified by representations of the corresponding domain wall tube algebra, in the sense that the functor category of bimodules admits a fusion-preserving embedding into the representation category of the domain wall tube algebra. We further establish the folding trick and Morita theory in this context. Then, most crucially, we provide a rigorous construction of the Drinfeld quantum double from weak Hopf boundary tube algebras using a skew-pairing, and establish an isomorphism between domain wall tube algebra and Drinfeld quantum double of boundary tube algebras. Motivated by the correspondence between the domain wall tube algebra and the quantum double of the boundary tube algebras, we introduce the notion of an $N$-tuple algebra and demonstrate how it arises in the multimodule domain wall setting. Finally, we consider defects between two domain walls, showing that such defects can be characterized by representations of a domain wall defect tube algebra. We briefly outline how these defects can be systematically treated within this representation-theoretic framework. | 我々は、Turaev-Viro型位相量子場の理論（TQFT）の2次元ギャップ相間のドメインウォールを、ドメインウォールチューブ代数を構築することにより調べる。 まず、双加群カテゴリに関連付けられたドメインウォールチューブ代数を解析し、次にその構成を$N$基底融合カテゴリ上の多加群カテゴリに拡張する。 得られたチューブ代数は、自然に$C^*$弱ホップ代数構造を備えていることを証明する。 ドメインウォール上に局在する位相励起は、双加群の関数カテゴリがドメインウォールチューブ代数の表現カテゴリへの融合保存埋め込みを許容するという意味において、対応するドメインウォールチューブ代数の表現によって分類されることを示す。 さらに、この文脈において、フォールディングトリックと森田理論を確立する。 次に、最も重要な点として、歪ペアリングを用いて弱ホップ境界チューブ代数からドリンフェルド量子二重体の厳密な構成を与え、ドメイン壁チューブ代数と境界チューブ代数のドリンフェルド量子二重体との間の同型性を確立する。 ドメイン壁チューブ代数と境界チューブ代数の量子二重体との対応関係に着目し、$N$組代数の概念を導入し、それがマルチモジュールドメイン壁の設定においてどのように生じるかを示す。 最後に、2つのドメイン壁間の欠陥を考察し、そのような欠陥がドメイン壁欠陥チューブ代数の表現によって特徴付けられることを示す。 これらの欠陥がこの表現論的枠組みの中でどのように体系的に扱われるかを簡単に概説する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We discuss entanglement and the violation of the CGLMP inequality in a system of two vector bosons produced in the decay of a spin-0 particle. We assume the most general CPT conserving, Lorentz-invariant coupling of the spin-0 particle with the daughter bosons. We compute the most general two-boson density matrix obtained by averaging over kinematical configurations with an appropriate probability distribution (which can be obtained when both bosons subsequently decay into fermion-antifermion). We show that the two-boson state is entangled and violates the CGLMP inequality for all values of the (anomalous) coupling constants and that in this case the state is entangled iff it can violate the CGLMP inequality. As an exemplary process of this kind we use the decay $H\to ZZ$ with anomalous coupling. | スピン0粒子の崩壊で生成される2つのベクトルボソン系におけるエンタングルメントとCGLMP不等式の破れについて議論する。 スピン0粒子と娘ボソンとの最も一般的なCPT保存、ローレンツ不変な結合を仮定する。 適切な確率分布（両方のボソンがその後フェルミオン-反フェルミオンに崩壊したときに得られる）を持つ運動学的配置を平均化することにより得られる最も一般的な2ボソン密度行列を計算する。 2ボソン状態はエンタングルメントされており、（異常な）結合定数のすべての値に対してCGLMP不等式に違反し、この場合、状態がエンタングルメントされている場合と、CGLMP不等式に違反できる場合とで同じであることを示す。 この種の過程の例として、異常な結合を伴う$H\to ZZ$への崩壊を用いる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we investigate the emergent thermodynamic phenomena arising from spacetime foam and its impact on black hole behavior. Within this framework, we adopt the Barrow model, where the structure of spacetime at small scales is modeled by analogy with the Koch snowflake, implying that black hole surfaces acquire a quasi-fractal structure due to quantum deformations induced by quantum gravity effects. Our analysis, conducted within the extended phase-space formalism, reveals that the quasi-fractal correction to black hole entropy significantly modifies the equation of state, critical parameters, and phase-transition behavior of charged AdS black holes. An increase in the Barrow parameter leads to higher critical pressure and temperature, which diverge at maximal deformation. Moreover, while the quasi-fractal structure has a negligible effect on small black holes with low entropy, it clearly influences the thermal evolution of medium and large event horizon black holes. Additionally, we study the impact of quasi-fractal corrections on the Joule-Thomson expansion and the phase transition between cooling and heating regimes. We also examine the effects of spacetime structure on black hole microstate density, lifetimes, and temperature detection by different observers, including local, asymptotic, and Unruh detectors. We find that spacetime foam increases microstate density and prolongs evaporation lifetimes, thus acting as a resistance to black hole evaporation, while local observers experience that the expected Tolman blueshift and Unruh temperatures remain unmodified. | 本論文では、時空泡から生じる創発的な熱力学現象とそれがブラックホールの挙動に与える影響について調査する。 