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| Original Text | 日本語訳 |
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| Lorentzian gravitational path integral for the Gauss-Bonnet gravity in $4D$ is studied in the mini-superspace ansatz for metric. The gauge-fixed path-integral for Robin boundary choice is computed exactly using {\it Airy}-functions, where the dominant contribution comes from No-boundary geometries. The lapse integral is further analysed using saddle-point methods to compare with exact results. Picard-Lefschetz methods are utilized to find the {\it relevant} complex saddles and deformed contour of integration thereby using WKB methods to compute the integral along the deformed contour in the saddle-point approximation. However, their successful application is possible only when system is devoid of degeneracies, which in present case appear in two types: {\bf type-1} where the flow-lines starting from neighbouring saddles overlap leading to ambiguities in deciding the {\it relevance} of saddles, {\bf type-2} where saddles merge for specific choices of boundary parameters leading to failure of WKB. Overcoming degeneracies using artificial {\it defects} introduces ambiguities due to choice of {\it defects} involved. Corrections from quantum fluctuations of scale-factor overcome degeneracies only partially (lifts {\bf type-2} completely with partial resolution of {\bf type-1}), with the residual lifted fluently by complex deformation of $(G\hbar)$. {\it Anti-linear} symmetry present in various forms in the lapse action is the reason behind all the {\bf type-1} degeneracies. Any form of {\it defect} or {\it deformation} breaking anti-linearity resolves {\bf type-1} degeneracies, indicating complex deformation of $(G\hbar)$ as an ideal choice. Compatibility with the KSW criterion is analyzed after symmetry breaking. Complex deformation of $(G\hbar)$ modifies the KSW criterion, imposing a strong constraint on the deformation if No-boundary geometries are required to be always KSW-allowed. | 4次元におけるガウス・ボネ重力のロレンツ重力経路積分を、計量のためのミニ超空間仮説において研究する。 ロビン境界選択におけるゲージ固定経路積分は、エアリー関数を用いて厳密に計算される。 ここで支配的な寄与は無境界幾何学による。 減衰積分は、厳密な結果と比較するために鞍点法を用いてさらに解析される。 ピカール・レフシェッツ法を用いて、関連する複素鞍点と変形積分曲線を求め、WKB法を用いて鞍点近似における変形積分曲線に沿った積分を計算する。 しかし、これらの適用が成功するには、系に退化が存在しない必要があり、この場合、退化は2つのタイプに分けられます。 {\bf タイプ 1} では、隣接する鞍点から始まるフローラインが重なり合い、鞍点の{\it 関連性}の決定に曖昧さが生じます。 {\bf タイプ 2} では、境界パラメータの特定の選択に対して鞍点が合体し、WKB が破綻します。 人工的な{\it 欠陥}を用いて退化を克服すると、{\it 欠陥}の選択に起因する曖昧さが生じます。 スケールファクターの量子ゆらぎによる補正は、退化を部分的にしか克服しません（{\bf タイプ 2} は完全に解消されますが、{\bf タイプ 1} は部分的に解消されます）。 残りは $(G\hbar)$ の複素変形によってスムーズに解消されます。 減衰作用において様々な形で存在する{\it 反線形}対称性は、すべての{\bfタイプ1}退化の原因です。 {\it欠陥}や{\it変形}を破る反線形性のいかなる形態も{\bfタイプ1}退化を解決し、$(G\hbar)$の複素変形が理想的な選択であることを示しています。 KSW基準との適合性は、対称性の破れ後に解析されます。 $(G\hbar)$の複素変形はKSW基準を修正し、無境界幾何学が常にKSW許容となる必要がある場合、変形に強い制約を課します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose a multi-field fibre inflation scenario in type IIB perturbative large volume compactifications, showing that the multi-field dynamics suppresses trans-Planckian displacements of the canonical inflaton. Considering a concrete K3-fibred Calabi-Yau (CY) threefold with $h^{1,1}({\rm CY})=3$ and having certain underlying symmetries, we show that the presence of multi-fibre moduli creates an assisted inflation scenario where multiple moduli collectively help in producing the cosmological observables consistent with the current experimental bounds. We further argue that individual field range excursions $(\Delta\phi_n)$ corresponding to each of the inflaton fields can be estimated as $\Delta\phi_n = \Delta\phi/\sqrt{n}$, where $\Delta\phi$ denotes the effective single-field inflaton range needed to generate the desired cosmological observables, and $n$ is the number of moduli assisting the multi-fibre inflation. We also present various numerical benchmark models consistently producing cosmological observables in light of the recent ACT experiments. | 我々は、IIB型摂動論的大体積コンパクト化における多場ファイバーインフレーションシナリオを提案し、多場ダイナミクスが正準インフレーションのプランク転移を抑制することを示す。 $h^{1,1}({\rm CY})=3$の具体的なK3ファイバーカラビ・ヤウ（CY）三次元多様体を考慮し、特定の対称性を持つ場合、多ファイバーモジュライの存在が、複数のモジュライが集合的に宇宙論的観測量の生成を助ける、アシストインフレーションシナリオを生み出すことを示す。 このシナリオは、現在の実験的限界と整合する。 さらに、各インフレーション場に対応する個々の場の範囲エクスカーション$(\Delta\phi_n)$は、$\Delta\phi_n = \Delta\phi/\sqrt{n}$として推定できると主張する。 ここで、$\Delta\phi$は、所望の宇宙論的観測量を生成するために必要な実効的な単一場のインフレーション範囲を表し、$n$はマルチファイバーインフレーションを支援するモジュライの数である。 また、最近のACT実験に照らして、宇宙論的観測量を整合的に生成する様々な数値ベンチマークモデルも提示する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the modular Hamiltonian and the entanglement entropy of the BMS-invariant free fermion model. Starting from the modular Hamiltonian on a half-line interval, we calculate the modular Hamiltonian for a region consisting of two disjoint intervals using the uniformization map and a background field method. The resulting modular Hamiltonian contains a local term which generates a geometrical flow, and a bi-local term which mixes operators between the two intervals. We further derive a relation between Wightman functions and the modular Hamiltonian using both diagonalization and a coherent state method. This enables us to compute the entanglement entropy for multi-disjoint intervals. Our explicit results in the BMS free fermion model are compatible with earlier ones based on symmetry and holography. | BMS不変自由フェルミオン模型のモジュラーハミルトニアンとエンタングルメントエントロピーを研究する。 半直線区間上のモジュラーハミルトニアンから始めて、均一化写像と背景場法を用いて、2つの互いに素な区間からなる領域のモジュラーハミルトニアンを計算する。 得られたモジュラーハミルトニアンは、幾何学的フローを生成する局所項と、2つの区間間の作用素を混合する双局所項を含む。 さらに、対角化とコヒーレント状態法を用いて、ワイトマン関数とモジュラーハミルトニアンの関係を導出する。 これにより、多重互いに素な区間のエンタングルメントエントロピーを計算できる。 BMS自由フェルミオン模型における我々の明示的な結果は、対称性とホログラフィーに基づく以前の結果と互換性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this study, we conduct a thorough examination of the spectrum of the open confining string in 3+1 dimensions, commonly referred to as the open flux-tube, across various gauge groups of $SU(N_c)$. Our primary objective is to explore its behaviour as we approach the large-$N_c$ limit and the identification of possible world-sheet axion states. Specifically, we undertake a detailed analysis of the associated spectrum for $N_c=3, 4, 5, 6$. This marks the first systematic investigation of the open flux-tube spectrum within the context of the large-$N_c$ limit. More specifically, we analyse the spectra of flux-tubes that form between a static quark-antiquark pair, considering a significant number of radial excitations and eight irreducible representations characterized by the quantum numbers of angular momentum $\Lambda$, charge conjugation and parity $\eta_{CP}$ and the reflection symmetry $\epsilon$ for $\Lambda=0$. To this purpose we employ a diverse set of suitable operators, an anisotropic action, smearing techniques, and solve the generalized eigenvalue problem. We compare our findings with predictions from the Nambu-Goto string model to assess potential tensions indicative of novel phenomena such as the existence of axion-like state along the flux-tube world-sheet. Notably, we provide undoubted evidence of the existence of a massive axion-like particle with the same mass as the corresponding axion extracted within the context of closed flux-tube. This strengthens the conjecture that the axion is a property of the world-sheet of the QCD string. | 本研究では、3+1次元の開いた閉じ込め弦（一般に開いた磁束管と呼ばれる）のスペクトルを、SU(N_c)の様々なゲージ群にわたって徹底的に調べる。 主な目的は、大$N_c$極限に近づくにつれてその挙動を探求し、世界面アクシオン状態の可能性を特定することである。 具体的には、$N_c=3, 4, 5, 6$の関連スペクトルの詳細な解析を行う。 これは、大$N_c$極限の文脈における開いた磁束管スペクトルの体系的な研究としては初めてのものである。 より具体的には、静的なクォーク-反クォーク対間に形成されるフラックスチューブのスペクトルを解析し、多数のラジアル励起と、角運動量$\Lambda$、電荷共役およびパリティ$\eta_{CP}$、および$\Lambda=0$のときの鏡映対称性$\epsilon$の量子数によって特徴付けられる8つの既約表現を考慮する。 この目的のために、我々は多様な適切な演算子、異方的作用、スミアリング法を用い、一般化固有値問題を解く。 我々の結果を南部-後藤弦模型の予測と比較し、フラックスチューブ世界面に沿ったアクシオン状状態の存在などの新しい現象を示唆する潜在的な緊張を評価する。 特に、我々は閉じたフラックスチューブの文脈内で抽出された対応するアクシオンと同じ質量を持つ質量を持つアクシオン状粒子の存在の疑いのない証拠を提供する。 これは、アクシオンがQCD弦の世界面の特性であるという予想を強めるものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We argue that a field theory with a $\mathbb Z_N$ $p$-form symmetry generically admits, in addition to a Higgs phase and a 'confining' phase, a Coulomb phase in which the infrared theory contains Abelian $p$-form electrodynamics, similar to the behaviour of Yang-Mills theory coupled to adjoint or fundamental matter. We illustrate our claim with continuum and lattice examples. | $\mathbb Z_N$ $p$ 型対称性を持つ場の理論は、ヒッグス相と「閉じ込め」相に加えて、クーロン相を一般に許容する。 この相において、赤外理論は、随伴物質または基本物質と結合したヤン＝ミルズ理論の挙動に類似したアーベル型 $p$ 型電磁力学を含む。 連続体と格子の例を用いて、この主張を説明する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We perform a holographic analysis of several quantum information theoretic observables entanglement entropy (EE), mutual information (MI), entanglement wedge cross section (EWCS), butterfly velocity ($v_B$) and thermo mutual information (TMI) in the background of charged AdS black hole deformed by a homogeneous string cloud. This configuration is dual to a large $\mathcal{N}_c$ strongly coupled field theory at finite temperature and finite chemical potential, in presence of quark cloud. We study how the entanglement structure and chaotic dynamics in the boundary theory are affected by the charge and backreaction. We find that both EE and EWCS increase monotonically with charge and backreaction, indicating enhanced correlations due to additional bulk degrees of freedom. On the other hand MI and TMI show a more intricate dependence backreaction tends to strengthen correlations, while increasing charge suppresses entanglement and makes the system more susceptible to scrambling. The analysis of the butterfly velocity indicates that both the presence of charge and the backreaction suppress the chaotic behavior of the system by reducing $v_B$. Furthermore, TMI exhibits a sharp transition under shockwave perturbations, with inter-boundary entanglement being entirely disrupted beyond a critical shock strength, which decreases with increasing charge. | 均質弦雲によって変形された荷電AdSブラックホールの背景において、量子情報理論的観測量であるエンタングルメントエントロピー（EE）、相互情報量（MI）、エンタングルメントウェッジ断面積（EWCS）、バタフライ速度（$v_B$）、および熱相互情報量（TMI）のホログラフィック解析を行う。 この構成は、クォーク雲の存在下、有限温度および有限化学ポテンシャルにおける大きな$\mathcal{N}_c$強結合場の理論と双対である。 境界理論におけるエンタングルメント構造とカオスダイナミクスが、電荷と反反応によってどのように影響を受けるかを調べる。 EEとEWCSはともに電荷と反反応とともに単調に増加することがわかり、バルク自由度の増加による相関の強化を示している。 一方、MIとTMIはより複雑な依存関係を示し、反作用は相関を強める傾向がある一方、電荷の増加はエンタングルメントを抑制し、系をスクランブル化しやすくなる。 バタフライ速度の解析は、電荷の存在と反作用の両方が$v_B$を減少させることによって系のカオス的挙動を抑制することを示している。 さらに、TMIは衝撃波摂動下で急激な遷移を示し、臨界衝撃強度を超えると境界間のエンタングルメントは完全に破壊され、臨界衝撃強度は電荷の増加とともに減少する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Gibbons-Hawking-York (GHY) approach is traditionally developed for a Euclidean path integral derivation of black hole entropy. In this work, we extend this approach to a static model of thin shell fixed outside a black hole. We compute the Euclidean action shift from a static thin shell outside the black hole, and find exact agreement with Casini's version of Bekenstein bound. We find a negative entropy deficit corresponding precisely to the apparent horizon area perturbation, which provides a holographic interpretation in terms of extremal surfaces. Therefore, we develop a Euclidean framework in which gravity emerges from a negative entropy gradient. This setup allows us to treat the configuration as a near-equilibrium steady state (NESS). Thus, we introduce Onsager reciprocity and a linear-response relation to clarify the entropic force conjecture. A dissipating external force is necessary in this setup and it generates a Hawking temperature gradient which encoding information responsible for entropy gradient. This confirms that the gravitational potential plays the role of an informational and ordering agent, rather than just driven by chaotic and disordering. | ギボンズ-ホーキング-ヨーク（GHY）アプローチは、伝統的にブラックホールエントロピーのユークリッド経路積分導出のために開発されてきた。 本研究では、このアプローチをブラックホール外部に固定された静的薄殻モデルに拡張する。 ブラックホール外部の静的薄殻からのユークリッド作用シフトを計算し、カシーニ版のベッケンシュタイン境界と完全に一致することを明らかにした。 負のエントロピー欠損は、見かけの地平線面積摂動と正確に一致し、極値面を用いたホログラフィック解釈を与える。 そこで、負のエントロピー勾配から重力が現れるユークリッド的枠組みを構築する。 この設定により、この構成を近平衡定常状態（NESS）として扱うことができる。 そこで、オンサガーの相反性と線形応答関係を導入し、エントロピー力の予想を明確にする。 この設定では、散逸する外力が必要であり、それがホーキング温度勾配を発生させます。 この勾配は、エントロピー勾配の原因となる情報を符号化します。 これは、重力ポテンシャルが、混沌とした無秩序によって駆動されるだけでなく、情報と秩序を与えるエージェントとしての役割を果たしていることを示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| An explicit formula for the interaction energy of $n$ vortices in the abelian Higgs (or Ginzburg-Landau) model is derived, valid in the regime where all vortices are close to one another. An immediate consequence of this formula is that the interaction energy of a vortex pair with separation $d$ varies as $d^4$, not $d^2$. The formula contains $n-1$ real coefficients which are fixed by certain spectral data of the Jacobi operator of the cocentred $n$-vortex. The coefficients are computed numerically for $n=2$ and $n=3$ for couplings $0.1\leq \lambda\leq 2.5$. The resulting short range interaction potentials are compared with the results of full field theory simulations for $\lambda=0.5$ and $\lambda=2$, with excellent agreement at small to moderate vortex separation. | アーベルヒッグス（またはギンツブルグ-ランダウ）模型における$n$個の渦糸の相互作用エネルギーを表す明示的な式を導出した。 この式は、全ての渦糸が互いに近接している領域で有効である。 この式から直接導かれる結論は、間隔$d$を持つ渦糸対の相互作用エネルギーは、$d^2$ではなく$d^4$として変化するということである。 この式には、共心$n$渦糸のヤコビ作用素の特定のスペクトルデータによって固定される$n-1$個の実係数が含まれる。 係数は、結合度$0.1\leq \lambda\leq 2.5$について、$n=2$および$n=3$の場合について数値的に計算される。 