この枠組みにおいて、我々はバローモデルを採用する。 バローモデルでは、小規模な時空構造がコッホの雪片との類推でモデル化され、量子重力効果によって引き起こされる量子変形により、ブラックホール表面が準フラクタル構造を獲得することを示唆している。 拡張位相空間形式論に基づいて行った解析により、ブラックホールのエントロピーに対する準フラクタル補正が、荷電AdSブラックホールの状態方程式、臨界パラメータ、および相転移挙動を大きく変化させることがわかった。 バローパラメータの増加は、臨界圧力と臨界温度の上昇をもたらし、最大変形で発散する。 さらに、準フラクタル構造はエントロピーの低い小型ブラックホールにはほとんど影響を与えないが、中型および大型の事象の地平線ブラックホールの熱的発展には明らかに影響を与える。 さらに、準フラクタル補正がジュール・トムソン展開と冷却・加熱領域間の相転移に与える影響を研究する。 また、時空構造がブラックホールのミクロ状態密度、寿命、そして局所検出器、漸近検出器、ウンルー検出器など様々な観測者による温度検出に与える影響も調べる。 その結果、時空泡はミクロ状態密度を増加させ、蒸発寿命を延ばすことでブラックホールの蒸発に対する抵抗として作用する一方で、局所観測者は期待されるトールマンの青方偏移とウンルー温度が変化しないことを経験する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Energy conditions are crucial for understanding why exotic phenomena such as traversable wormholes and closed timelike curves remain elusive. In this paper, we prove the Double Smeared Null Energy Condition (DSNEC) for the fermionic free theory in 4-dimensional flat Minkowski space-time, extending previous work on the same energy condition for the bosonic case [1][2] by adapting Fewster and Mistry's method [3] to the energy-momentum tensor $T_{++}$. A notable difference from previous works lies in the presence of the $\gamma_0 \gamma_+$ matrix in $T_{++}$, causing a loss of symmetry. This challenge is addressed by making use of its square-root matrix. We provide explicit analytic results for the massless case as well as numerical insights for the mass-dependence of the bound in the case of Gaussian smearing. | エネルギー条件は、通過可能なワームホールや閉じた時間的曲線といったエキゾチックな現象がなぜ捉えにくいのかを理解する上で極めて重要である。 本論文では、4次元平坦ミンコフスキー時空におけるフェルミオン自由理論の二重スミアリングヌルエネルギー条件（DSNEC）を証明する。 これは、ボソンの場合の同じエネルギー条件に関する先行研究 [1][2] を、Fewster と Mistry の方法 [3] をエネルギー運動量テンソル $T_{++}$ に適用することにより拡張する。 先行研究との顕著な違いは、$T_{++}$ に $\gamma_0 \gamma_+$ 行列が存在し、対称性の喪失を引き起こす点にある。 この課題は、その平方根行列を利用することで解決する。 質量ゼロの場合の明示的な解析的結果と、ガウス分布の場合の境界の質量依存性に関する数値的知見を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We analyse the role of the crossed product and the modular (Tomita) dynamics in the transition of type $III$ to type $II_{\infty}$ v.Neumann algebras which was recently observed in papers by Witten et al. In a preceding paper we argued that type $II_{\infty}$ v.Neumann algebras display certain features which we attributed to quantum gravity effects. We claim that the action of the modular evolution on the quantum fluctuations can be understood as an aspect of quantum gravity. We mention in this context the work of Sakharov on induced gravity. Furthermore we analyse the change of the properties of projectors and partial isometries in the transition from type $III$ to type $II_{\infty}$. | 我々は、Wittenらの論文で最近観察されたタイプ$III$からタイプ$II_{\infty}$ v.Neumann代数への転移における交差積とモジュラー（富田）ダイナミクスの役割を解析する。 先行論文では、タイプ$II_{\infty}$ v.Neumann代数は量子重力効果に起因する特定の特徴を示すと主張した。 モジュラー進化の量子揺らぎへの作用は、量子重力の一側面として理解できると主張する。 この文脈において、サハロフの誘導重力に関する研究に言及する。 さらに、タイプ$III$からタイプ$II_{\infty}$への転移における射影子と部分等長変換の性質の変化を解析する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recently Hollands, Wald and Zhang proposed a new formula for the entropy of a dynamical black hole. We lift this construction to the dynamical cosmological event horizon of an asymptotically de Sitter spacetime. By introducing a nontrivial correction term in the formula for the entropy, we generalize Gibbons and Hawking's "first law of event horizons" to non-stationary eras. We also develop the non-stationary physical process first law between two arbitrary horizon cross-sections for the cosmological event horizon. | 最近、Hollands、Wald、Zhangは、動的ブラックホールのエントロピーに関する新しい公式を提案した。 我々はこの構成を、漸近的ド・ジッター時空の動的宇宙論的事象の地平線へと拡張する。 エントロピーの公式に非自明な補正項を導入することにより、ギボンズとホーキングの「事象の地平線の第一法則」を非定常時代に一般化する。 また、任意の2つの地平線断面積間の非定常物理過程の第一法則を、宇宙論的事象の地平線に対して展開する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We analyze the stationary, uncharged, rotating, vacuum solution to Weyl conformal gravity. We elucidate the causal and ergoregion structure of the spacetimes found in the parameter space of the metric for positive mass. These are then compared to the corollary Kerr, Kerr-de Sitter, and Kerr-Anti-de Sitter solutions to general relativity. Additionally, we investigate and derive the extremal limits for both the horizons and ergosurfaces of the spacetimes. | ワイル共形重力の定常、非荷電、回転、真空解を解析する。 正質量計量のパラメータ空間に見られる時空の因果構造とエルゴ領域構造を明らかにする。 次に、これらを一般相対論の系であるカー解、カー・ド・ジッター解、カー・反ド・ジッター解と比較する。 さらに、時空の地平とエルゴ面の両方について極限を調べ、導出する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We formulate a bulk description of the double-scaled algebra of the DSSYK model \cite{Lin:2022rbf}. Based on the Hartle-Hawking (HH) state with matter operators, we derive several properties of the DSSYK model, without making assumptions about the specific dual theory, including its semiclassical thermodynamics, correlation functions, and Krylov complexity. These quantities are found from the saddle points of the DSSYK path integral preparing the HH state. We also construct a Lanczos algorithm that simultaneously evaluates Krylov state and operator complexity in the two-sided Hamiltonian system including finite temperature effects. In the semiclassical limit, both measures are encoded in the saddle points of the path integral. They have a bulk interpretation in terms of minimal geodesic lengths in an effective AdS$_2$ space with matter backreaction. Different saddle points correspond to geodesic distances with different evolution, and they display different scrambling properties. This allows us to quantize the bulk theory dual to the DSSYK model. At last, we deduce the boundary/bulk dictionary of the double-scaled algebra, and the dual entry of the proper radial momentum of a bulk probe. | DSSYKモデル\cite{Lin:2022rbf}の二重スケール代数のバルク記述を定式化する。 物質作用素を含むハートル-ホーキング（HH）状態に基づき、半古典熱力学、相関関数、クリロフ複雑度など、特定の双対理論に関する仮定を置くことなく、DSSYKモデルのいくつかの特性を導出する。 これらの量は、HH状態を準備するDSSYK経路積分の鞍点から求められる。 また、有限温度効果を含む両側ハミルトニアン系におけるクリロフ状態と作用素複雑度を同時に評価するランチョスアルゴリズムを構築する。 半古典極限では、両方の尺度は経路積分の鞍点にエンコードされる。 これらは、物質反作用を含む有効AdS$_2$空間における最小測地線長によってバルク解釈される。 異なる鞍点は、異なる発展を伴う測地線距離に対応し、異なるスクランブリング特性を示す。 これにより、DSSYK模型と双対なバルク理論を量子化することができる。 最後に、二重スケール代数の境界／バルク辞書と、バルクプローブの固有動径運動量の双対エントリを導出する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We explore the scenario that the observable universe emerged from the vicinity of a negative mass ring singularity, and all content of the universe travels at the same group velocity close to the speed of light on a geodesic trajectory along the axis of rotation of the singularity. In appropriate coordinate parametrization and evaluated on the trajectory, we find that the metric tensor in the vicinity of the trajectory exhibits a conformal scale factor $a(\eta)$ with contraction and subsequent expansion properties that solve the horizon problem. We then introduce a static flow of gravitating radiation along the trajectory (perturbatively with respect to the mass scale of the singularity) to model a homogeneous radiation dominated universe. Solving the Einstein field equations with a physically motivated ansatz of metric perturbation then reveals that the effective conformal scale factor indeed grows asymptotically with the same power law as expected in a conventional radiation dominated universe. | 観測可能な宇宙は負質量のリング特異点の近傍から出現し、宇宙のすべての内容が特異点の回転軸に沿った測地線軌道上を光速に近い同じ群速度で移動するというシナリオを検討する。 適切な座標パラメータ化と軌道上での評価により、軌道近傍の計量テンソルは、収縮とそれに続く膨張特性を持つ共形スケール因子$a(\eta)$を示し、地平線問題を解決することがわかった。 次に、軌道に沿った重力輻射の静的流れ（特異点の質量スケールに関して摂動的に）を導入し、均質な輻射が支配的な宇宙をモデル化する。 物理的に動機付けられた計量摂動の仮定を用いてアインシュタイン場の方程式を解くと、実効共形スケール因子は、従来の放射が支配的な宇宙で予想されるのと同じべき乗則に従って漸近的に増加することが明らかになる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this Letter, we simulate the collision between outflows from the tidal disruption of a 1M$_\odot$ main sequence star around a $10^6$M$_\odot$ black hole and an initially spherically symmetric circumnuclear cloud. We launch super-Eddington outflows self-consistently by simulating the disruption of stars on both bound and unbound initial orbits using general relativistic smoothed particle hydrodynamics. We find shocks formed as early as $\sim 10~$days after the initial stellar disruption produce prompt radio emission. The shock radius ($\approx~10^{17}$~cm), velocity ($\sim 0.15$c) and total energy ($\sim 10^{51}$ erg) in our simulations match those inferred from radio observations of tidal disruption events (TDEs). We ray-trace to produce synthetic radio images and spectra to compare with the observations. While the TDE outflow is quasi-spherical, the synchrotron emitting region is aspherical but with reflection symmetry above and below the initial orbital plane. Our synthetic spectra show continuous decay in peak frequency, matching prompt radio TDE observations. Our model supports the hypothesis that synchrotron radio flares from TDEs result from the collision between outflows and the circumnuclear material. | 本稿では、10^6Mブラックホールを周回する1M$_\odot$主系列星の潮汐破壊から生じるアウトフローと、初期球対称な核周雲との衝突をシミュレーションする。 