得られた短距離相互作用ポテンシャルは、$\lambda=0.5$および$\lambda=2$の場合の完全場の理論シミュレーションの結果と比較され、渦糸の間隔が小さい場合から中程度の場合にかけて非常に良好な一致を示した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In general relativity, when two black holes merge they produce a rotating (Kerr) black hole remnant. According to perturbation theory, the remnant emits "ringdown" radiation: a superposition of exponentials with characteristic complex frequencies that depend only on the remnant's mass and spin. While the goal of the black hole spectroscopy program is to measure the quasinormal mode frequencies, a knowledge of their amplitudes and phases is equally important to determine which modes are detectable, and possibly to perform additional consistency checks. Unlike the complex frequencies, the amplitudes and phases depend on the properties of the binary progenitors, such as the binary mass ratio and component spins. In this paper we develop a fitting algorithm designed to reliably identify the modes present in numerical simulations and to extract their amplitudes and phases. We apply the algorithm to over 500 binary black hole simulations from the public SXS numerical relativity simulation catalog, and we present fitting formulas for the resulting mode amplitudes and phases as functions of the properties of the progenitors. Crucially, our algorithm allows for the extraction of not only prograde fundamental modes and overtones, but also retrograde modes and second-order modes. We unveil interesting relations for the amplitude ratios of different modes. The fitting code and interactive versions of some of the plots are publicly available. The results presented in this paper can be updated as more and better simulations become available. | 一般相対論では、2つのブラックホールが合体すると、回転する（カー）ブラックホール残骸が生成されます。 摂動論によれば、この残骸は「リングダウン」放射を放射します。 これは、残骸の質量とスピンのみに依存する特徴的な複素周波数を持つ指数関数の重ね合わせです。 ブラックホール分光プログラムの目的は準基準モード周波数を測定することですが、どのモードが検出可能かを判断し、場合によっては追加の整合性チェックを行うために、その振幅と位相を知ることも同様に重要です。 複素周波数とは異なり、振幅と位相は連星質量比や構成スピンなど、連星の起源となる天体の特性に依存します。 本論文では、数値シミュレーションに存在するモードを確実に識別し、その振幅と位相を抽出するために設計されたフィッティングアルゴリズムを開発します。 我々は、公開されているSXS数値相対論シミュレーションカタログから500以上の連星ブラックホールシミュレーションにこのアルゴリズムを適用し、得られたモード振幅と位相を、起源となるブラックホールの特性の関数としてフィッティングする式を提示する。 重要な点として、我々のアルゴリズムは、順行モードと倍音だけでなく、逆行モードと2次モードも抽出できる。 我々は、異なるモードの振幅比に関する興味深い関係を明らかにする。 フィッティングコードと一部のプロットの対話型バージョンは公開されている。 本論文で示された結果は、より多くの、より優れたシミュレーションが利用可能になるにつれて更新される可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the evolution of codimension-one maximal volume and related geometric observables according to a pair of dynamical reference frames (i.e. observers) in asymptotically de Sitter universes in the presence of axion matter. This sources a Euclidean wormhole entangling the two universes, thereby changing the spacetime topology. The system is prepared in a two-copy Hartle-Hawking state by slicing a Euclidean wormhole. We derive the evolution of codimension-one observables anchored to the worldline reference frame in each universe. We investigate how the axion charge competes with the cosmological constant in the evolution of the observables. The maximal volume increases nearly exponentially for low axion charge, while it decreases to a vanishing value for the maximal axion charge allowed by de Sitter space. | 我々は、アクシオン物質が存在する漸近的ド・ジッター宇宙において、一対の力学的参照系（すなわち観測者）に基づく余次元1の最大体積と関連する幾何学的観測量の発展を研究する。 これは、二つの宇宙を絡み合わせるユークリッドワームホールを発生させ、それによって時空トポロジーを変化させる。 この系は、ユークリッドワームホールをスライスすることにより、2コピーのハートル・ホーキング状態に準備される。 我々は、各宇宙において、世界線参照系に固定された余次元1の観測量の発展を導出する。 観測量の発展において、アクシオン電荷が宇宙定数とどのように競合するかを調べる。 最大体積は、低いアクシオン電荷に対してはほぼ指数関数的に増加するが、ド・ジッター空間で許容される最大のアクシオン電荷に対しては、ゼロ値まで減少する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Perturbations of the Kerr black hole are notoriously difficult to describe in the metric formalism and are usually studied in terms of perturbations of the Weyl scalars. In this work, we focus on the algebraically special linear perturbations (ASLP) of the Kerr geometry and show how one can describe this subsector of the perturbations solely using the metric formulation. To that end, we consider the most general twisting algebraically special solution space of vacuum General Relativity. By linearizing around the Kerr solution, we obtain two coupled partial differential wave equations describing the dynamics of the Kerr ASLP. We provide an algorithm to solve them analytically in the small spin approximation up to third order, providing the first exact solution of this kind in the metric formulation. Then, we use this framework to study the zero modes of the Kerr geometry. We present the exact analytical form of the shifts in mass and spin together with the required change of coordinates needed to identify them. Finally, we also provide for the first time closed expressions for the solution-generating perturbations generating the NUT and acceleration charges, thus deforming the Kerr solution to the linearized Kerr-NUT and spinning C-metric. These results provide a first concrete and rare example of perturbations of the Kerr black hole which can be treated entirely in the metric formulation. They can serve as a useful testbed to search for hidden symmetries of the Kerr perturbations. | カーブラックホールの摂動は計量形式論で記述することが非常に困難であることで知られており、通常はワイルスカラーの摂動として研究される。 本研究では、カー幾何学の代数的特殊線型摂動（ASLP）に焦点を当て、この摂動のサブセクターを計量形式論のみを用いてどのように記述できるかを示す。 そのために、真空一般相対論の最も一般的なねじれ代数的特殊解空間を考える。 カー解の周りを線型化することで、カーASLPのダイナミクスを記述する2つの結合偏微分波動方程式を得る。 我々は、これらを小スピン近似で3次まで解析的に解くアルゴリズムを提供し、計量形式論におけるこの種の最初の厳密解を与える。 次に、この枠組みを用いてカー幾何学の零モードを研究する。 質量とスピンのシフトの正確な解析形式と、それらを特定するために必要な座標変換を示す。 最後に、我々はNUTと加速電荷を生成する解生成摂動に対する閉じた表現式を初めて与え、カー解を線形化カーNUTと回転C計量へと変形する。 これらの結果は、計量定式化で完全に扱うことができるカーブラックホールの摂動の、具体的かつ稀有な最初の例を提供する。 これらは、カー摂動の隠れた対称性を探索するための有用なテストベッドとして機能する可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct a static, spherically symmetric black hole (BH) solution embedded within a dark matter (DM) halo, formulated as a non-vacuum extension of the Schwarzschild spacetime. The DM distribution is modeled via an empirical density profile calibrated to observations of the elliptical galaxy NGC 4649 (M60), incorporating Hubble Space Telescope (HST) imaging, stellar velocity dispersion data, and globular cluster dynamics. The resultant spacetime metric depends on three independent parameters: the black hole mass $M$, the asymptotic circular velocity $V_c$, and the halo scale radius $a$, and smoothly reduces to the Schwarzschild limit as $V_c \to 0$ and $a \to 0$. We analyze the influence of the halo on key geometric and physical quantities, including the event horizon radius, photon sphere, shadow size, and curvature invariants. The Kretschmann scalar exhibits an enhanced sensitivity to halo-induced modifications, particularly in the near-horizon regime. Thermodynamic properties of the solution are also examined. In the extremal limit, characterized by a vanishing surface gravity, the model supports a finite tangential pressure, implying a non-trivial extension of standard black hole thermodynamics. These results highlight the relevance of incorporating astrophysical environments into BH modeling and offer new avenues for testing strong-field gravity through precision observational data. | 我々は、シュワルツシルト時空の非真空拡張として定式化された、暗黒物質ハロー内に埋め込まれた静的球対称ブラックホール（BH）解を構築する。 DM分布は、ハッブル宇宙望遠鏡（HST）による画像、恒星の速度分散データ、球状星団のダイナミクスを組み込んだ、楕円銀河NGC 4649（M60）の観測データに基づいて較正された経験的密度プロファイルによってモデル化される。 結果として得られる時空計量は、ブラックホール質量$M$、漸近円速度$V_c$、ハロースケール半径$a$という3つの独立したパラメータに依存し、$V_c \to 0$および$a \to 0$のときにシュワルツシルト極限まで滑らかに減少する。 事象の地平線半径、光子球、影の大きさ、曲率不変量など、ハローが主要な幾何学的および物理的量に与える影響を解析する。 クレッチマン・スカラーは、特に地平線近傍領域において、ハローによって引き起こされる変化に対して高い感度を示す。 また、解の熱力学的特性も調べる。 表面重力が消失する極限状態では、モデルは有限の接線圧力を支持し、標準的なブラックホール熱力学の非自明な拡張を意味する。 これらの結果は、天体物理学的環境をブラックホールモデリングに組み込むことの重要性を強調し、精密観測データを用いて強場重力を検証するための新たな道筋を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We generalize $N \leftrightarrow -N$ duality of dimension formulae of $SU(N)$ representations on a (class of) representations with $N$-dependent Young diagrams (which include the adjoint representation), and on eigenvalues of the Casimir operator for those representations. We discuss the consequences for the hypothesis of universal decomposition of powers of the adjoint representation into Casimir subspaces. | $SU(N)$ 表現の次元公式の $N \leftrightarrow -N$ 双対性を、$N$ 依存ヤング図（随伴表現を含む）を持つ表現（のクラス）と、それらの表現に対するカシミール作用素の固有値に一般化する。 随伴表現の冪のカシミール部分空間への普遍分解の仮説への影響について議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In the present work, the scotogenic model is constructed applying non invertible $Z_M$ symmetries. The stability of dark matter and the scotogenic structure of the neutrino mass matrix is achieved via the new non-group symmetry. The non-group Scotogenic model is given with minimalistic content giving a one-zero structure of the neutrino mass matrix, and numerical analysis of the lepton mixing angles and physics are presented. Other relevant constraints are also studied. | 本研究では、非可逆な$Z_M$対称性を適用してスコトジェニック模型を構築する。 暗黒物質の安定性とニュートリノ質量行列のスコトジェニック構造は、新しい非群対称性によって実現される。 非群スコトジェニック模型は、ニュートリノ質量行列の1-0構造を与える最小限の内容で与えられ、レプトン混合角と物理の数値解析が提示される。 その他の関連する制約条件も検討される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| It is well-known that the momentum spectra of particles confined to finite spatial volumes deviate from the continuous spectra used for unconfined particles. In this article, we consider real scalar particles confined to finite volumes with periodic boundary conditions, such that the particles' spectra are discrete. We directly compute the density matrices describing the decay processes $\phi \to \varphi^2$ and $\phi \to \varphi\chi\nu$, and subsequently derive expressions for the decay probabilities both for confined and unconfined particles. The latter decay process is used as a rough toy model for a neutron decaying into a proton, an electron, and an anti-electron neutrino. We propose that finite volume effects can have an impact on the outcomes of experiments measuring the neutron lifetime. In addition, our findings at the toy model level suggest that taking into account possible initial correlations between neutrons and their daughter particles might be relevant as well. | 有限空間体積に閉じ込められた粒子の運動量スペクトルは、閉じ込められていない粒子に用いられる連続スペクトルとは異なることがよく知られています。 本稿では、周期境界条件の下で有限体積に閉じ込められた実スカラー粒子を考察します。 この場合、粒子のスペクトルは離散的となります。 崩壊過程 $\phi \to \varphi^2$ および $\phi \to \varphi\chi\nu$ を記述する密度行列を直接計算し、閉じ込められた粒子と閉じ込められていない粒子の両方の崩壊確率を表す式を導出します。 後者の崩壊過程は、中性子が陽子、電子、および反電子ニュートリノに崩壊する大まかなおもちゃモデルとして用いられます。 有限体積効果が中性子寿命測定実験の結果に影響を与える可能性があることを提案します。 さらに、おもちゃのモデルレベルでの私たちの研究結果は、中性子とその娘粒子間の初期の相関関係を考慮することも重要である可能性を示唆しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| $T\bar{T}$-deformed CFTs are known to possess nonlocal conformal symmetries that do not act tractably on the undeformed local operators. In this paper, we explicitly construct two distinct classes of operators: (i) dressed operators, which are primary operators with respect to the nonlocal conformal symmetries, and (ii) physical operators, a new type of local operator we introduce. While the dressed operators preserve the conformal symmetry structure, they are themselves nonlocal. The physical operators, by contrast, are local and can be expressed in terms of the dressed operators. We calculate the two-point correlation functions of these operators in momentum space and find that our results align with both string theory predictions and field theory calculations. Additionally, we explore the relationship between physical operators and alternative operator definitions proposed in the literature. | $T\bar{T}$ 変形 CFT は非局所共形対称性を持つことが知られており、これは変形されていない局所演算子には扱いにくい。 本論文では、2 つの異なる演算子クラスを明示的に構築する。 (i) 非局所共形対称性に関する主要な演算子であるドレス演算子と、(ii) 我々が導入する新しいタイプの局所演算子である物理演算子である。 ドレス演算子は共形対称性構造を保存するが、それ自体は非局所的である。 一方、物理演算子は局所的であり、ドレス演算子で表現できる。 我々はこれらの演算子の運動量空間における 2 点相関関数を計算し、その結果が弦理論の予測と場の理論の計算の両方と一致することを明らかにした。 さらに、物理演算子と文献で提案されている代替演算子定義との関係についても考察する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We show that the hydrodynamics of a perfect fluid admits a natural modification that incorporates a chiral gravitational anomaly (also known as a mixed gauge-gravity anomaly) alongside the chiral current anomaly. This modification introduces in parallel a gravitational and gauge Chern-Simons terms in a manner analogous to the Jackiw-Pi Chern-Simons modification of gravity, and features an axion in fluid mechanics. As a result, flows of a spinless perfect fluid acquire spin through motion, with the spin being equal to the fluid helicity. Furthermore, spacetime curvature induces an analogue of the Mathisson-Papapetrou force and a geometric counterpart of the chiral magnetic effect. | 完全流体の流体力学は、カイラルカレント異常に加えてカイラル重力異常（混合ゲージ重力異常とも呼ばれる）を組み込んだ自然な修正を許容することを示す。 この修正は、重力のジャッキー-パイ・チャーン-サイモンズ修正に類似した方法で、重力項とゲージ・チャーン-サイモンズ項を並行して導入し、流体力学におけるアクシオンを特徴付ける。 結果として、スピンのない完全流体の流れは運動を通じてスピンを獲得し、そのスピンは流体のヘリシティに等しい。 さらに、時空の曲率はマティソン-パパペトルー力の類似物と、カイラル磁気効果の幾何学的対応物を引き起こす。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| When the gravitons are created thanks to the variation of the space-time curvature the multiplicity distributions quantify the probability of producing a given number of species around the average occupation numbers of the underlying multiparticle states. The multiplicities of the relic gravitons are infinitely divisible and their analytical expressions encompass, in different regions of the physical parameters, the Poisson, Bose-Einstein, Gamma and Pascal probability distributions. Depending upon the post-inflationary timelines, the averaged multiplicities are controlled by the range of the comoving frequencies and they can be much larger in the GHz region than in the aHz domain where the temperature and polarization anisotropies of the microwave background set strict limits on the spectral energy density of the relic gravitons. Thanks to the absolute upper bound on the maximal frequency of the gravitons we can acknowledge that the averaged multiplicities are exponentially suppressed above the THz, where only few pairs of gravitons are independently created from the vacuum. The statistical properties of the produced particles can be finally interpreted in the light of the second-order interference effects and this perspective is quantitatively scrutinized by analyzing the associated quantum sensitivities. For putative instruments reaching spectral amplitudes ${\mathcal O}(10^{-35})/\sqrt{\mathrm{Hz}}$ in the MHz or GHz bands, the Bose-Einstein correlations could be used to probe the properties of cosmic gravitons and their super-Poissonian statistics. Both from the theoretical and observational viewpoint it is unjustified to require the same sensitivities (e.g. ${\mathcal O}(10^{-21})/\sqrt{\mathrm{Hz}}$) in the kHz and GHz domains. | 時空曲率の変化によって重力子が生成される場合、多重度分布は、基礎となる多粒子状態の平均占有数の周囲で、与えられた数の種が生成される確率を定量化する。 