一般相対論的平滑化粒子流体力学を用いて、束縛軌道および非束縛軌道の両方における星の破壊をシミュレーションすることにより、自己無撞着に超エディントン・アウトフローを発生させる。 初期の星の破壊からわずか$\sim 10~$日後に形成された衝撃波が即発電波放射を生成することを明らかにした。 シミュレーションにおける衝撃波の半径（$\approx~10^{17}$cm）、速度（$\sim 0.15$c）、および全エネルギー（$\sim 10^{51}$erg）は、潮汐破壊事象（TDE）の電波観測から推定されたものと一致する。 レイトレーシングにより合成電波画像とスペクトルを生成し、観測結果と比較しました。 TDEのアウトフローは準球状ですが、シンクロトロン放射領域は非球状ですが、初期軌道面の上下で反射対称性があります。 合成スペクトルはピーク周波数の連続的な減衰を示し、即発電波TDEの観測結果と一致しています。 このモデルは、TDEからのシンクロトロン電波フレアはアウトフローと核周物質の衝突によって生じるという仮説を支持しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We determine the ${\cal N}=4$ supersymmetric $W_{1+\infty}^{2,2}[\lambda=\frac{1}{4}]$ algebra which is an extension of ${\cal N}=4$ $SO(4)$ superconformal algebra with vanishing central charge. We identify the soft current algebra between the graviton, the gravitinos, the vectors, the Majorana fermions, the scalar or the pseudoscalar, from the ${\cal N}=4$ supersymmetric $w_{1+\infty}^{2,2}[\lambda=\frac{1}{4}]$ algebra, in two dimensions with the ${\cal N}=4$ supergravity theory with $SO(4)$ global symmetry in four dimensions found by Das (at Stony Brook in 1977), via celestial holography. Furthermore, the truncations of ${\cal N}=4$ supersymmetric soft current algebra provide the soft current algebras for the ${\cal N}=2,3$ supergravity theories, the ${\cal N}=2$ supergravity coupled to its Abelian vector multiplet and the ${\cal N}=1$ supersymmetric Maxwell Einstein theory. For the ${\cal N}=2$ supergravity theory, the soft current algebra can be also realized from the ${\cal N}=2$ supersymmetric $w_{1+\infty}^{K,K}[\lambda=0]$ algebra. | 我々は、中心電荷がゼロである ${\cal N}=4$ の $SO(4)$ 超共形代数の拡張である ${\cal N}=4$ の超対称代数を決定した。 我々は、2次元の${\cal N}=4$超対称$w_{1+\infty}^{2,2}[\lambda=\frac{1}{4}]$代数から、重力子、グラビティーノ、ベクトル、マヨラナフェルミオン、スカラー、擬スカラー間のソフトカレント代数を、1977年にストーニーブルック大学でDasが天体ホログラフィーを用いて発見した4次元の$SO(4)$大域対称性を持つ${\cal N}=4$超重力理論と同一視する。 さらに、${\cal N}=4$ 超対称ソフトカレント代数の切断は、${\cal N}=2,3$ 超重力理論、そのアーベルベクトル多重項と結合した ${\cal N}=2$ 超重力理論、および ${\cal N}=1$ 超対称マクスウェル・アインシュタイン理論のソフトカレント代数を提供する。 ${\cal N}=2$ 超重力理論の場合、ソフトカレント代数は ${\cal N}=2$ 超対称 $w_{1+\infty}^{K,K}[\lambda=0]$ 代数からも実現できる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a new algorithm for the numerical evaluation of five-point conformal blocks in $d$-dimensions, greatly improving the efficiency of their computation. To do this we use an appropriate ansatz for the blocks as a series expansion in radial coordinates, derive a set of recursion relations for the unknown coefficients in the ansatz, and evaluate the series using a Pad\'e approximant to accelerate its convergence. We then study the $\langle\sigma\sigma\epsilon\sigma\sigma\rangle$ correlator in the 3d critical Ising model by truncating the operator product expansion (OPE) and only including operators with conformal dimension below a cutoff $\Delta\leqslant \Delta_{\rm cutoff}$. We approximate the contributions of the operators above the cutoff by the corresponding contributions in a suitable disconnected five-point correlator. Using this approach, we compute a number of OPE coefficients with greater accuracy than previous methods. | 我々は、$d$次元における5点共形ブロックの数値評価のための新しいアルゴリズムを提示し、計算効率を大幅に向上させる。 このアルゴリズムでは、ブロックの適切な仮定をラジアル座標における級数展開として用い、仮定内の未知係数に対する漸化式を導出し、収束を加速するためにPad\'e近似を用いて級数を評価する。 次に、3次元臨界イジング模型における$\langle\sigma\sigma\epsilon\sigma\sigma\rangle$相関器を、演算子積展開（OPE）を打ち切り、カットオフ$\Delta\leqslant\Delta_{\rm cutoff}$以下の共形次元を持つ演算子のみを含めることで調べる。 カットオフを超える演算子の寄与は、適切な非連結5点相関器における対応する寄与で近似する。 