残存重力子の多重度は無限に分割可能であり、その解析的表現は、物理パラメータの異なる領域において、ポアソン分布、ボーズ・アインシュタイン分布、ガンマ分布、パスカル分布を包含する。 インフレーション後のタイムラインに依存して、平均多重度は共動周波数の範囲によって制御され、マイクロ波背景放射の温度と偏光異方性が残存重力子のスペクトルエネルギー密度に厳しい制限を課すaHz領域よりも、GHz領域でははるかに大きくなる可能性がある。 重力子の最大周波数の絶対的な上限のおかげで、THzを超える周波数では平均多重度が指数関数的に抑制され、真空から独立して生成される重力子対はわずか数対に過ぎないことがわかる。 生成される粒子の統計的性質は、最終的には二次干渉効果の観点から解釈することができ、この観点は関連する量子感度を解析することによって定量的に精査される。 MHz帯またはGHz帯でスペクトル振幅${\mathcal O}(10^{-35})/\sqrt{\mathrm{Hz}}$に達すると想定される機器の場合、ボーズ・アインシュタイン相関を用いて宇宙重力子の特性とその超ポアソン統計を調べることができる。 理論的観点からも観測的観点からも、kHz領域とGHz領域で同じ感度（例えば、${\mathcal O}(10^{-21})/\sqrt{\mathrm{Hz}}$）を要求することは不当である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The diffeomorphism covariance is a fundamental property of General Relativity which leads to the fact that the same solution of Einstein equation can be given in completely distinct forms in different coordinates system. Distinguishing or identifying two metrics as solutions of Einstein equation is particularly challenging. In a recent paper arXiv:2503.14586 [hep-th], it is proposed to apply the relations of different Weyl invariants to distinguish solutions. In this note, we present a complementary application of the Weyl invariants. We verify from Weyl invariants that two metrics with completely different forms are the same solution. We also present the coordinates transformation that connects the two metrics. | 微分同相共変性は一般相対性理論の基本的な性質であり、これはアインシュタイン方程式の同じ解が異なる座標系では全く異なる形で与えられるという事実につながる。 アインシュタイン方程式の解として2つの計量を区別または識別することは特に困難である。 最近の論文arXiv:2503.14586 [hep-th]では、異なるワイル不変量の関係を適用して解を区別することが提案されている。 本稿では、ワイル不変量の相補的な応用を示す。 ワイル不変量から、全く異なる形を持つ2つの計量が同じ解であることを証明し、また、2つの計量を結び付ける座標変換も示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We compute the joint distribution of two consecutive eigenphase spacings and their ratio for Haar-distributed $\mathrm{U}(N)$ matrices (the circular unitary ensemble) using our framework for J\'{a}nossy densities in random matrix theory, formulated via the Tracy-Widom system of nonlinear PDEs. Our result shows that the leading finite-$N$ correction in the gap-ratio distribution relative to the universal sine-kernel limit is of $\mathcal{O}(N^{-4})$, reflecting a nontrivial cancellation of the $\mathcal{O}(N^{-2})$ part present in the joint distributions of consecutive spacings. This finding suggests the potential to extract subtle finite-size corrections from the energy spectra of quantum-chaotic systems and explains why the deviation of the gap-ratio distribution of the Riemann zeta zeros $\{1/2+i\gamma_n\}, \gamma_n\approx T\gg1$ from the sine-kernel prediction scales as $\left(\log(T/2\pi)\right)^{-3}$. | 我々は、非線形偏微分方程式のTracy-Widom系を用いて定式化されたランダム行列理論におけるJ\'{a}nossy密度の枠組みを用いて、Haar分布$\mathrm{U}(N)$行列（円ユニタリー集団）の連続する2つの固有位相間隔の結合分布とその比を計算する。 結果は、ギャップ比分布における有限$N$補正の主たる値は、普遍正弦核極限に対して$\mathcal{O}(N^{-4})$であり、連続する間隔の結合分布に存在する$\mathcal{O}(N^{-2})$部分の非自明な打ち消しを反映していることを示す。 この発見は、量子カオス系のエネルギースペクトルから微妙な有限サイズの補正を抽出できる可能性を示唆し、リーマンゼータ零点のギャップ比分布 $\{1/2+i\gamma_n\}, \gamma_n\approx T\gg1$ の正弦核予測からの偏差が、$\left(\log(T/2\pi)\right)^{-3}$ に比例する理由を説明します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We discuss a large class of non-relativistic continuum field theories where the Euclidean spatial symmetry of the classical theory is violated in the quantum theory by an Adler-Bell-Jackiw-like anomaly. In particular, the continuous translation symmetry of the classical theory is broken in the quantum theory to a discrete symmetry. Furthermore, that discrete symmetry is extended by an internal symmetry, making it non-Abelian. This presentation streamlines and extends the discussion in [1]. In an Appendix, we present an elementary introduction to 't Hooft and Adler-Bell-Jackiw anomalies using a well-known system. | 我々は、非相対論的連続体場の理論の広範なクラスについて議論する。 このクラスでは、古典理論のユークリッド空間対称性が量子理論においてアドラー・ベル・ジャッキウ的異常によって破れている。 特に、古典理論の連続並進対称性は量子理論では離散対称性へと破れている。 さらに、この離散対称性は内部対称性によって拡張され、非アーベル的となる。 本発表は、[1]での議論を簡潔にし、拡張する。 付録では、よく知られたシステムを用いて、't Hooft 異常とアドラー・ベル・ジャッキウ異常の初歩的な紹介を行う。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We demonstrate the importance of relativistic corrections for the study of the stability of $(2+1)$-dimensional non-topological solitons with quartic self-interaction in the low-energy limit. This result is explained by the restoration of conformal symmetry in the non-relativistic limit. Particularly, the corresponding cubic Gross-Pitaevskii equation supports scale-free non-topological solitons. An unbroken conformal symmetry provides the additional degeneration that allows for the exact result for the energy and angular momentum of the stationary classical solutions. We study the violation of conformal symmetry by relativistic corrections. The emergence of exponentially growing modes on the classical background is demonstrated using analytical approximations and numerical calculations. | 低エネルギー極限において、4次の自己相互作用を持つ(2+1)次元非位相ソリトンの安定性を研究する上で、相対論的補正が重要であることを示す。 この結果は、非相対論的極限における共形対称性の回復によって説明される。 特に、対応する3次グロス-ピタエフスキー方程式は、スケールフリーな非位相ソリトンを支持する。 破れていない共形対称性は、定常古典解のエネルギーと角運動量の正確な結果を可能にする追加の退化をもたらす。 我々は、相対論的補正による共形対称性の破れを研究する。 古典的背景における指数関数的に増加するモードの出現を、解析的近似と数値計算を用いて示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| In this work, we explore primordial black holes (PBH) formation scenario during the post-inflationary preheating stage dominated by the inflaton field. We consider, in particular, a model-independent parametrization of the Gaussian peak inflationary power spectrum that leads to amplified inflationary density fluctuations before the end of inflation. These modes can reenter the horizon during preheating and could experience instabilities that trigger the production of PBH. This is estimated with the Khlopov-Polnarev (KP) formalism that takes into account non-spherical effects. We derive an accurate analytical expression for the mass fraction under the KP formalism that fits well with the numerical evaluation. Particularly, we focus on ultra-light PBH of masses $M_{\text{PBH}}<10^9g$ and study their evolution and (possible) dominance after the decay of the inflation field into radiation and before the PBH evaporation via Hawking radiation. These considerations alter the previous estimates of induced gravitational waves (GWs) from PBH dominance and set new targets for detecting stochastic GW backgrounds with future detectors, provided that these achieve significantly enhanced experimental sensitivity, as current planned instruments do not yet possess sufficient sensitivity for detection. | 本研究では、インフレーション後の予熱段階、特にインフレーション場が支配的な段階における原始ブラックホール（PBH）形成シナリオを探求する。 特に、インフレーション終結前に増幅されたインフレーション密度変動をもたらす、ガウスピークのインフレーションパワースペクトルのモデル非依存なパラメータ化を考察する。 これらのモードは予熱中に地平線に再突入し、PBH生成の引き金となる不安定性を経験する可能性がある。 これは、非球面効果を考慮したクロポフ・ポルナレフ（KP）形式論を用いて推定される。 KP形式論に基づく質量分率の正確な解析的表現を導出し、数値評価とよく一致する。 特に、質量$M_{\text{PBH}10^9g$の超軽量PBHに焦点を当て、インフレーション場が放射に崩壊した後、ホーキング放射によってPBHが蒸発するまでの期間における、その進化と（可能性のある）優位性を研究する。 これらの考察は、PBH優位性による誘導重力波（GW）のこれまでの推定値を変えるものであり、将来の検出器で確率的重力背景を検出するための新たな目標を設定する。 ただし、現在計画されている装置はまだ検出に十分な感度を有していないため、将来の検出器が実験感度を大幅に向上させることが前提となる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We revisit the Ricci-flat metrics in four dimensions that are stationary and algebraically special, together with the locally asymptotically flat conditions in the generalized Bondi-Sachs framework. We show that the Einstein equation is reduced to Laplacian equation on the celestial sphere. The solutions consist of two pairs of arbitrary holomorphic and antiholomorphic functions analogous to the Virasoro modes. We prove that the higher modes of one pair of the (anti-)holomorphic function contain an infinite tower of soft hairs from the perspectives of the asymptotic supertranslation charges. We verify that different modes of the soft hairs are distinct solutions which cannot be connected by diffeomorphism from the Weyl invariants associated to the solutions. | 一般化されたボンディ・サックス枠組みにおいて、定常かつ代数的に特殊である4次元のリッチ平坦計量と、局所漸近平坦条件を再検討する。 アインシュタイン方程式が天球上のラプラシアン方程式に縮約されることを示す。 解は、ヴィラソロモードに類似した任意の正則関数と反正則関数の2組からなる。 （反）正則関数の1組の高次モードには、漸近的超並進電荷の観点から、ソフトヘアの無限の塔が含まれることを証明する。 ソフトヘアの異なるモードは、解に付随するワイル不変量から、微分同相写像によって接続できない異なる解であることを確認する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| In this paper, we investigate the highest weight representation (HWR) of the three and four-dimensional Bondi-Metzner-Sachs (BMS) algebra realized on the codimension-two boundary of asymptotic flat spacetime (AFS). In such a realization, the action of supertranslation shifts the conformal weight of the highest-weight states. As a result, there is no extra quantum number relating to the supertranslation. We construct the highest-weight BMS modules and compute their characters. We show that the vacuum character of BMS$_3$ exactly agrees with the 1-loop partition function of three-dimensional asymptotic flat gravity. We expect the vacuum character of BMS$_4$ may shed light on the flat holography in four dimensions. | 本論文では、漸近平坦時空（AFS）の余次元2境界上で実現される3次元および4次元ボンディ・メッツナー・サックス（BMS）代数の最高重み表現（HWR）を調査する。 このような実現では、超並進作用により最高重み状態の共形重みがシフトする。 結果として、超並進に関連する余分な量子数は存在しない。 最高重みBMS加群を構築し、その特性を計算する。 BMS$_3$の真空特性が、3次元漸近平坦重力の1ループ分割関数と正確に一致することを示す。 BMS$_4$の真空特性が、4次元の平坦ホログラフィーの解明に光を当てる可能性があると期待される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the two-point field-strength correlation $g^2 \langle G_{\mu\nu}^a(s)G^b_{\alpha\beta}(s') \rangle$ in the Landau gauge in SU(2) and SU(3) quenched lattice QCD, as well as the gluon propagator $g^2 \langle A_\mu^a (s)A_\nu^b(s') \rangle$. The Landau-gauge gluon propagator $g^2 \langle A_\mu^a (s)A_\mu^a(s') \rangle$ is well described by the Yukawa-type function $e^{-mr}/r$ with $r\equiv |s-s'|$ for $r=0.1-1.0~{\rm fm}$ in both SU(2) and SU(3) QCD. Next, motivated by color-magnetic instabilities in the QCD vacuum, we investigate the perpendicular-type color-magnetic correlation, $C_{\perp}(r) \equiv g^2\langle H_z^a(s)H_z^a(s + r \hat \perp)) \rangle$ ($\hat \perp$: unit vector on the $xy$-plane), and the parallel-type one, $C_{\parallel}(r) \equiv g^2 \langle H_z^a(s)H_z^a(s + r \hat \parallel) \rangle$ ($\hat \parallel$: unit vector on the $tz$-plane). These two quantities reproduce all the correlation of $g^2\langle G^a_{\mu\nu}(s)G^b_{\alpha\beta}(s')\rangle$, due to the Lorentz and global SU($N_c$) color symmetries in the Landau gauge. Curiously, the perpendicular-type color-magnetic correlation $C_{\perp}(r)$ is found to be always negative for arbitrary $r$, except for the same-point correlation. In contrast, the parallel-type color-magnetic correlation $C_{\parallel}(r)$ is always positive. In the infrared region of $r \gtrsim 0.4~{\rm fm}$, $C_{\perp}(r)$ and $C_{\parallel}(r)$ strongly cancel each other, which leads to a significant cancellation in the sum of the field-strength correlations as $\sum_{\mu, \nu} g^2\langle G^a_{\mu\nu}(s)G^a_{\mu\nu}(s')\rangle \propto C_{\perp}(|s-s'|)+ C_{\parallel}(|s-s'|) \simeq 0$. Finally, we decompose the field-strength correlation into quadratic, cubic and quartic terms of the gluon field $A_\mu$ in the Landau gauge. | SU(2)およびSU(3)クエンチ格子QCDにおけるランダウゲージの2点場強度相関$g^2 \langle G_{\mu\nu}^a(s)G^b_{\alpha\beta}(s') \rangle$、およびグルーオン伝播関数$g^2 \langle A_\mu^a (s)A_\nu^b(s') \rangle$を研究する。 ランダウゲージグルーオン伝播関数$g^2 \langle A_\mu^a (s)A_\mu^a(s') \rangle$は、SU(2)およびSU(3)QCDの両方において、$r=0.1-1.0~{\rm fm}$のとき、湯川型関数$e^{-mr}/r$および$r\equiv |s-s'|$によってよく記述される。 次に、QCD真空中のカラー磁気不安定性に着目し、垂直型のカラー磁気相関$C_{\perp}(r) \equiv g^2\langle H_z^a(s)H_z^a(s + r \hat \perp)) \rangle$（$\hat \perp$：$xy$平面上の単位ベクトル）、および平行型のカラー磁気相関$C_{\parallel}(r) \equiv g^2 \langle H_z^a(s)H_z^a(s + r \hat \parallel) \rangle$（$\hat \parallel$：$tz$平面上の単位ベクトル）を調べる。 これらの2つの量は、ランダウゲージにおけるローレンツ対称性とSU($N_c$)グローバルカラー対称性により、$g^2\langle G^a_{\mu\nu}(s)G^b_{\alpha\beta}(s')\rangle$の相関をすべて再現します。 興味深いことに、垂直型のカラー磁気相関$C_{\perp}(r)$は、同一点相関を除いて、任意の$r$に対して常に負であることが分かっています。 一方、平行型のカラー磁気相関$C_{\parallel}(r)$は常に正です。 $r \gtrsim 0.4~{\rm fm}$ の赤外領域では、$C_{\perp}(r)$ と $C_{\parallel}(r)$ は互いに強く打ち消し合い、その結果、$\sum_{\mu, \nu} g^2\langle G^a_{\mu\nu}(s)G^a_{\mu\nu}(s')\rangle \propto C_{\perp}(|s-s'|)+ C_{\parallel}(|s-s'|) \simeq 0$ となるように、場の強度相関の和が大きく打ち消される。 最後に、この場の強度相関を、ランダウゲージにおけるグルーオン場 $A_\mu$ の2次、3次、4次の項に分解する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| By measuring, modeling and interpreting cosmological datasets, one can place strong constraints on models of the Universe. Central to this effort are summary statistics such as power spectra and bispectra, which condense the high-dimensional data into low-dimensional representations. In this work, we introduce a modern set of estimators for computing such statistics from three-dimensional clustering data, and provide a flexible Python/Cython implementation; PolyBin3D. Working in a maximum-likelihood formalism, we derive general estimators for the two- and three-point functions, which yield unbiased spectra regardless of the survey mask and weighting scheme. These can be directly compared to theory without the need for mask-convolution. Furthermore, we present a numerical scheme for computing the optimal (minimum-variance) estimators for a given survey, which is shown to reduce error-bars on large-scales. Our Python package includes both general "unwindowed" estimators and their idealized equivalents (appropriate for simulations), each of which are efficiently implemented using fast Fourier transforms and Monte Carlo summation tricks, and additionally supports GPU acceleration using JAX. These are extensively validated in this work, with Monte Carlo convergence (relevant for masked data) achieved using only a small number of iterations (typically $<10$ for bispectra). This will allow for fast and unified measurement of two- and three-point functions from current and upcoming survey data. | 宇宙論データセットを測定、モデル化、解釈することで、宇宙モデルに強い制約を課すことができます。 