このアプローチを用いることで、従来の方法よりも高い精度でOPE係数を計算することができます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct a relativistic quantum communication channel between two localized qubit systems, mediated by a relativistic quantum field, that can achieve the theoretical maximum for the quantum capacity in arbitrary curved spacetimes using the Unruh-DeWitt detector formalism. Using techniques from algebraic quantum field theory, we express the quantum capacity of the quantum communication channel purely in terms of the correlation functions of the field and the causal propagator for the wave equation. Consequently, the resulting quantum channel, and hence the quantum capacity, are by construction manifestly covariant, respect the causal structure of spacetime, and are independent of the details of the background geometry, topology, and the choice of Hilbert space (quasifree) representations of the field. | 我々は、相対論的量子場を媒介とする2つの局在量子ビット系間の相対論的量子通信路を構築し、Unruh-DeWitt検出器形式を用いて任意の曲がった時空における量子容量の理論的最大値を達成する。 代数的量子場の理論の手法を用いて、量子通信路の量子容量を、場の相関関数と波動方程式の因果伝播関数のみで表現する。 その結果、得られる量子通信路、ひいては量子容量は、構成上、明らかに共変であり、時空の因果構造を尊重し、背景幾何学、位相、および場のヒルベルト空間（準自由）表現の選択の詳細とは独立である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study five-point correlators of the $\sigma$, $\epsilon$, and $\epsilon'$ operators in the critical 3d Ising model. We consider the $\sigma \times \sigma$ and $\sigma \times \epsilon$ operator product expansions (OPEs) and truncate them by including a finite set of exchanged operators. We approximate the truncated operators by the corresponding contributions in appropriate disconnected five-point correlators. We compute a number of OPE coefficients that were previously unknown and show that these are consistent with predictions obtained using the fuzzy sphere regularization of the critical 3d Ising model. | 臨界3次元イジング模型における$\sigma$、$\epsilon$、および$\epsilon'$演算子の5点相関関数を研究する。 $\sigma \times \sigma$および$\sigma \times \epsilon$演算子積展開（OPE）を考察し、有限個の交換演算子を含むことでそれらを切り捨てる。 切り捨てられた演算子を、適切な非連結5点相関関数における対応する寄与で近似する。 これまで未知であったいくつかのOPE係数を計算し、それらが臨界3次元イジング模型のファジー球面正則化を用いて得られた予測値と一致することを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recently the algebraic structure of gauge-invariant operators in multi-matrix quantum mechanics has been clarified: this space forms a module over a freely generated ring. The ring is generated by a set of primary invariants, while the module structure is determined by a finite set of secondary invariants. In this work, we show that the number of primary invariants can be computed by performing a complete gauge fixing, which identifies the number of independent physical degrees of freedom. We then compare this result to a complementary counting based on the restricted Schur polynomial basis. This comparison allows us to argue that the number of secondary invariants must exhibit exponential growth of the form $e^{cN^2}$ at large $N$, with $c$ a constant. | 最近、多重行列量子力学におけるゲージ不変作用素の代数構造が明らかにされた。 この空間は自由生成環上の加群を形成する。 環は一次不変量の集合によって生成され、加群の構造は有限個の二次不変量によって決定される。 本研究では、一次不変量の数は、独立した物理的自由度の数を同定する完全ゲージ固定を行うことによって計算できることを示す。 次に、この結果を、制限シュアー多項式基底に基づく相補的計数と比較する。 この比較から、二次不変量の数は、定数$c$として、$N$の大きな値において、$e^{cN^2}$の形の指数関数的増加を示すはずであると主張できる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider an extension of the Standard Model with one or more scalar multiplets beyond the Higgs doublet $\Phi$. The additional scalar multiplets are supposed to carry arbitrary hypercharges. We prove that, in such a model, if the field configuration where only $\Phi$ has a nonzero vacuum expectation value (VEV) is a local minimum of the potential, then it has a lower value of the potential than any field configuration where both $\Phi$ and other scalar multiplets have nonzero VEVs. | ヒッグス二重項$\Phi$を超える1つ以上のスカラー多重項を持つ標準模型の拡張を考察する。 追加されたスカラー多重項は任意の超電荷を持つと想定される。 このような模型において、$\Phi$のみが非ゼロの真空期待値（VEV）を持つ場の配置がポテンシャルの局所的最小値となる場合、$\Phi$と他のスカラー多重項の両方が非ゼロのVEVを持つどの場の配置よりもポテンシャルの値が低くなることを証明する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Cauchy-characteristic matching (CCM) is a numerical-relativity technique that solves Einstein's equations on an effectively infinite computational domain, thereby eliminating systematic errors associated with artificial boundary conditions. Whether CCM can robustly handle fully nonlinear, dynamical spacetimes, such as binary black hole (BBH) mergers, has remained an open question. In this work, we provide a positive answer by presenting nine successful CCM simulations of BBHs; and demonstrate a key application of this method: computing late-time tails. Our results pave the path for systematic studies of late-time tails in BBH systems, and for producing highly accurate waveforms essential to next-generation gravitational-wave detectors. | コーシー特性マッチング（CCM）は、数値相対論的手法であり、事実上無限の計算領域上でアインシュタイン方程式を解き、人為的な境界条件に関連する系統的誤差を排除します。 