この取り組みの中心となるのは、パワースペクトルやバイスペクトルといった要約統計量であり、これらは高次元データを低次元表現に凝縮します。 本研究では、3次元クラスタリングデータからこのような統計量を計算するための最新の推定量セットを導入し、柔軟なPython/Cython実装であるPolyBin3Dを提供します。 最大尤度形式を用いて、サーベイマスクや重み付けスキームに関わらず、不偏スペクトルを生成する2点および3点関数の一般推定量を導出します。 これらの推定量は、マスク畳み込みを必要とせずに理論と直接比較できます。 さらに、与えられたサーベイに対して最適な（最小分散）推定量を計算するための数値スキームを提示し、大規模スケールにおいてエラーバーを縮小することを示しています。 私たちのPythonパッケージには、一般的な「ウィンドウなし」推定量と、その理想的な同等物（シミュレーションに適したもの）の両方が含まれており、それぞれ高速フーリエ変換とモンテカルロ法による加算手法を用いて効率的に実装されており、さらにJAXを用いたGPUアクセラレーションもサポートしています。 これらは本研究で徹底的に検証されており、モンテカルロ収束（マスクされたデータに関連）は、わずかな反復回数（バイスペクトルでは通常10回未満）で達成されています。 これにより、現在および今後の調査データから、2点関数と3点関数を迅速かつ統一的に測定できるようになります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In order to preserve the leading role of the action principle in formulating all field theories one needs quantum field theory, with the associated BRST symmetry, and Feynman-DeWitt-Faddeev-Popov ghost fields. Such fields result from the fibre-bundle structure of the space of histories, but the physics-oriented literature used them formally because a rigorous theory of measure and integration was lacking. Motivated by this framework, this paper exploits previous work of Gill and Zachary, where the use of Banach spaces for the Feynman integral was proposed. The Henstock-Kurzweil integral is first introduced, because it makes it possible to integrate functions like the exponential of (i times x squared). The Lebesgue measure on R(infinity) is then built and used to define the measure on every separable Hilbert space. The subsequent step is the construction of a new Hilbert space KS2, which contains square-integrable functions on R**n as a continuous dense embedding, and contains both the test functions and their dual, the Schwartz space of distributions, as continuous embeddings. This space allows us to construct the Feynman path integral in a manner that maintains its intuitive and computational advantages. We also extend this space to KS2[H], where H is any separable Banach space. Last, the existence of a unique universal definition of time, tau(h), that we call historical time, is proved. We use tau(h) as the order parameter for our construction of Feynman's time ordered operator calculus, which in turn is used to extend the path integral in order to include all time dependent groups and semigroups with a kernel. | 全ての場の理論を定式化する際に作用原理の主導的役割を維持するためには、量子場の理論、それに伴うBRST対称性、そしてファインマン-ドウィット-ファデーエフ-ポポフのゴースト場が必要となる。 このような場は履歴空間のファイバー束構造に由来するが、物理学志向の文献では、厳密な測度と積分理論が欠如していたため、正式に用いられてきた。 この枠組みに着想を得て、本論文では、ファインマン積分にバナッハ空間を用いることを提案したギルとザカリーの先行研究を活用する。 ヘンストック-カーツワイル積分が最初に導入される。 これは、(i×xの2乗)の指数関数のような関数の積分を可能にするためである。 次に、R(無限大)上のルベーグ測度が構築され、あらゆる可分ヒルベルト空間上の測度を定義するために用いられる。 次のステップは、新しいヒルベルト空間 KS2 の構築です。 KS2 は、R**n 上の二乗可積分関数を連続稠密埋め込みとして含み、また、テスト関数とその双対であるシュワルツ超関数空間を連続埋め込みとして含みます。 この空間を用いることで、直感的かつ計算上の利点を維持したまま、ファインマン経路積分を構成することができます。 また、この空間を KS2[H] に拡張します。 ここで、H は任意の可分バナッハ空間です。 最後に、時間の唯一の普遍定義 tau(h) の存在が証明されます。 これを歴史時間と呼びます。 tau(h) は、ファインマンの時間順序作用素計算の構築における順序パラメータとして用いられ、この順序パラメータは、経路積分を拡張して、核を持つすべての時間依存群と半群を含むようにするために用いられます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the formation of primordial black holes (PBHs) from the collapse of density perturbations induced by primordial gravitational waves (PGWs). The PGWs' interpretation of the stochastic gravitational wave background (SGWB) detected by the Pulsar Timing Array (PTA) corresponds to PBHs formation in the mass range $[10^{-12}-10^{-3}] M_{\odot}$. Importantly, our analysis shows that PGWs' interpretation of recent PTA data remains viable, as it does not lead to PBH overproduction. We derive the amplitude of PGWs by leveraging existing constraints on the PBH abundance across a wide mass range. Notably, these constrained amplitudes predict SGWB signals that would be detectable by future gravitational wave observatories. | 原始重力波（PGW）によって引き起こされる密度擾乱の崩壊による原始ブラックホール（PBH）の形成を研究する。 パルサー・タイミング・アレイ（PTA）によって検出された確率的重力波背景放射（SGWB）に対するPGWの解釈は、質量範囲$[10^{-12}-10^{-3}] M_{\odot}$におけるPBHの形成に対応する。 重要な点として、我々の解析は、PGWによる最近のPTAデータの解釈がPBHの過剰生成につながらないため、依然として有効であることを示している。 我々は、広い質量範囲にわたるPBH存在量に対する既存の制約条件を利用して、PGWの振幅を導出した。 特に、これらの制約条件付き振幅は、将来の重力波観測所によって検出可能となるであろうSGWB信号を予測する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we investigate the universal thermodynamic characteristics of black hole phase transitions in the low-temperature limit. Our results reveal that, far below the critical point, the near zero-temperature region also exhibits universal properties. By employing the Maxwell equal area law and analyzing the coexistence curve of black hole phase transitions, we derive three universal exponents: $\alpha=1$, $\beta=2$, and $\gamma=d-3$, where $d$ represents the spacetime dimension number. Furthermore, additional studies show that these exponents remain unchanged regardless of the black hole's charge and spin. These universal exponents provide valuable insights into enhancing our understanding of black hole thermodynamic phase transitions in low temperature and shed light on the fundamental aspects of quantum gravity. | 本研究では、低温極限におけるブラックホール相転移の普遍的な熱力学的特性を調査する。 その結果、臨界点よりはるかに低い温度領域においても、零温度近傍領域において普遍的な特性が見られることが明らかになった。 マクスウェルの等面積則を用い、ブラックホール相転移の共存曲線を解析することで、3つの普遍指数、$\alpha=1$、$\beta=2$、$\gamma=d-3$を導出した。 ここで、$d$は時空次元数を表す。 さらに、追加研究により、これらの指数はブラックホールの電荷とスピンに関わらず不変であることが示された。 これらの普遍指数は、低温におけるブラックホールの熱力学的相転移の理解を深める上で貴重な知見を提供し、量子重力の基礎的側面に光を当てるものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present multi-fermions in the spherically symmetric Einstein--Dirac system. Dirac fermions are self-localized within a spherically symmetric Einstein gravity, i.e., the Schwarzschild-like space-time metric. Most of previous studies of the Einstein--Dirac system are restricted to two neutral fermions or to many fermions with the same high-angular momentum filling a single shell. Our model considers full-filling of fermions in multiple shells, similarly to the conventional nuclear shell model. We solve the model for fermion numbers $N_\textrm{f}=2,6,12$ and $20$, which can realize a spherically-symmetric system. Even single-shell multi-fermions exhibit a multi-peak structure and fragmentation in the high redshift region. The behavior observed in our multi-shell model can be explained by interactions between the shells and resulting delocalization. We also investigate the pressure of the solutions which defines the existence (or absence) of inter-shell interactions. The radial pressure is attractive, supporting compactness of the solutions. Finally, we show the correlations between the nontrivial changes in the Shannon entropy (a logarithmic measure of information content) and the structural deformations of the solutions. | 球対称アインシュタイン-ディラック系における多重フェルミオンを考察する。 ディラックフェルミオンは、球対称アインシュタイン重力、すなわちシュワルツシルト型時空計量内に自己局在する。 これまでのアインシュタイン-ディラック系研究のほとんどは、2つの中性フェルミオン、または単一の殻を満たす同じ高角運動量を持つ多数のフェルミオンに限定されている。 我々のモデルは、従来の原子核殻モデルと同様に、複数の殻におけるフェルミオンの完全充填を考慮する。 球対称系を実現できるフェルミオン数$N_\textrm{f}=2, 6, 12$、および$20$についてモデルを解く。 単一殻の多重フェルミオンですら、高赤方偏移領域において多重ピーク構造とフラグメンテーションを示す。 我々の多殻モデルで観測される挙動は、殻間の相互作用とその結果生じる非局在化によって説明できる。 また、殻間相互作用の有無を規定する解の圧力についても調査する。 ラジアル圧力は引力であり、解のコンパクト性を支持する。 最後に、シャノンエントロピー（情報量の対数的尺度）の非自明な変化と解の構造変形との間の相関関係を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Gravitational wave (GW) observations offer a promising probe of new physics associated with a first-order electroweak phase transition. Precision studies of the Higgs potential, including Fisher matrix analyses, have been extensively conducted in this context. However, significant theoretical uncertainties in the GW spectrum, particularly those due to renormalization scale dependence in the conventional daisy-resummed approach, have cast doubt on the reliability of such precision measurements. These uncertainties have been highlighted using the Standard Model Effective Field Theory (SMEFT) as a benchmark. To address these issues, we revisit Fisher matrix analyses based on the daisy-resummed approach, explicitly incorporating renormalization scale uncertainties. We then reassess the prospects for precise new physics measurements using GW observations. Adopting the SMEFT as a benchmark, we study the effects of one-loop RGE running of dimension-six operators on the Higgs effective potential via the Higgs self-couplings, top Yukawa coupling, and gauge couplings, in addition to the SMEFT tree-level effects. We find that future GW observations can remain sensitive to various dimension-six SMEFT effects, even in the presence of renormalization scale uncertainties, provided that the SMEFT $(H^{\dagger}H)^3$ operator is precisely measured, e.g., by future collider experiments. | 重力波（GW）観測は、一次電弱相転移に関連する新物理の有望な探査手段となる。 この文脈において、フィッシャー行列解析を含むヒッグスポテンシャルの精密研究が広く行われてきた。 しかし、重力スペクトルにおける大きな理論的不確かさ、特に従来のデイジー再加算法における繰り込みスケール依存性に起因する不確かさが、このような精密測定の信頼性に疑問を投げかけている。 これらの不確かさは、標準模型有効場理論（SMEFT）をベンチマークとして用いて強調されてきた。 これらの問題に対処するため、我々は繰り込みスケールの不確かさを明示的に組み込んだデイジー再加算法に基づくフィッシャー行列解析を再検討する。 そして、重力観測を用いた精密な新物理測定の見通しを再評価する。 SMEFTをベンチマークとして採用し、6次元演算子の1ループRGE実行が、ヒッグス自己結合、トップ湯川結合、ゲージ結合、そしてSMEFTツリーレベル効果を介してヒッグス有効ポテンシャルに与える影響を調べる。 将来の重力波観測は、たとえ繰り込みスケールの不確実性が存在する場合でも、SMEFT $(H^{\dagger}H)^3$演算子が将来の衝突型加速器実験などで精密に測定される限り、様々な6次元SMEFT効果に対して敏感であり続ける可能性があることがわかった。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Axions have emerged as compelling candidates for describing the dark sector of the Universe. In this work, we explore quintessence models inspired by axion-like potentials as a dynamical alternative to the cosmological constant. These models naturally exhibit a tracking behaviour, reducing the need for fine-tuned initial conditions. We perform a Markov chain Monte Carlo (MCMC) analysis on a complete cosmological dataset of Planck PR4 cosmic microwave background (CMB), DESI DR1 baryon acoustic oscillation (BAO), Pantheon+ type Ia supernovae, low-$z$ Cepheid anchors, and DES Y1 large scale structure measurement. Unfortunately, neither the Hubble tension nor the $S_8$ tension is eased. The model does reach parity with $\Lambda$CDM model statistically according to DIC, WAIC and Bayesian ratio, suggesting that a quintessence model may still help with the cosmic tension by further extending the model we have investigated. | アクシオンは、宇宙のダークセクターを記述する有力な候補として浮上している。 本研究では、アクシオン型ポテンシャルに着想を得たクインテッセンスモデルを、宇宙定数の力学的代替として探求する。 これらのモデルは自然に追跡挙動を示すため、初期条件の微調整の必要性が低減する。 プランクPR4宇宙マイクロ波背景放射（CMB）、DESI DR1重粒子音響振動（BAO）、パンテオン+Ia型超新星、低zセファイドアンカー、およびDES Y1大規模構造測定からなる完全な宇宙論データセットに対し、マルコフ連鎖モンテカルロ（MCMC）解析を行う。 残念ながら、ハッブル・テンションもS8テンションも緩和されない。 このモデルは、DIC、WAIC、ベイズ比によれば統計的に$\Lambda$CDMモデルと同等であり、これは、我々が調査したモデルをさらに拡張することで、クインテッセンスモデルが宇宙の張力の解析に役立つ可能性があることを示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We elaborate further on the backreaction of Dirac matter in the SYK framework, incorporating non-Gaussian coupling distributions and bulk fermion mass effects. Our study analyzes quartic matter couplings generated by a non-Gaussian distribution as an illustrative example. The introduction of bulk-fermion mass alters the boundary coupling between the Dirac and Majorana fermions. The averaged adjacent gap ratio is sensitive to the distribution of random couplings, which remains independent of the Hamiltonian's symmetry. The generalization of the SYK model to non-Gaussian distributions and the inclusion of bulk fermion mass remain qualitatively similar to the Gaussian and massless cases. Key deviations manifest only in the time scales for the linear ramp in the spectral form factor and entanglement entropy saturation. | SYKフレームワークにおけるディラック物質の反作用について、非ガウス分布結合分布とバルクフェルミオン質量効果を組み込んだ上で、さらに詳しく説明する。 本研究では、非ガウス分布によって生成される4次物質結合を例として解析する。 バルクフェルミオン質量の導入は、ディラックフェルミオンとマヨラナフェルミオン間の境界結合を変化させる。 平均隣接ギャップ比はランダム結合の分布に敏感であるが、これはハミルトニアンの対称性とは無関係である。 SYKモデルの非ガウス分布への一般化とバルクフェルミオン質量の組み込みは、ガウス分布および質量ゼロの場合と定性的に類似している。 重要な差異は、スペクトル形状因子とエンタングルメントエントロピー飽和における線形ランプの時間スケールにのみ現れる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Klein-Gordon and Dirac equation for a massive charged field in a uniform electric field has a symmetry of two-dimensional global de Sitter (dS) and anti-de Sitter (AdS) space. In the in-out formalism the mean numbers of spinors (spin-1/2 fermions) and scalars (spin-0 bosons) spontaneously produced by the uniform electric field are exactly found from the Bogoliubov relations both in the global and planar coordinates of (A)dS$_2$ space. We show that the uniform electric field enhances the production of charged spinor and scalar pairs in the planar and global dS space while the AdS space reduces the pair production in which weak electric fields below the Breitenlohner-Freedman (BF) bound prohibits pair production. The leading Boltzmann factor in dS space can be written as the Gibbons-Hawking radiation or Schwinger effect with e-folding factors less than one that give the QED effect or the curvature effect. We observe that dS$_2$ and AdS$_2$ spaces are connected by QED, such as a reciprocal relation between the mean number of spinors and scalars provided that the spacetime curvature is analytically continued. The leading behavior of the mean numbers for spinors and scalars is explained as a sum of contour integrals of the frequency in the phase-integral formulation. | 均一電場中の質量を持つ荷電場に対するクライン・ゴルドン＝ディラック方程式は、2次元大域ド・ジッター (dS) 空間と反ド・ジッター (AdS) 空間の対称性を持つ。 in-out 形式において、均一電場によって自発的に生成されるスピノル（スピン 1/2 フェルミオン）とスカラー（スピン 0 ボソン）の平均数は、(A)dS$_2$ 空間の大域座標と平面座標の両方において、ボゴリュボフの関係式から正確に求められる。 均一電場は平面および大域 dS 空間において荷電スピノル対と荷電スカラー対の生成を促進する一方、AdS 空間は対生成を減少させることを示す。 AdS 空間では、ブライテンローナー＝フリードマン (BF) 境界以下の弱い電場が対生成を禁じる。 dS空間における主要なボルツマン因子は、QED効果または曲率効果を与える1未満のe-folding因子を持つギボンズ-ホーキング放射またはシュウィンガー効果として記述できます。 時空曲率が解析的に連続しているという仮定のもと、dS$_2$空間とAdS$_2$空間は、スピノルとスカラーの平均数の間に逆数関係があるなど、QEDによって接続されていることがわかります。 スピノルとスカラーの平均数のこの主要な振る舞いは、位相積分定式における周波数の等高線積分の和として説明されます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we investigate pure geometric $f(R)$ cosmology branes embedded in five-dimensional spacetime. The form of $f(R)$ is chosen as a polynomial. The Five-dimensional scalar curvature $R$ is assumed to be constant. Based on the value of the four-dimensional cosmological constant $\lambda_4$, the branes can be classified into Minkowski, de Sitter, and de anti-de Sitter cases. Solutions for each case can be calculated. These solutions are stable against linear tensor perturbations in all cases. In the Minkowski brane case, the zero mode of gravity can be localized on the brane. In the de Sitter brane case, the zero mode and one massive Kaluza-Klein mode can be localized on the brane. In the anti-de Sitter brane case, all massive Kaluza-Klein modes can be localized on the brane. The results of the analysis of tensor fluctuations are the same in both the Einstein frame and the Jordan frame. | 本論文では、5次元時空に埋め込まれた純粋幾何学的$f(R)$宇宙論ブレーンを解析する。 $f(R)$の形は多項式として選ばれる。 5次元スカラー曲率$R$は定数と仮定する。 4次元宇宙定数$\lambda_4$の値に基づいて、ブレーンはミンコフスキー、ド・ジッター、および反ド・ジッターの場合に分類できる。 それぞれの場合の解を計算することができる。 これらの解は、すべての場合において線形テンソル摂動に対して安定である。 ミンコフスキー・ブレーンの場合、重力のゼロモードはブレーン上に局在することができる。 ド・ジッター・ブレーンの場合、ゼロモードと1つの質量を持つカルツァ＝クライン・モードはブレーン上に局在することができる。 反ド・ジッター・ブレーンの場合、すべての質量を持つカルツァ＝クライン・モードはブレーン上に局在することができる。 テンソル変動の解析結果は、アインシュタイン座標系とジョルダン座標系の両方で同じです。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider N=1 supersymmetric systems in d=4, 6 and 10 dimensions which consist of reducible bosonic and fermionic massless representations of the Poincare group. We show in detail how to decompose the corresponding Lagrangians into a sum of Lagrangians for irreducible representations of the Poincare group. We also outline a modification of this procedure in the case of an anti-de Sitter background. | 我々は、d=4、6、10次元のN=1超対称系を考察する。 これらは、ポアンカレ群の既約なボゾン的およびフェルミオン的質量零表現から構成される。 対応するラグランジアンを、ポアンカレ群の既約な表現のラグランジアンの和に分解する方法を詳細に示す。 また、反ド・ジッター背景の場合におけるこの手順の修正についても概説する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Previously identified integrable boundary states in ABJM theory are exclusively achiral. This paper presents the first chiral integrable boundary states in the $SU(4)$ alternating spin chain from the planar two-loop dilatation operator in the scalar sector. Utilizing a sufficient condition for the untwisted integrable condition, we identify specific two-site and four-site basis boundary states as chiral integrable states. Numerical evidence indicates that other basis states are unlikely to be chiral integrable. Furthermore, we compute the overlaps between these chiral integrable basis states and on-shell Bethe eigenstates. | ABJM理論においてこれまで同定されていた可積分境界状態は、すべてアキラルである。 本論文では、スカラーセクターの平面2ループ膨張演算子から、$SU(4)$交代スピン鎖における初めてのカイラル可積分境界状態を提示する。 非ねじれ可積分条件の十分条件を用いて、特定の2サイトおよび4サイト基底境界状態をカイラル可積分状態として同定する。 数値的証拠は、他の基底状態がカイラル可積分である可能性は低いことを示している。 さらに、これらのカイラル可積分基底状態とオンシェルベーテ固有状態との重なりを計算する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Taking as a model the fact that Heisenberg's matrix mechanics was derived from Hamiltonian mechanics using the correspondence principle, we explore a class of dynamical systems involving discrete variables, with Nambu mechanics as the starting point. Specifically, we reconstruct an extended version of matrix mechanics that describes dynamical systems possessing physical quantities expressed through generalized matrices. Furthermore, we reconfirm that a multiple commutator involving generalized matrices can serve as a discrete (quantized) version of the Nambu bracket or the Jacobian. | ハイゼンベルクの行列力学が対応原理を用いてハミルトン力学から導かれたという事実をモデルとして、南部力学を出発点として、離散変数を含む力学系のクラスを探求する。 具体的には、一般化行列で表される物理量を持つ力学系を記述する行列力学の拡張版を再構築する。 さらに、一般化行列を含む多重交換子が、南部括弧またはヤコビアンの離散（量子化）版として機能できることを再確認する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The time-like structure of the four-dimensional asymptotically flat Horndeski black holes is studied in detail. Focusing on the motion of massive neutral test particles, we construct the corresponding effective potential and classify the admissible types of orbits. The equations of motion are solved analytically, yielding trajectories expressed in terms of Weierstrass elliptic functions and elementary functions. As an application, we compute the perihelion precession as a classical test of gravity within the Solar System and use it to place observational constraints on the coupling parameter between the scalar field and gravity. | 4次元漸近平坦なホルンデスキーブラックホールの時間的構造を詳細に研究する。 質量を持つ中性テスト粒子の運動に焦点を当て、対応する有効ポテンシャルを構築し、許容される軌道の種類を分類する。 運動方程式を解析的に解き、ワイエルシュトラスの楕円関数と基本関数で表される軌道を得る。 応用として、太陽系内の重力の古典的なテストとして近日点歳差運動を計算し、それを用いてスカラー場と重力の結合パラメータに観測的制約を課す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Acyclonestohedra are generalisations of Stasheff associahedra and graph associahedra defined on the data of a partially ordered set or, more generally, an acyclic realisable matroid on a building set. When the acyclonestohedron is associated to a partially ordered set, it may be interpreted as arising from Chan-Paton-like factors that are only (cyclically) partially ordered, rather than (cyclically) totally ordered as for the ordinary open string. In this paper, we argue that the canonical forms of acyclonestohedra encode scattering-amplitude-like objects that factorise onto themselves, thereby extending recent results for graph associahedra. Furthermore, just as Stasheff associahedra admit truncation into cosmohedra that encode the flat-space wavefunction coefficients of $\operatorname{tr}(\phi^3)$ theory, we show the acyclonestohedra also admit a truncation into acyclonesto-cosmohedra whose canonical forms may be interpreted as encoding a generalisation of the cosmological wavefunction coefficients. As a byproduct, we provide evidence that acyclonesto-cosmohedra can be obtained as sections of graph cosmohedra. | アサイクロネストヘドロン（Acyclonestohedra）は、スタシェフ連想面体およびグラフ連想面体の一般化であり、半順序集合、あるいはより一般的には、構成集合上の非巡回実現可能マトロイドのデータに基づいて定義されます。 アサイクロネストヘドロンが半順序集合に関連付けられている場合、通常の開弦の場合のように（巡回的に）全順序ではなく、（巡回的に）半順序のみを持つチャン・パトン型因子から生じると解釈できます。 本論文では、アサイクロネストヘドロン（Acyclonestohedra）の標準形が、自身に因数分解する散乱振幅型オブジェクトを符号化していることを論じ、それによってグラフ連想面体に関する最近の結果を拡張します。 さらに、スタシェフ・アソシアヘドラが、$\operatorname{tr}(\phi^3)$理論の平坦空間波動関数係数をエンコードするコスモヘドラへの切断を許容するのと同様に、アサイクロネストヘドラも、その標準形が宇宙論的波動関数係数の一般化をエンコードしていると解釈できるアサイクロネスト・コスモヘドラへの切断を許容することを示す。 副産物として、アサイクロネスト・コスモヘドラがグラフ・コスモヘドラの切断として得られるという証拠も示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Non-stabilizerness, alongside entanglement, is a crucial ingredient for fault-tolerant quantum computation and achieving a genuine quantum advantage. Despite recent progress, a complete understanding of the generation and thermalization of non-stabilizerness in circuits that mix Clifford and non-Clifford operations remains elusive. While Clifford operations do not generate non-stabilizerness, their interplay with non-Clifford gates can strongly impact the overall non-stabilizing dynamics of generic quantum circuits. In this work, we establish a direct relationship between the final non-stabilizing power and the individual powers of the non-Clifford gates, in circuits where these gates are interspersed with random Clifford operations. By leveraging this result, we unveil the thermalization of non-stabilizing power to its Haar-averaged value in generic circuits. As a precursor, we analyze two-qubit gates and illustrate this thermalization in analytically tractable systems. Extending this, we explore the operator-space non-stabilizing power and demonstrate its behavior in physical models. Finally, we examine the role of non-stabilizing power in the emergence of quantum chaos in brick-wall quantum circuits. Our work elucidates how non-stabilizing dynamics evolve and thermalize in quantum circuits and thus contributes to a better understanding of quantum computational resources and of their role in quantum chaos. | 非安定性は、エンタングルメントと並んで、フォールトトレラントな量子計算と真の量子優位性の実現に不可欠な要素である。 近年の進歩にもかかわらず、クリフォード演算と非クリフォード演算を混在させた回路における非安定性の生成と熱化を完全に理解することは依然として困難である。 クリフォード演算は非安定性を生成しないものの、非クリフォードゲートとの相互作用は、一般的な量子回路の全体的な非安定ダイナミクスに大きな影響を与える可能性がある。 本研究では、ランダムなクリフォード演算が散在する回路において、最終的な非安定化電力と非クリフォードゲートの個々の電力との間に直接的な関係を確立する。 この結果を活用することで、一般的な回路における非安定化電力のハール平均値への熱化を明らかにする。 その前段階として、2量子ビットゲートを解析し、解析的に扱いやすい系においてこの熱化現象を実証する。 これを拡張し、演算子空間の非安定化能を探求し、物理モデルにおけるその挙動を実証する。 最後に、ブリックウォール量子回路における量子カオスの出現における非安定化能の役割を検証する。 本研究は、量子回路において非安定化ダイナミクスがどのように発展し、熱化するかを解明し、量子計算資源とそれらが量子カオスにおいて果たす役割の理解を深めることに貢献する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate a non-instantaneous reheating period in the early Universe, where the inflaton field decays exclusively to right-handed neutrinos (RHNs). The subsequent decay of these RHNs into Standard Model particles not only drives the transition to a radiation-dominated era but also generates the baryon asymmetry of the Universe via leptogenesis. In this typical reheating scenario, gravitational waves (GWs) can be produced during inflaton decay, both through bremsstrahlung and inflaton scattering processes. While GW production via bremsstrahlung dominates near the end of the reheating phase, inflaton scattering leads to a non-negligible GW contribution near the maximum temperature of the Universe. The combined GW spectrum from both decay and scattering processes lies within the sensitivity range of proposed resonant cavity experiments. This framework thus offers a compelling and unified approach to addressing neutrino mass generation, the baryon asymmetry of the Universe via leptogenesis, and probing the dynamics of a non-instantaneous reheating era. | 我々は、初期宇宙における非瞬間的な再加熱期を調査する。 この期には、インフレーション場は右巻きニュートリノ（RHN）のみに崩壊する。 その後、これらのRHNが標準模型粒子に崩壊することで、輻射優勢時代への移行が促進されるだけでなく、レプトジェネシスによって宇宙の重粒子非対称性も生成される。 この典型的な再加熱シナリオでは、インフレーションの崩壊中に、制動放射とインフレーション散乱の両方の過程を通じて重力波（GW）が生成される可能性がある。 制動放射による重力波生成は再加熱期の終期付近で支配的となるが、インフレーション散乱は宇宙の最高温度付近で無視できない重力波の寄与をもたらす。 崩壊過程と散乱過程の両方から生じる重力波スペクトルは、提案されている共鳴空洞実験の感度範囲内にある。 したがって、この枠組みは、ニュートリノ質量生成、レプトジェネシスを介した宇宙の重粒子非対称性、そして非瞬間的な再加熱時代のダイナミクスを探るための、説得力のある統一的なアプローチを提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recent ``low-energy'' warp-drive concepts propose replacing the constant gravitational coupling $\kappa_0$ with a spatially varying scalar field $\kappa(x)$ set by an engineered metamaterial's electromagnetic response. We show that the idea fails on both theoretical and experimental grounds. A prescribed, non-dynamical $\kappa(x)$ in the field equation $G^{\mu\nu} = \kappa(x)T^{\mu\nu}$ clashes with the contracted Bianchi identity, $\nabla_\mu G^{\mu\nu} \equiv 0$, forcing $\nabla_\mu T^{\mu\nu} \neq 0$ and thus violating local energy-momentum conservation. Making $\kappa(x)$ dynamical yields a scalar-tensor theory in which the scalar mediates a new long-range force that breaks the strong equivalence principle; Solar-System and pulsar-timing experiments already restrict $|\gamma - 1| \lesssim 10^{-5}$, excluding any technologically useful coupling. Junction-condition analysis further shows that any interface where $\kappa$ changes demands a $\delta$-function layer of stress-energy, while even steep continuous profiles are ruled out by torsion-balance, lunar-laser, and spacecraft Doppler measurements. Hence the concept is untenable: a non-dynamical scheme violates conservation laws, and its scalar-tensor completion is falsified by existing data.. | 最近の「低エネルギー」ワープドライブの概念では、一定の重力結合$\kappa_0$を、人工メタマテリアルの電磁気応答によって設定される空間的に変化するスカラー場$\kappa(x)$に置き換えることが提案されている。 我々は、このアイデアが理論的および実験的根拠の両方から誤りであることを示す。 場の方程式$G^{\mu\nu} = \kappa(x)T^{\mu\nu}$における所定の非動的$\kappa(x)$は、縮約されたビアンキ恒等式$\nabla_\mu G^{\mu\nu} \equiv 0$と衝突し、$\nabla_\mu T^{\mu\nu} \neq 0$を強制し、局所エネルギー運動量保存則に違反する。 $\kappa(x)$ を動的にすると、スカラーが新たな長距離力を媒介するスカラーテンソル理論が得られ、これは強い同値原理を破る。 太陽系実験とパルサータイミング実験は既に $|\gamma - 1| \lesssim 10^{-5}$ を制限しており、技術的に有用な結合は排除されている。 接合条件解析はさらに、$\kappa$ が変化するあらゆる界面が応力エネルギーの $\delta$ 関数層を必要とすることを示しているが、ねじりバランス、月面レーザー、宇宙船のドップラー測定によって、急峻な連続プロファイルでさえ排除されている。 したがって、この概念は支持できない。 非動的スキームは保存則に違反し、そのスカラーテンソル完備性は既存データによって否定されている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| It is well known that single real scalar field does not allow gauge coupling to the Abelian vector field. Using the complex scalar model as a starting point, we construct the Abelian gauge model with two real scalars. The gauge transformations for the scalars look different (albeit equivalent) from the conventional sQED. Spitting the masses of the scalars, or the scalar self-couplings, or the nonminimal parameters of scalar-curvature interaction, we arrive at a qualitatively new way of gauge symmetry breaking. Using the Schwinger-DeWitt technique, we explore the one-loop renormalization of this new model in curved spacetime. | 実スカラー場1つでは、アーベルベクトル場とのゲージ結合が不可能であることはよく知られています。 複素スカラー模型を出発点として、2つの実スカラーを持つアーベルゲージ模型を構築します。 スカラーのゲージ変換は、従来のsQEDとは（等価ではあるものの）異なるように見えます。 スカラーの質量、スカラー自己結合、あるいはスカラー曲率相互作用の非極小パラメータを分離することで、ゲージ対称性の破れの定性的に新しい方法に到達します。 シュウィンガー・デウィット法を用いて、この新しい模型の曲がった時空における1ループ繰り込みを探索します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We discuss the concept of transformations among reference frames (classical or quantum). Usually transformations among classical reference frames have sharply defined parameters; geometrically they can be considered as pure states in the parameters' space, and they form a group. It is however possible that the distributions in the parameters' space are mixed state; such states form a semigroup. Similarly, transformations among quantum reference frames can be either pure or mixed. This gives rise to interesting consequences, in particular, the state of a system S can be pure with respect to a reference frame and mixed with respect to another. We argue that these nonpure transformations are natural, and give an application to the connections of time and (inverse) temperature for thermal states. | 我々は、参照系（古典系または量子系）間の変換の概念について議論する。 通常、古典系間の変換は明確に定義されたパラメータを持ち、幾何学的にはパラメータ空間において純粋状態とみなされ、群を形成する。 しかし、パラメータ空間における分布が混合状態となることもあり、そのような状態は半群を形成する。 