CCMが連星ブラックホール（BBH）合体のような完全に非線形で動的な時空をロバストに扱えるかどうかは、未解決の問題です。 本研究では、BBHの9つのCCMシミュレーションに成功することで、この疑問に明確な答えを示します。 また、この手法の重要な応用である後期時間尾の計算を実証します。 私たちの研究結果は、BBH系における後期時間尾の系統的研究、そして次世代重力波検出器に不可欠な高精度波形の生成への道を開くものです。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We show that a `QCD dilaton' field, whose vacuum expectation value sets the strong coupling, can render the Quantum Chromodynamic (QCD) confinement transition first-order. The QCD dilaton is cosmologically attracted to a false vacuum at weak coupling in the early universe. Quantum tunnelling towards the true vacuum triggers prompt chiral symmetry breaking and confinement of QCD, leading to detonating bubbles of the hadronic phase. We find that plasma sound waves produced by this dilaton-induced, first-order QCD phase transition generate a stochastic gravitational wave signal strikingly similar to the recently detected gravitational wave background from Pulsar Timing Arrays. We briefly comment on how this theory can be probed through collider experiments and cosmology. | 真空期待値が強結合を設定する「QCDディラトン」場が、量子色力学（QCD）閉じ込め遷移を一次遷移にすることができることを示す。 QCDディラトンは、初期宇宙において弱結合の偽真空に宇宙論的に引き寄せられる。 真の真空に向かう量子トンネル効果は、カイラル対称性の破れとQCDの閉じ込めを速やかに引き起こし、ハドロン相の泡の爆発を引き起こす。 このディラトン誘起の一次QCD相転移によって生成されるプラズマ音波は、最近パルサータイミングアレイによって検出された重力波背景と驚くほど類似した確率的重力波信号を生成することを我々は発見した。 この理論が衝突型加速器実験と宇宙論を通してどのように検証できるかについて簡単にコメントする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the entanglement entropy of a massive scalar field in the background of the Einstein universe. We determine numerically the structure of the UV-divergent terms. We study analytically the IR term that originates in the long-range correlations arising from the field zero mode on the sphere. We compare with previous results for a scalar field in a dS or AdS background. | アインシュタイン宇宙の背景における質量を持つスカラー場のエンタングルメント・エントロピーを調べる。 UV発散項の構造を数値的に決定する。 球面上の場の零モードから生じる長距離相関に由来するIR項を解析的に調べる。 dSまたはAdS背景におけるスカラー場に関するこれまでの結果と比較する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the influence of Lorentz invariance violation (LIV) background in energy regularization of global structures in $(2, 1)$--dimensions. To this end, we consider a model in which the complex scalar and fixed three-vector couple as a high derivative order term. We show that LIV-background does not affect the energy and the equation of motion of neutral global structures. However, we observe that the charged structures are sensitive to LIV-background by presenting signatures in the electric field whose intensity is controlled by the LIV-parameter. Furthermore, the procedure developed leads to first-order solutions with finite energy and a regularized electric field. | 我々は、(2, 1)次元における大域構造のエネルギー正則化におけるローレンツ不変性の破れ（LIV）背景の影響を調べる。 このために、複素スカラーと固定された3元ベクトルが高微分次項として結合するモデルを考える。 LIV背景は、中性大域構造のエネルギーと運動方程式に影響を与えないことを示す。 しかしながら、荷電構造はLIV背景に対して敏感であり、その強度はLIVパラメータによって制御される電場に特徴的な変化を示す。 さらに、開発された手法は、有限エネルギーと正則化された電場を持つ一次解を導く。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present practical and formal methods for gauging non-invertible symmetries in (2+1)d topological quantum field theories. Along the way, we generalize various aspects of invertible 0-form gauging, including symmetry fractionalization, discrete torsion, and the fixed point theorem for symmetry action on lines. Our approach involves two complementary strands: the fusion of topological interfaces and Morita theory of fusion 2-categories. We use these methods to derive constraints on gaugeable symmetries and their duals while unifying the prescription for gauging non-invertible 0-form and 1-form symmetries and various higher structures. With a view toward recent advances in creating non-Abelian topological orders from Abelian ones, we give a simple recipe for non-invertible 0-form gauging that takes large classes of the latter to the former. We also describe conditions under which iterated gauging of invertible 0-form symmetries is equivalent to a single-step gauging of a non-invertible symmetry. We conclude with a set of concrete examples illustrating these various phenomena involving gauging symmetries of the infrared limit of the toric code. | 我々は、(2+1)次元位相量子場の理論における非可逆対称性のゲージングのための実用的かつ形式的な手法を提示する。 