同様に、量子参照系間の変換は純粋状態にも混合状態にもなり得る。 これは興味深い結果をもたらし、特に、系Sの状態は、ある参照系に関しては純粋であり、別の参照系に関しては混合状態となり得る。 我々は、これらの純粋でない変換が自然であり、熱状態における時間と（逆）温度の関係に応用できることを論じる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In \href{https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.92.103004}{Phys. Rev. D 92 (2015) 103004}, simple analytical solutions of the Friedman equations were obtained for a universe having stiff matter component in the early universe together with a dark matter, and a dark energy component. In this analysis, the universe is considered to be made of a dark fluid which behaves as a stiff matter in the early phase of the universe (when the internal energy dominates). It is also more logical to consider quantum gravitational effects in the early phase of the cosmological evolution. In this analysis, following \href{https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.65.043508}{Phys. Rev. D 65 (2002) 043508}, we consider renormalization group improved modified Friedmann equations where the Newton's gravitational constant (G) and the cosmological constant (\Lambda) flows with the momentum scale of the universe. It is observed that for a universe undergoing a stiff matter era, radiation era, and matter era, inflation is absent in the early time regime of the universe when the flow of the Newton's gravitational constant and cosmological constant is under consideration. Using the identification of the momentum scale with the scale factor of the universe, we then explore the era $t>t_{\text{Pl}}$ which indicates a primarily matter dominated era with accelerated expansion due to the presence of dark energy. Finally, considering the total equation of state as a combination of linear equation of state along with a polytropic equation of state, we observe that after the Planck-time the universe can undergo an inflationary phase and we find out that the inflation is enhanced by quantum gravitational effects arising due to the consideration of renormalization group approach to quantum gravity | \href{https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.92.103004}{Phys. Rev. D 92 (2015) 103004} では、初期宇宙において暗黒物質と暗黒エネルギー成分とともに硬い物質成分を持つ宇宙に対するフリードマン方程式の単純な解析解が得られた。 この解析では、宇宙は暗黒流体で構成されていると考えられており、暗黒流体は宇宙の初期段階（内部エネルギーが支配的である段階）では硬い物質として振舞う。 また、宇宙進化の初期段階においては量子重力効果を考慮する方がより論理的である。 この解析では、\href{https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.65.043508}{Phys. Rev. D 65 (2002) 043508}では、ニュートンの重力定数 (G) と宇宙定数 (\Lambda) が宇宙の運動量スケールに沿って流れる、繰り込み群改良修正フリードマン方程式を考察する。 剛性物質時代、放射時代、物質時代を経る宇宙では、ニュートンの重力定数と宇宙定数の流れを考慮すると、宇宙の初期の時間領域ではインフレーションは起こらないことが観察されている。 運動量スケールと宇宙のスケール因子を同一視することにより、ダークエネルギーの存在により加速膨張を伴う、主に物質が支配的な時代を示す時代 $t>t_{\text{Pl}}$ を探索する。 最後に、全状態方程式を線型状態方程式とポリトロープ状態方程式の組み合わせとして考えると、プランク時間後に宇宙はインフレーション期を経る可能性があることが観察され、量子重力への繰り込み群アプローチの考慮から生じる量子重力効果によってインフレーションが強化されることが分かります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Black holes, as characterized by the Hawking effect and Bekenstein-Hawking entropy, can be treated as a compact object carrying nontrivial quantum information obscured behind the event horizon. Thus, the black hole may convey and retract its quantum information to the nearby quantum probes via the surrounding mediator fields. In this paper, we investigate the effects of a quantum black hole on the reduced states of a pair of static qubit-type Unruh-DeWitt (UDW) detectors acting as a probe, using three complementary quantum information measures: concurrence characterizing entanglement harvesting, quantum discord, and Bell's nonlocality bound. This sheds light on the nature of the quantum state of the black holes. By treating the black hole as a tidally deformable thermal body under the quantum fluctuation of the mediator fields as observed in \cite{Goldberger:2019sya, goldberger2020virtual, biggs2024comparing}, we employ a post-Newtonian effective field theory (PN-EFT) to derive the reduced states of the UDW probes analytically. Based on this, we can easily obtain all three quantum information measures without encountering the complicated Matsubara sum of infinite thermal poles, as in the conventional approach based on quantum fields in curved spacetime. By tuning the relative strengths in the action of PN-EFT, we can extract the effects of the black hole on the entanglement, quantum correlation, and nonlocality bound of the UDW probe systems. Our PN-EFT approach can be extended to include the backreaction on the black holes in future studies by taking the higher-order PN corrections into account. | ホーキング効果とベッケンシュタイン・ホーキング・エントロピーによって特徴付けられるブラックホールは、事象の地平線の背後に隠された非自明な量子情報を運ぶコンパクトな物体として扱うことができる。 したがって、ブラックホールは周囲のメディエーター場を介して、近傍の量子プローブに量子情報を伝達したり、引き戻したりする可能性がある。 本論文では、量子ブラックホールが、プローブとして機能する一対の静的量子ビット型ウンルー・デウィット（UDW）検出器の縮退状態に与える影響を、3つの相補的な量子情報尺度、すなわちエンタングルメント・ハーベスティングを特徴付ける同時性、量子不一致、そしてベルの非局所性限界を用いて調査する。 これは、ブラックホールの量子状態の性質を明らかにする。 \cite{Goldberger:2019sya, goldberger2020virtual, biggs2024comparing} で観測されているように、ブラックホールを媒介場の量子ゆらぎの下で潮汐変形可能な熱体として扱い、ポストニュートン有効場理論（PN-EFT）を用いてUDWプローブの縮退状態を解析的に導出する。 これに基づき、従来の曲がった時空における量子場に基づくアプローチのように、無限熱極の複雑な松原和に遭遇することなく、3つの量子情報尺度すべてを容易に得ることができる。 PN-EFTの作用における相対的な強度を調整することにより、ブラックホールがUDWプローブシステムのエンタングルメント、量子相関、および非局所性限界に及ぼす影響を抽出することができる。 我々のPN-EFTアプローチは、将来の研究において、高次PN補正を考慮することで、ブラックホールへの反作用を含めるように拡張することができる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We discuss anyon condensation in mixed-state topological order. The phases were recently conjectured to be classified by pre-modular fusion categories. Just like anyon condensation in pure-state topological order, a bootstrap analysis shows condensable anyons are given by connected \'etale algebras. We explain how to perform generic anyon condensation including non-invertible anyons and successive condensations. Interestingly, some condensations lead to pure-state topological orders. We clarify when this happens. We also compute topological invariants of equivalence classes. | 混合状態位相秩序におけるエニオン凝縮について議論する。 これらの相は最近、モジュラー融合以前の圏によって分類されると予想された。 純粋状態位相秩序におけるエニオン凝縮と同様に、ブートストラップ解析により、凝縮可能なエニオンは連結なエタール代数によって与えられることが示される。 非可逆エニオンや逐次凝縮を含む一般的なエニオン凝縮の実行方法を説明する。 興味深いことに、いくつかの凝縮は純粋状態位相秩序をもたらす。 これがいつ起こるかを明らかにする。 また、同値類の位相不変量を計算する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We show that the coexistence of a non-minimal coupling to gravity $f_{\mathcal{R}}=1+c{\mathcal{R}} \phi^{n/2}$ with a kinetic mixing of the form $f_K = f_{\mathcal{R}}^m$ -- where $n=2$ and 4 and $0.5 \le m \le 10$ -- reconciles chaotic inflation based on the $\phi^n$ potential with the recent ACT results, if we adopt the Palatini formulation of gravity. The attainment of inflation allows for subplanckian inflaton values and energy scales below the cut-off scale of the corresponding effective theory. The model can be also embedded in supergravity by introducing two chiral superfields and a monomial superpotential, linear with respect to the inflaton-accompanying field. Its stabilization is achieved thanks to a compact contribution to the Kaehler potential, whose the inflationary part includes an holomorphic logarithmic term and a real one multiplying a shift-symmetric quadratic polynomial term. | 重力への非最小結合 $f_{\mathcal{R}}=1+c{\mathcal{R}} \phi^{n/2}$ と、$f_K = f_{\mathcal{R}}^m$ （ただし、$n=2$、4、$0.5 \le m \le 10$）の共存は、重力のパラティーニ定式化を採用した場合、$\phi^n$ ポテンシャルに基づくカオス的インフレーションと最近のACTの結果とを調和させることを示す。 インフレーションの達成により、対応する有効理論のカットオフスケールを下回るサブプランクインフレーション値とエネルギースケールが可能になる。 このモデルは、2つのカイラル超場と、インフレーション随伴場に関して線形な単項式超ポテンシャルを導入することで、超重力に組み込むこともできる。 その安定化はケーラーポテンシャルへのコンパクトな寄与によって達成され、そのインフレーション部には正則対数項と、シフト対称な二次多項式項を乗じた実数項が含まれる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| I demonstrate that soft graviton modes in de Sitter spacetimes are the Goldstone modes of the spontaneously broken asymptotic symmetry group of de Sitter space. I then show that any local measurement, including the effects of the environment, will collapse the symmetric state onto the broken state in the large volume limit. In any discussion involving observers, de Sitter spacetimes are, therefore, best described globally by the broken phase, while local observers, in the small volume limit, can not discriminate between different degenerate global vacuum states and are therefore best described by the symmetric state. As a consequence, a small Hubbled-sized local region initially in the symmetric state will, after a time-scale corresponding to the Page time of de Sitter space, have expanded to a large region in the broken state. This illuminates the physical nature of soft graviton modes in de Sitter spacetimes. | ド・ジッター時空におけるソフト重力子モードは、ド・ジッター空間の自発的に破れた漸近対称群のゴールドストーンモードであることを示す。 次に、環境効果を含むあらゆる局所測定は、大体積極限において対称状態を破れた状態へと崩壊させることを示す。 したがって、観測者を巻き込んだあらゆる議論において、ド・ジッター時空は破れた位相によって大域的に最もよく記述されるが、小体積極限においては局所観測者は異なる縮退した大域的真空状態を区別することができないため、対称状態によって最もよく記述される。 結果として、当初は対称状態にあったハッブルサイズの小さな局所領域は、ド・ジッター空間のページ時間に対応する時間スケールの後、破れた状態の大きな領域へと拡大する。 これは、ド・ジッター時空におけるソフト重力子モードの物理的性質を明らかにする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Massive fermions produced through weak charged interactions possess a definite chirality, which is not conserved during free propagation, leading to chiral oscillations. Neutrinos also exhibit flavor oscillations. These phenomena have been extensively studied - both individually and within a unified framework - using the first quantization approach, but only separately in the context of quantum field theory. In this work, we address this gap by developing a quantum field theory treatment of flavor-chiral oscillations. Focusing on the case of two-flavor mixing, we compute the expectation values of the (non-conserved) chiral-flavor charges and recover the same oscillation formulas obtained in the first quantization formalism. These charges are diagonalized via Bogoliubov transformations in both the chiral and flavor sectors. Such transformations reveal a non-trivial structure of the chiral-flavor vacuum, which consists of a condensate of particles with definite masses and helicities. | 弱い電荷相互作用によって生成される質量を持つフェルミオンは、自由伝播中に保存されない一定のカイラリティを持ち、カイラル振動を引き起こす。 ニュートリノもまたフレーバー振動を示す。 これらの現象は、第一量子化アプローチを用いて、個別にも統一的な枠組みの中でも広く研究されてきたが、場の量子論の文脈においては個別にしか研究されていなかった。 本研究では、フレーバー・カイラル振動の場の量子論的取り扱い方を開発することにより、このギャップを埋める。 2フレーバー混合の場合に焦点を当て、（非保存の）カイラル・フレーバー電荷の期待値を計算し、第一量子化形式論で得られたのと同じ振動式を復元する。 これらの電荷は、カイラルセクターとフレーバーセクターの両方においてボゴリュボフ変換によって対角化される。 このような変換は、一定の質量とヘリシティを持つ粒子の凝縮体からなるカイラル・フレーバー真空の非自明な構造を明らかにする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In previous works in this series we focussed on Hamiltonian renormalisation of free field theories in all spacetime dimensions or interacting theories in spacetime dimensions lower than four. In this paper we address the Hamiltonian renormalisation of the U(1)**3 model for Euclidian general relativity in four spacetime dimensions which is self-interacting. The Hamiltonian flow needs as an input a choice of *-algebra and corresponding representation thereof or state on it at each resolution scale. If one uses as input the algebras and states that were used in the recent exact solutions of this model, then one finds that the flow finds as fixed point those exact solution theories. | このシリーズのこれまでの研究では、全時空次元における自由場理論、または4次元未満の時空次元における相互作用理論のハミルトン繰り込みに焦点を当ててきました。 本論文では、自己相互作用する4次元時空におけるユークリッド一般相対論のU(1)**3モデルのハミルトン繰り込みを扱います。 ハミルトンフローは、入力として、各解像度スケールにおける*-代数と、それに対応する表現またはその上の状態の選択を必要とします。 このモデルの最近の厳密解で使用された代数と状態を入力として使用すると、フローはそれらの厳密解理論を固定点として見つけることがわかります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In previous works in this series we focussed on Hamiltonian renormalisation of free field theories in all spacetime dimensions. In this paper we address the Hamiltonian renormalisation of the self-interacting scalar field in two spacetime dimensions with polynomial potential, called P(Phi,2). We consider only the finite volume case. The P(Phi,2) theory is one of the few interacting QFT's that can be rigorously constructed non-perturbatively. We find that our Hamiltonian renormalisation flow finds this theory indeed as a fixed point. | このシリーズのこれまでの研究では、全時空次元における自由場の理論のハミルトン繰り込みに焦点を当ててきました。 本論文では、多項式ポテンシャルを持つ2次元時空における自己相互作用スカラー場のハミルトン繰り込み、P(Phi,2)を扱います。 有限体積の場合のみを扱います。 P(Phi,2)理論は、非摂動論的に厳密に構成できる数少ない相互作用場の理論の一つです。 私たちのハミルトン繰り込みフローは、この理論が実際に不動点であることを発見しました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Within an inherently classical perspective, there is always an unavoidable energy cost associated with the information deletion and this common lore is at the heart of the Landauer's conjecture that does not impose, per se, any relevant limit on the information acquisition. Although such a mindset should generally apply to systems of any size, its quantum mechanical implications are particularly intriguing and, for this reason, we examine here a minimal physical structure where the system and the environment are described, respectively, by a pair of quantum oscillators coupled by an appropriate Hermitian interaction able to amplify the entropy of the initial state. Since at the onset of the dynamical evolution the system is originally in a pure state, its entropy variation is always positive semidefinite and the Landauer's conjecture should not impose any constraint. Nonetheless, provided the quantum amplification is effective, it turns out that the entropy variation of the system always undershoots the heat transferred to the environment. When the initial thermal state of the environment is characterized by a chemical potential, the entropy growth is bounded both by the particles and by the heat flowing to the environment. The limits deduced in the quantum thermodynamical framework are also scrutinized from a field theory standpoint where species of different spins are copiously produced (especially in a cosmological context) thanks to the rapid variation of the space-time curvature. | 本質的に古典的な観点から見ると、情報の削除には常に避けられないエネルギーコストが伴い、この共通の認識は、それ自体では情報取得に何らかの重要な制限を課さないランダウアー予想の核心です。 このような考え方は一般的にあらゆる規模のシステムに当てはまるはずですが、その量子力学的意味合いは特に興味深いものです。 そのため、ここでは、システムと環境がそれぞれ、初期状態のエントロピーを増幅できる適切なエルミート相互作用によって結合された一対の量子振動子によって記述される、最小限の物理構造を検討します。 動的進化の開始時には、システムはもともと純粋状態にあるため、エントロピーの変化は常に半正定値であり、ランダウアー予想はいかなる制約も課さないはずです。 しかしながら、量子増幅が有効であると仮定すると、システムのエントロピー変化は常に環境に伝達される熱量を下回ることがわかります。 環境の初期熱状態が化学ポテンシャルによって特徴付けられる場合、エントロピーの増加は粒子と環境に流入する熱の両方によって制限されます。 量子熱力学の枠組みで導出された限界は、時空曲率の急激な変化によって異なるスピン種が大量に生成される（特に宇宙論的文脈において）場の理論の観点からも精査されます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We apply the variational Monte Carlo method based on neural network quantum states, using a neural autoregressive flow architecture as our ansatz, to determine the ground state wave function of the bosonic SU($N$) Yang-Mills-type two-matrix model at strong coupling. Previous literature hinted at the inaccuracy of such an approach at strong coupling. In this work, the accuracy of the results is tested using lattice Monte Carlo simulations: we benchmark the expectation value of the energy of the ground state for system sizes $N$ that are beyond brute-force exact diagonalization methods. We observe that the variational method with neural network states reproduces the right ground state energy when the width of the network employed in this work is sufficiently large. We confirm that the correct result is obtained for $N=2$ and $3$, while obtaining a precise value for $N=4$ requires more resources than the amount available for this work. | ニューラルネットワークの量子状態に基づく変分モンテカルロ法を、ニューラル自己回帰フローアーキテクチャを仮定として適用し、強結合におけるボゾンSU($N$)ヤン・ミルズ型2行列モデルの基底状態波動関数を決定する。 先行文献では、強結合におけるこのようなアプローチの不正確さが示唆されている。 本研究では、格子モンテカルロシミュレーションを用いて結果の正確性を検証する。 具体的には、力ずくの厳密対角化法では到底及ばないシステムサイズ$N$における基底状態エネルギーの期待値をベンチマークする。 本研究で用いたネットワークの幅が十分に大きい場合、ニューラルネットワーク状態を用いた変分法は正しい基底状態エネルギーを再現することがわかる。 $N=2$および$3$の場合には正しい結果が得られることを確認しましたが、$N=4$の場合には正確な値を得るには、この研究に利用可能な量よりも多くのリソースが必要です。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| For the noncompact open $SL(2, \mathbb{C})$ spin chain the eigenfunctions of the special matrix element of monodromy matrix are constructed. The key ingredients of the whole construction are local Yang-Baxter $\mathcal{R}$-operators, $Q$-operator and raising operators obtained by reduction from the $Q$-operator. The calculation of various scalar products and the proof of orthogonality are based on the properties of $Q$-operator and demonstrate its hidden role. The symmetry of eigenfunctions with respect to reflection of the spin variable $s \to 1-s$ is established. The Mellin-Barnes representation for eigenfunctions is derived and equivalence with initial coordinate representation is proved. The transformation from one representation to another is grounded on the application of $A$-type Gustafson integral generalized to the complex field. | 非コンパクト開スピン鎖$SL(2, \mathbb{C})$に対して、モノドロミー行列の特殊行列要素の固有関数が構成される。 全体の構成において鍵となる要素は、局所ヤン・バクスター$\mathcal{R}$演算子、$Q$演算子、および$Q$演算子からの縮約によって得られる乗算演算子である。 様々なスカラー積の計算と直交性の証明は$Q$演算子の性質に基づいており、その隠れた役割を実証する。 スピン変数$s \to 1-s$の鏡映に関する固有関数の対称性が確立されている。 固有関数のメリン・バーンズ表現が導出され、初期座標表現との同値性が証明される。 ある表現から別の表現への変換は、複素体に一般化された$A$型グスタフソン積分の適用に基づいている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider the S-matrix of transverse scalar excitations on an infinite $D=10$ GS superstring and $D=11$ supermembrane in flat target space. We compute the 4-particle scattering amplitude in the 2-loop approximation and demonstrate that, like in the Nambu string case, the $D=10$ GS string S-matrix does not contain non-trivial 2d UV divergences (UV pole not accompanied by terms with logarithms of momenta is an artifact of dimensional regularization). This is consistent with underlying integrability of this model which is maintaining by adding appropriate local counterterms. In the supermembrane case there are no 1-loop divergences but we find a genuine 2-loop UV pole. This demonstrates non-renormalizability of the world-volume S-matrix of the M2 brane theory. | 平坦標的空間における無限 $D=10$ GS超弦および $D=11$ 超膜上の横スカラー励起のS行列を考える。 2ループ近似において4粒子散乱振幅を計算し、南部弦の場合と同様に、$D=10$ GS弦のS行列には非自明な2次元UV発散が含まれないことを示す（運動量の対数項を伴わないUV極は次元正則化の副産物である）。 これは、適切な局所的反項を追加することで維持されるこのモデルの根本的な積分可能性と整合している。 超膜の場合、1ループ発散は存在しないが、真の2ループUV極が存在する。 これは、M2ブレーン理論の世界体積S行列の非繰り込み可能性を示している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| When two transverse-field Ising chains (TFICs) with magnetic order are coupled, the original free excitations become confined, giving rise to meson-like bound states. In this work, we study such bound states systematically. The mesons are characterized by their fermion number parity and chain-exchanging properties, which lead to distinct sets of mesonic states. The meson masses are determined by solving the Bethe-Salpter equation. An interesting observation is the additional degeneracy in the chain-exchanging odd sectors. Beyond the two particle approximation, we exploit the truncated free fermionic space approach to calculate the spectrum numerically. Corrections to the meson masses are obtained, and the degeneracy is further confirmed. The characterization and degeneracy can be connected to the situation when each chain is tuned to be quantum critical, where the system is described by the Ising$_h^2$ integrable model, a sine-Gordon theory with $\mathbb{Z}_2$ orbifold. Here we establish a clear correspondence between the particles in the bosonized form and their fermionic counterparts. Near this point, the stability of these particles is analyzed using the form factor perturbation scheme, where four particles are always present. Additionally, we calculate the evolution of the dominant dynamical structure factor for local spin operators, providing further insight into the low-energy excitations and their role in the system's behavior. The two-particle confinement framework as well as the parity classifications may inspire the study for other coupled bi-partite systems. | 磁気秩序を持つ2つの横磁場イジング鎖（TFIC）が結合すると、元々の自由励起が閉じ込められ、中間子のような束縛状態が生じる。 本研究では、このような束縛状態を系統的に研究する。 中間子は、フェルミオン数パリティと鎖交換特性によって特徴付けられ、それらは異なる中間子状態の集合をもたらす。 中間子の質量は、ベーテ・ザルプター方程式を解くことで決定される。 興味深い観察結果は、鎖交換奇セクターにおける追加の縮退である。 2粒子近似に加えて、切断自由フェルミオン空間アプローチを用いてスペクトルを数値的に計算する。 中間子質量に対する補正が得られ、縮退がさらに確認される。 特性評価と縮退は、各チェーンが量子臨界状態になるように調整された状況と関連している。 この状態では、システムは$\mathbb{Z}_2$オービフォールドを持つサイン・ゴードン理論であるIsing$_h^2$積分モデルによって記述される。 ここでは、ボソン化された形式の粒子とフェルミオン的な対応物との間の明確な対応を確立する。 この点に近づき、これらの粒子の安定性は、常に4つの粒子が存在する形状因子摂動法を用いて解析される。 さらに、局所スピン演算子の主要な動的構造因子の発展を計算し、低エネルギー励起とそれらがシステムの挙動に果たす役割についてのさらなる知見を提供する。 2粒子閉じ込めの枠組みとパリティ分類は、他の結合二部系の研究に刺激を与える可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this study, we proceed to investigate the Thurston geometries from the point of view of their Poisson-Lie (PL) T-dualizability. First of all, we find all subalgebras of Killing vectors that generate group of isometries acting freely and transitively on the three-dimensional target manifolds, where the Thurston metrics are defined. It is shown that three-dimensional Lie subalgebras are isomorphic to the Bianchi type algebras. We take the isometry subgroup of the metric as the first subgroup of Drinfeld double. In order to investigate the non-Abelian T-duality, the second subgroup must be chosen to be Abelian. Accordingly, the non-Abelian target space duals of these geometries are found via PL T-duality approach in the absence of $B$-field. We also comment on the conformal invariance conditions of the T-dual $\sigma$-models under consideration. | 本研究では、サーストン幾何学をポアソン-リー（PL）T-双対可能性の観点から調査する。 まず、サーストン計量が定義されている3次元対象多様体上で自由かつ推移的に作用する等長変換群を生成するキリングベクトルのすべての部分代数を求める。 3次元リー部分代数はビアンキ型代数と同型であることが示される。 計量の等長変換部分群をドリンフェルド二重体の最初の部分群とする。 非アーベルT-双対性を調べるためには、2番目の部分群をアーベルになるように選択する必要がある。 したがって、これらの幾何学の非アーベル対象空間双対は、B場が存在しない場合にPL T-双対性アプローチによって求められる。 また、検討中のT-dual $\sigma$-模型の共形不変性条件についてもコメントする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A Hermitian $\Phi^4$ matrix model with a Kontsevich-type kinetic term is studied. It was recently discovered that the partition function of this matrix model satisfies the Schr\"odinger equation of the $N$-body harmonic oscillator, and that eigenstates of the Virasoro operators can be derived from this partition function. We extend these results and obtain an explicit formula for such eigenstates in terms of the free energy. Furthermore, the Schr\"odinger equation for the $N$-body harmonic oscillator can also be reformulated in terms of connected correlation functions. The $U(1)^N$-symmetry allows us to derive loop equations. | Kontsevich型の運動項を持つエルミート$\Phi^4$行列模型について研究する。 この行列模型の分配関数が$N$体調和振動子のシュレーディンガー方程式を満たし、この分配関数からVirasoro作用素の固有状態を導出できることが最近発見された。 我々はこれらの結果を拡張し、そのような固有状態を自由エネルギーの観点から明示的に表す公式を得る。 さらに、$N$体調和振動子のシュレーディンガー方程式は、連結相関関数の観点から再定式化することもできる。 $U(1)^N$対称性により、ループ方程式を導出することができる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the phases of a strongly coupled QCD-like theory at finite baryon chemical potential using s-confining supersymmetric QCD deformed by anomaly-mediated supersymmetry breaking. Focusing on the case of three colors and four flavors, we identify novel phases including spontaneous breaking of baryon number and/or parity. Both first-order and second-order phase transitions are observed as the baryon chemical potential is varied. These findings may offer insights into possible phases of real QCD at intermediate baryon densities. | 我々は、異常媒介超対称性の破れによって変形されたs閉じ込め超対称QCDを用いて、有限の重粒子化学ポテンシャルにおける強結合QCD類似理論の相を調べる。 3色4フレーバーの場合に焦点を当て、重粒子数および／またはパリティの自発的破れを含む新しい相を特定する。 重粒子化学ポテンシャルを変化させると、一次および二次の相転移が観測される。 これらの発見は、中間重粒子密度における実在QCDの可能な相への洞察を与える可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recent studies have shown that a spatially random Yukawa-type interaction between a Fermi surface and critical bosons can produce linear-in-temperature resistivity, the defining signature of strange metals. In this article, we systematically classify all scalar couplings of the form $(\psi^{\dagger}\psi)^n\phi^m$ in arbitrary dimensions to identify possible candidates for strange-metal behaviour within this disordered framework. We find that only the Yukawa-type interaction in $(2+1)$ dimensions yields linear resistivity. Combined with previous results showing that spatially random QED-type couplings also produce such linearity, we conclude that spatially random Yukawa and QED-type interactions exhaust the class of random couplings capable of producing linear resistivity. | 最近の研究では、フェルミ面と臨界ボソンとの間の空間的にランダムな湯川型相互作用が、ストレンジメタルの特徴である温度に対して線形な電気抵抗率を生み出す可能性があることが示されている。 本稿では、任意の次元における$(\psi^{\dagger}\psi)^n\phi^m$の形をとるすべてのスカラー結合を体系的に分類し、この無秩序な枠組みにおけるストレンジメタル挙動の候補を特定する。 その結果、$(2+1)$次元における湯川型相互作用のみが線形電気抵抗率を生み出すことがわかった。 空間的にランダムなQED型相互作用も同様の線形性を生み出すことを示したこれまでの結果と合わせて、空間的にランダムな湯川型およびQED型相互作用は、線形電気抵抗率を生み出すことができるランダム結合のクラスをすべて網羅していると結論付ける。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Monte Carlo methods have led to profound insights into the strong-coupling behaviour of lattice gauge theories and produced remarkable results such as first-principles computations of hadron masses. Despite tremendous progress over the last four decades, fundamental challenges such as the sign problem and the inability to simulate real-time dynamics remain. Neural network quantum states have emerged as an alternative method that seeks to overcome these challenges. In this work, we use gauge-invariant neural network quantum states to accurately compute the ground state of $\mathbb{Z}_N$ lattice gauge theories in $2+1$ dimensions. Using transfer learning, we study the distinct topological phases and the confinement phase transition of these theories. For $\mathbb{Z}_2$, we identify a continuous transition and compute critical exponents, finding excellent agreement with existing numerics for the expected Ising universality class. In the $\mathbb{Z}_3$ case, we observe a weakly first-order transition and identify the critical coupling. Our findings suggest that neural network quantum states are a promising method for precise studies of lattice gauge theory. | モンテカルロ法は、格子ゲージ理論の強結合挙動に関する深遠な洞察をもたらし、ハドロン質量の第一原理計算といった注目すべき成果を生み出してきた。 過去40年間にわたる驚異的な進歩にもかかわらず、符号問題やリアルタイムダイナミクスのシミュレーションが不可能なことといった根本的な課題は依然として残っている。 ニューラルネットワーク量子状態は、これらの課題を克服するための代替手法として登場した。 本研究では、ゲージ不変ニューラルネットワーク量子状態を用いて、$2+1$次元における$\mathbb{Z}_N$格子ゲージ理論の基底状態を正確に計算する。 転移学習を用いて、これらの理論の異なる位相相と閉じ込め相転移を調べる。 $\mathbb{Z}_2$の場合、連続転移を同定し、臨界指数を計算し、期待されるイジング普遍性クラスに対する既存の数値計算と優れた一致を見出した。 $\mathbb{Z}_3$ の場合、弱一次遷移を観測し、臨界結合を特定しました。 この結果は、ニューラルネットワーク量子状態が格子ゲージ理論の精密研究に有望な手法であることを示唆しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In two-dimensional Conformal Field Theory (CFT), multi-stress tensor exchanges between probe operators give rise to the Virasoro identity conformal block, which is fixed by symmetry. The analogous object, and the corresponding organizing principles, in higher dimensions are less well understood. In this paper, we study the Virasoro identity OPE block, which is a bilocal operator that projects two primaries onto the conformal family of multi-stress tensor states. Generalizing a known construction of global OPE blocks, our formalism uses integrals over nested causal diamonds associated with two timelike-separated insertions. We argue that our construction is adaptable to higher dimensions, and use it to provide a new derivation of the single-stress tensor exchange contribution to a four-point correlator in both three and four dimensions, to leading order in the lightcone limit. We also comment on a potential description using effective reparametrization modes in four dimensions. | 2次元共形場理論（CFT）において、プローブ演算子間の多重応力テンソル交換は、対称性によって固定されたVirasoro恒等共形ブロックを生み出す。 高次元における類似の対象とそれに対応する組織化原理は、あまりよく理解されていない。 本論文では、2つのプライマリを多重応力テンソル状態の共形族に射影する双局所演算子であるVirasoro恒等共形OPEブロックについて考察する。 既知のグローバルOPEブロックの構成を一般化し、我々の形式論では、2つの時間的に分離された挿入に関連する入れ子になった因果ダイヤモンド上の積分を用いる。 我々は、この構成が高次元にも適応可能であることを主張し、それを用いて、3次元と4次元の両方における4点相関器への単一応力テンソル交換寄与を、光円錐極限における主要位数まで新たに導出する。 