その過程で、対称性分数化、離散捩れ、直線上の対称性作用の不動点定理など、可逆0形式ゲージングの様々な側面を一般化する。 我々のアプローチは、位相的インターフェースの融合と融合2次元圏の森田理論という、2つの相補的な流れを伴う。 これらの手法を用いて、ゲージ可能対称性とその双対に対する制約を導出するとともに、非可逆0形式および1形式対称性、そして様々な高次構造のゲージングに関する規定を統一する。 アーベル位相秩序から非アーベル位相秩序を作り出す最近の進歩を念頭に置き、後者の多くのクラスを前者に取り込む、非可逆0形式ゲージングのための単純なレシピを与える。 また、可逆な0形式対称性の反復ゲージングが非可逆な対称性の1ステップゲージングと等価となる条件についても述べる。 最後に、トーリック符号の赤外極限における対称性のゲージングに関連する様々な現象を示す具体的な例をいくつか挙げて結論とする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Quantum electrodynamics (QED) is studied in the framework of the exact (functional) renormalization group (ERG). This is done using an approach to these equations which employs dimensional regularization. Simultaneous solutions of the ERG equations and Ward identities are considered. An approach to the study of bound states at long distances in the ERG is employed to describe the positronium. This is done by introducing a real scalar field which describes that bound state. The flow equations are studied using an effective action ansatz and a low-momentum expansion. | 量子電気力学（QED）は、厳密な（関数）繰り込み群（ERG）の枠組みにおいて研究される。 これは、次元正則化を用いたこれらの方程式へのアプローチを用いて行われる。 ERG方程式とウォード恒等式の同時解が考察される。 ポジトロニウムを記述するために、ERGにおける長距離の束縛状態を研究するアプローチが用いられる。 これは、その束縛状態を記述する実スカラー場を導入することによって行われる。 流れ方程式は、有効作用仮説と低運動量展開を用いて研究される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Near-extremal black holes are usually studied by zooming into the throat that describes their near-horizon geometry. Within this throat, one can argue that two-dimensional JT gravity is the appropriate effective theory that dominates at low temperature. Here, we discuss how to capture this effective description by standing far away from the horizon. Our strategy is to construct a phase space within gravitational theories in AdS$_{d+1}$ that fixes the radial dependence while keeping the transverse dependence arbitrary. This allows us to implement a decoupling limit directly on the phase space while keeping the coordinates fixed. With this, we can relate the effective description in JT gravity to the CFT$_d$ description at the boundary of AdS$_{d+1}$, which we do explicitly in AdS$_3$ and non-rotating configurations in AdS$_4$. From the perspective of the dual CFT, our decoupling limit should be understood as a flow between a CFT$_{d}$ and a near-CFT$_1$. Our analysis shows that local counterterms can be constructed in the near-CFT$_1$, which arise from the anomalies (or absence of them) in the CFT$_{d}$. We show that one of these counterterms is the Schwarzian effective action, making this sector a scheme-dependent choice. This illustrates the delicate interplay between a far and a near analysis of near-extremal black holes. | 近極限ブラックホールは通常、その地平線近傍の幾何学を記述する「スロート」にズームインして研究される。 このスロート内では、2次元JT重力理論が低温で支配的な適切な有効理論であると主張できる。 ここでは、地平線から遠く離れた場所に立つことで、この有効記述をどのように捉えるかを議論する。 我々の戦略は、AdS$_{d+1}$の重力理論内に、動径依存性を固定し、横方向依存性を任意に保つ位相空間を構築することである。 これにより、座標を固定したまま、位相空間に直接分離極限を適用することができる。 これにより、JT重力における有効記述をAdS$_{d+1}$の境界におけるCFT$_d$記述に関連付けることができ、これはAdS$_3$およびAdS$_4$の非回転構成において明示的に行う。 双対CFTの観点から、我々の分離極限はCFT$_{d}$と近傍CFT$_1$の間の流れとして理解されるべきである。 我々の解析は、近傍CFT$_{d}$における異常性（あるいはその欠如）に起因して、近傍CFT$_1$において局所的な対抗項が構成され得ることを示している。 これらの対抗項の一つがシュワルツ有効作用であり、このセクターの選択がスキーム依存的となることを示す。 これは、近傍極限ブラックホールの遠方解析と近方解析の間の繊細な相互作用を示している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We extend the framework of spontaneous baryogenesis by investigating the generation of baryon asymmetry when the inflaton, $\theta$, is minimally coupled with a complex spectator scalar field $\phi$, as $\theta^2|\phi|^2$. To do so, we also consider $\phi$ non-minimally coupled with the Ricci scalar curvature $R$ through a Yukawa-like interaction. We do not consider further interactions of the spectator field with the fermions of the Standard Model, considering it \emph{de facto} as a dark scalar field. In evaluating the violation of the baryon-number conservation during the reheating epoch, in a perfectly homogeneous and isotropic universe, we follow a semiclassical approach, where $\theta$, $\phi$ and gravity are considered as classical fields, whereas the fermions are quantized. We solve the equations of motion for the inflaton and spectator fields, respectively at first and zero-order in perturbation theory, neglecting at first stage the expansion of the universe. Afterwards, we quantify how the spectator field modifies the inflationary dynamics and thus find the baryon asymmetry produced via the inflaton decays into fermion-antifermion pairs by computing the corresponding decay amplitudes. We therefore obtain small first order correction to standard spontaneous baryogenesis and finally discuss the mass-mixing between fermions. Accordingly, the effects of considering the universe expansion are accounted, showing when the coupling between $\phi$ and $R$ becomes noticeable in altering the overall baryon asymmetry. | 我々は、インフレーション$\theta$が複素スペクテイタースカラー場$\phi$と最小結合し、$\theta^2|\phi|^2$となる場合のバリオン非対称性の生成を調べることにより、自発的バリオン生成の枠組みを拡張する。 そのために、$\phi$がリッチスカラー曲率$R$と湯川型相互作用を介して非最小結合していることも考慮する。 スペクテイター場は事実上ダークスカラー場とみなし、標準模型のフェルミオンとの更なる相互作用は考慮しない。 完全に均質かつ等方的な宇宙において、再加熱期における重粒子数保存則の破れを評価するにあたり、我々は半古典的アプローチに従う。 このアプローチでは、$\theta$、$\phi$、重力は古典場とみなし、フェルミオンは量子化される。 摂動論において、インフラトン場とスペクテイター場の運動方程式をそれぞれ1次と0次の項で解き、第一段階では宇宙の膨張を無視する。 その後、スペクテイター場がインフレーションダイナミクスをどのように変化させるかを定量化し、対応する崩壊振幅を計算することで、インフラトンがフェルミオン-反フェルミオン対に崩壊することによって生じる重粒子の非対称性を求める。 これにより、標準的な自発的バリオン生成に対する小さな1次の補正が得られ、最後にフェルミオン間の質量混合について議論する。 したがって、宇宙の膨張を考慮した場合の効果が考慮され、全体の重粒子非対称性を変化させる際に$\phi$と$R$の結合がいつ顕著になるかが示されます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study infrared divergences in quantum electrodynamics using geometric phases and the adiabatic approximation in quantum field theory. In this framework, the asymptotic \textit{in} and \textit{out} states are modified by Berry phases, $e^{i \Delta \alpha_{\text{in}}}$ and $e^{i \Delta \alpha_{\text{out}}}$, which encode the infrared structure non-perturbatively and regulate soft-photon divergences. Unlike the Faddeev--Kulish formalism, which employs perturbative dressing with coherent states, our approach reformulates the effective action in terms of Berry connections in field space. This yields finite, gauge-invariant scattering amplitudes without requiring a sum over soft-photon emissions. We show that infrared divergences cancel to all orders in the bremsstrahlung vertex function $\Gamma^\mu(p_1, p_2)$, due to destructive interference among inequivalent Berry phases. As an application, we study the formation of positronium in the infrared regime and argue that the dressed \(S\)-matrix exhibits a functional singularity at $s = 4 m_e^2$, corresponding to a physical pole generated by topological flux. | 量子電気力学における赤外線発散を、幾何学的位相と量子場の理論における断熱近似を用いて研究する。 この枠組みでは、漸近的な\textit{in}状態と\textit{out}状態は、ベリー位相$e^{i \Delta \alpha_{\text{in}}}$と$e^{i \Delta \alpha_{\text{out}}}$によって修正される。 これらの位相は赤外線構造を非摂動的に符号化し、ソフト光子発散を規定する。 コヒーレント状態を用いた摂動的なドレッシングを用いるFaddeev-Kulish形式とは異なり、本手法は有効作用を場の空間におけるベリー接続によって再定式化する。 これにより、ソフト光子放出の和を必要とせずに、有限でゲージ不変な散乱振幅が得られる。 非等価なベリー位相間の相殺的干渉により、制動放射線頂点関数 $\Gamma^\mu(p_1, p_2)$ における赤外発散がすべての次数で打ち消されることを示す。 応用として、赤外領域におけるポジトロニウムの形成を研究し、ドレスド \(S\)-行列が $s = 4 m_e^2$ において関数特異点を示すことを主張する。 これは位相フラックスによって生成される物理的な極に対応する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We establish a state-operator correspondence for a class of non-conformal quantum field theories with continuous higher-form symmetries and a mixed anomaly. Such systems can always be realised as a relativistic superfluid. The symmetry structure induces an infinite tower of conserved charges, which we construct explicitly. These charges satisfy an abelian current algebra with a central extension, generalising the familiar Kac-Moody algebras to higher dimensions. States and operators are organised into representations of this algebra, enabling a direct correspondence. We demonstrate the correspondence explicitly in free examples by performing the Euclidean path integral on a $d$-dimensional ball, with local operators inserted in the origin, and matching to energy eigenstates on $S^{d-1}$ obtained by canonical quantisation. Interestingly, in the absence of conformal invariance, the empty path integral prepares a squeezed vacuum rather than the true ground state. | 我々は、連続的な高次対称性と混合異常性を持つ非共形量子場の理論のクラスに対して、状態-作用素対応を確立する。 このような系は常に相対論的超流体として実現できる。 この対称構造は、保存電荷の無限の塔を誘起し、我々はこれを明示的に構築する。 これらの電荷は、中心拡大を持つアーベルカレント代数を満たし、よく知られたカッツ-ムーディ代数を高次元に一般化する。 状態と作用素はこの代数の表現に整理され、直接的な対応を可能にする。 我々は、局所作用素を原点に挿入した$d$次元球体上のユークリッド経路積分を実行し、正準量子化によって得られた$S^{d-1}$上のエネルギー固有状態と対応させることにより、自由な例でこの対応を明示的に示す。 興味深いことに、共形不変性がない場合、空の経路積分は真の基底状態ではなく、スクイーズド真空を準備します。 |