また、4次元における有効再パラメータ化モードを用いたポテンシャル記述についてもコメントする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We develop the method adjusting the Faddeev-Popov factorization procedure for the quantization of generic reducible gauge theories with linearly dependent generators and apply it to the first stage reducible model of second rank antisymmetric fermion in d-dimensional AdS spacetime. The method consists in nested factorizations of the gauge group volume for the determination of the consistently defined delta function of reduced gauge conditions, group integration measure and gauge-fixed contribution of ghosts. It is compared to the Batalin-Vilkovisky (BV) formalism of quantizing theories with linearly dependent generators and shown to be equivalent to it for first stage reducible theories. Nevertheless, the method under consideration, unlike the BV formalism, from the very beginning leads to the functional integral with fewer number of ghosts. Using this method we quantized the variant of fermionic totally antisymmetric tensor-spinor theory in AdS space and derived its effective action in terms of the functional determinants of special Dirac-type operators. Limitations of the method are also discussed along with the prospects of its extension to higher reducibility stages and higher rank models of antisymmetric fermions. | 我々は、線形従属生成子を持つ一般的な簡約ゲージ理論の量子化のためのファデーエフ-ポポフ分解手順を調整する手法を開発し、それをd次元AdS時空における第二階反対称フェルミオンの第一段階簡約モデルに適用する。 この手法は、ゲージ群体積のネストされた分解から成り、簡約ゲージ条件のデルタ関数、群積分測度、およびゴーストのゲージ固定寄与を矛盾なく決定する。 これは、線形従属生成子を持つ理論の量子化におけるバタリン-ビルコヴィスキー（BV）形式論と比較され、第一段階簡約理論に対してはそれと等価であることが示される。 しかしながら、検討中の手法は、BV形式論とは異なり、最初からゴーストの数が少ない汎関数積分を導く。 この方法を用いて、AdS空間におけるフェルミオン的完全反対称テンソル・スピノル理論の変種を量子化し、特殊ディラック型作用素の関数行列式を用いてその有効作用を導出した。 この方法の限界についても議論するとともに、高次元還元性段階および高階反対称フェルミオンモデルへの拡張の可能性についても考察する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We propose a gauge-invariant formulation of magnetic translation (GMT) operators, eliminating the gauge dependence that conventional definitions suffer from due to specific gauge choices. We extend this framework by incorporating so(3,1) conformal symmetry, demonstrating how GMT operators can be naturally embedded within this algebraic structure. We then show the fundamental role of sim(2) duality between pseudo-dilatation and pseudo-angular momentum operators in constructing GMT operators. A key result of this approach is the derivation of the Curtright-Zachos (CZ) generators from gauge-invariant so(3,1) operators, providing a novel perspective on their algebraic properties such as the relationship between FFZ internal symmetry and sim(2) duality. | 我々は、磁気並進作用素（GMT）のゲージ不変な定式化を提案し、従来の定義が特定のゲージ選択によって抱えるゲージ依存性を排除する。 この枠組みをso(3,1)共形対称性を組み込むことで拡張し、GMT作用素がこの代数構造の中に自然に埋め込まれることを示す。 次に、擬膨張作用素と擬角運動量作用素の間のsim(2)双対性がGMT作用素の構成において果たす基本的な役割を示す。 このアプローチの重要な成果は、ゲージ不変so(3,1)作用素からCurtright-Zachos (CZ)生成子を導出することであり、FFZ内部対称性とsim(2)双対性の関係といった、それらの代数的性質に対する新たな視点を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Recently, the wavefunction coefficients for conformally coupled scalars in an FRW cosmology have been presented as a sum over amplitude-like functions known as {\it amplitubes}. In this work we extend this analysis to full {\it correlation functions}. Remarkably, the amplitube expansion of the correlator exhibits many vanishing contributions that are otherwise present in the expansion of the wavefunction. Moreover, while the wavefunction coefficients suffer from relative minus signs between terms, the surviving terms in correlation function do not. These observations point to a hidden simplicity in the structure of the correlation function compared to that of the wavefunction coefficient. | 最近、FRW宇宙論における共形結合スカラーの波動関数係数は、{\it アンプリチューブ}として知られる振幅類似関数の和として提示された。 本研究では、この解析を完全な{\it 相関関数}に拡張する。 注目すべきことに、相関関数のアンプリチューブ展開は、波動関数の展開には存在する多くの消失する寄与を示す。 さらに、波動関数係数は項間に相対的な負の符号を持つのに対し、相関関数の残存項にはそれがない。 これらの観察結果は、波動関数係数と比較して、相関関数の構造に隠れた単純さがあることを示している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We obtain a form of the local thermodynamic equilibrium density operator which is invariant under pseudo-gauge transformations of the stress-energy and the spin tensors. This operator is an excellent candidate to describe the dynamics of a system which is assumed to achieve local equilibrium from a pseudo-gauge invariant quantum state, a situation which is believed to occur, for instance, in nuclear collisions at very high energy. As a consequence of pseudo-gauge invariance, the ambiguity affecting the predictions of mean values of observables from a local equilibrium state can be removed. | 我々は、応力エネルギーテンソルおよびスピンテンソルの擬ゲージ変換に対して不変な局所熱力学的平衡密度演算子の形を得た。 この演算子は、擬ゲージ不変な量子状態から局所平衡に達すると仮定される系のダイナミクスを記述するのに優れた候補であり、このような状況は、例えば非常に高エネルギーでの原子核衝突で発生すると考えられている。 擬ゲージ不変性の結果として、局所平衡状態からの観測量の平均値の予測に影響を与える曖昧さを排除することができる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider a scalar-tensor theory in teleparallel gravity where a general function of the scalar field, f(phi), is non-minimally coupled to the torsion scalar T. First, we derive the field equations in this framework. Then, we study the cosmological evolution in a spatially flat, homogeneous, and isotropic universe described by the FRW metric, containing radiation and non-relativistic matter with energy densities rho_r and rho_m, respectively. We analyze the system as an autonomous dynamical model of dark energy. The cosmological behavior depends on the coupling function sigma = f'(phi)/sqrt(f(phi)) and the potential parameter lambda = [V'(phi) * f(phi)] / [V(phi) * f'(phi)]. A constant coupling sigma leads to a quadratic form f(phi) proportional to (phi + c)^2, while a constant lambda results in a power-law potential V(phi) proportional to f(phi)^lambda. These forms are supported by mathematical and physical considerations. We perform phase space analysis and show that lambda much greater than 1 is a necessary condition to obtain a radiation-dominated era with effective equation of state w_eff approximately 1/3 and a matter-dominated era with w_eff approximately 0. Moreover, small sigma^2 ensures radiation and matter dominance in the respective eras. Finally, we derive the necessary conditions for a viable cosmological trajectory in this setting. | 我々は、スカラー場の一般関数 f(phi) がねじれスカラー T と非最小結合しているテレパラレル重力におけるスカラー-テンソル理論を考察する。 まず、この枠組みにおいて場の方程式を導出する。 次に、FRW 計量で記述される空間的に平坦で均質かつ等方的な宇宙における宇宙論的進化を研究する。 この宇宙論的宇宙論は、エネルギー密度 rho_r と rho_m を持つ輻射物質と非相対論的物質を含む。 この系をダークエネルギーの自律的力学モデルとして解析する。 宇宙論的振る舞いは、結合関数 sigma = f'(phi)/sqrt(f(phi)) とポテンシャルパラメータ lambda = [V'(phi) * f(phi)] / [V(phi) * f'(phi)] に依存する。 一定の結合シグマは(phi + c)^2に比例する二次形式f(phi)を導き、一定のラムダはf(phi)^lambdaに比例するべき乗法則ポテンシャルV(phi)を導きます。 これらの形式は数学的および物理的な考察によって裏付けられています。 位相空間解析を行い、λが1よりはるかに大きいことが、有効状態方程式w_effが約1/3となる放射優勢時代と、w_effが約0となる物質優勢時代を得るための必要条件であることを示します。 さらに、小さなシグマ^2は、それぞれの時代における放射と物質の優勢を保証します。 最後に、この設定において実行可能な宇宙論的軌道の必要条件を導出します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Considering an action in F(G) modified gravity, the static spherically symmetric solutions are investigated. Introducing the Lagrangian multipliers {\alpha} we obtain the Lagrangian and equations of motion. we obtain two type solutions for these models. The first case leads to Schwarzschild-de Sitter (anti de Sitter) solution and the other one, results in a new metric. At last, the event horizon, the Hawking temperature and the generalized second law of thermodynamics in the framework of the modified Gauss-Bonnet gravity for this solution as a black hole are investigated. | F(G)修正重力における作用を考慮し、静的球対称解を考察する。 ラグランジアン乗数{\alpha}を導入することで、ラグランジアンと運動方程式を得る。 これらのモデルに対して2種類の解を得る。 最初のケースはシュワルツシルト・ド・ジッター（反ド・ジッター）解につながり、もう1つは新しい計量をもたらす。 最後に、ブラックホールとしてのこの解について、修正ガウス・ボネ重力の枠組みにおける事象の地平線、ホーキング温度、および一般化熱力学第二法則を考察する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Constraints on the cosmological parameters of Torsion Condensation (TorC) are investigated using Planck 2018 Cosmic Microwave Background data. TorC is a case of Poincar\'e gauge theory -- a formulation of gravity motivated by the gauge field theories underlying fundamental forces in the standard model of particle physics. Unlike general relativity, TorC incorporates intrinsic torsion degrees of freedom while maintaining second-order field equations. At specific parameter values, it reduces to the $\Lambda$CDM model, providing a natural extension to standard cosmology. The base model of TorC introduces two parameters beyond those in $\Lambda$CDM: the initial value of the torsion scalar field and its time derivative -- one can absorb the latter by allowing the dark energy density to float. To constrain these parameters, `PolyChord` nested sampling algorithm is employed, interfaced via `Cobaya` with a modified version of `CAMB`. Our results indicate that TorC allows for a larger inferred Hubble constant, offering a potential resolution to the Hubble tension. Tension analysis using the $R$-statistic shows that TorC alleviates the statistical tension between the Planck 2018 and SH0Es 2020 datasets, though this improvement is not sufficient to decisively favour TorC over $\Lambda$CDM in a Bayesian model comparison. This study highlights TorC as a compelling theory of gravity, demonstrating its potential to address cosmological tensions and motivating further investigations of extended theories of gravity within a cosmological context. As current and upcoming surveys -- including Euclid, Roman Space Telescope, Vera C. Rubin Observatory, LISA, and Simons Observatory -- deliver data on gravity across all scales, they will offer critical tests of gravity models like TorC, making the present a pivotal moment for exploring extended theories of gravity. | プランク宇宙マイクロ波背景放射2018のデータを用いて、ねじれ凝縮（TorC）の宇宙論パラメータへの制限を調べた。 TorCはポアンカレ・ゲージ理論（素粒子物理学の標準モデルにおける基本的な力の基盤となるゲージ場理論に着想を得た重力の定式化）の一例である。 一般相対論とは異なり、TorCは2次の場の方程式を維持しながら、固有のねじれ自由度を取り入れている。 特定のパラメータ値において、TorCは$\Lambda$CDMモデルに帰着し、標準宇宙論への自然な拡張を提供する。 TorCの基本モデルは、$\Lambda$CDMのパラメータに加えて、ねじれスカラー場の初期値とその時間微分という2つのパラメータを導入する。 後者は、ダークエネルギー密度を浮動させることで吸収することができる。 これらのパラメータを制限するために、`PolyChord`ネストサンプリングアルゴリズムが採用され、`Cobaya`を介して`CAMB`の修正版とインターフェースされている。 我々の結果は、TorCがより大きなハッブル定数の推定を可能にし、ハッブル・テンションの潜在的な解決策となることを示している。 $R$統計量を用いたテンション解析は、TorCがPlanck 2018データセットとSH0Es 2020データセット間の統計的テンションを緩和することを示しているが、この改善はベイズモデルの比較において$\Lambda$CDMよりもTorCを決定的に有利にするには不十分である。 本研究は、TorCが魅力的な重力理論であることを強調し、宇宙論的テンションに対処する可能性を示し、宇宙論的文脈における拡張重力理論のさらなる研究を促すものである。 ユークリッド宇宙望遠鏡、ローマ宇宙望遠鏡、ヴェラ・C・ルビン天文台、LISA、シモンズ天文台など、現在および今後の探査によって、あらゆるスケールの重力に関するデータが得られるようになると、TorCのような重力モデルの重要な検証が可能になり、現在は重力の拡張理論を探求する上で極めて重要な時期となります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider scenarios where Jackiw-Teitelboim black holes are attached to baths whose temperatures can be manipulated externally. We consider the bath to be cooled continuously and numerically investigate the subsequent evolution of the generalized entropies of the black hole. Page curves corresponding to several different cooling profiles of the bath are obtained. | ジャッキー・タイテルボイム・ブラックホールが、外部から温度を操作できる浴槽に取り付けられているシナリオを考える。 浴槽は連続的に冷却されると仮定し、ブラックホールの一般化エントロピーのその後の変化を数値的に調べる。 浴槽のいくつかの異なる冷却プロファイルに対応するページ曲線が得られる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We examine the dissipation of infalling particles near black holes under the assumption that the equivalence principle breaks down at the stretched horizon. This violation allows partial reflection of particles just outside the event horizon, as suggested by models such as the fuzzball and firewall proposals. We show that scattering with blue-shifted Hawking radiation leads to moderate dissipation when the particle energy is comparable to the Hawking temperature. The decay rate is independent of the Planck mass, and therefore gravitational wave echoes-arising from such partial reflection-may survive despite the presence of quantum gravitational effects. Our result is universal and does not rely on the detailed microphysics of the horizon. | 我々は、等価性原理が引き伸ばされた地平線で破綻するという仮定の下、ブラックホール近傍への落下粒子の散逸を考察する。 この破れは、ファズボールやファイアウォールといったモデルが示唆するように、事象の地平線のすぐ外側で粒子が部分的に反射することを可能にする。 我々は、粒子エネルギーがホーキング温度に匹敵する場合、青方偏移したホーキング放射による散乱が中程度の散逸をもたらすことを示す。 減衰率はプランク質量に依存しないため、このような部分反射から生じる重力波エコーは、量子重力効果が存在するにもかかわらず残存する可能性がある。 我々の結果は普遍的であり、地平線の詳細な微視的物理学に依存しない。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The entanglement entropy of intervals in $1+1$ interface CFTs is modified in two ways compared to a CFT without interface: there is a finite boundary entropy contribution, and, for an interval with an endpoint at the interface, the coefficient of the logarithmically divergent contribution -- which is usually proportional to the central charge of the CFT -- is modified to an effective central charge. We show that the latter modification can be understood as a limit of the former using holographic duals of interface CFTs. Furthermore, we show that a finite "boundary entropy" contribution also appears in intervals that do not cross the interface and it is needed to ensure strong subbaditivity of the entanglement entropy. | $1+1$ インターフェース CFT における区間のエンタングルメントエントロピーは、インターフェースを持たない CFT と比較して、2つの点で修正される。 すなわち、有限の境界エントロピー寄与が存在すること、そして、インターフェースに端点を持つ区間では、対数的に発散する寄与の係数（通常は CFT のセントラルチャージに比例する）が実効セントラルチャージに修正されることである。 後者の修正は、インターフェース CFT のホログラフィック双対を用いて、前者の極限として理解できることを示す。 さらに、有限の「境界エントロピー」寄与はインターフェースを横切らない区間にも現れ、エンタングルメントエントロピーの強い劣性を保証するために必要であることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This study investigates the consistency of heterotic supergravity, where the $B$-field gauge transformation becomes anomalous due to the Green-Schwarz mechanism, under T-duality transformations. We establish that preserving T-duality necessitates an infinite tower of higher-derivative couplings proportional to $e^{-2\Phi}$. For spacetimes featuring a Killing self-dual circle, these couplings remain immune to quantum corrections. Leveraging S-duality in heterotic/type I string theory, we then identify the corresponding couplings in type I theory. Notably, our analysis reveals that standard S-duality transformations do not involve higher-derivative corrections. Building on this insight, we derive the explicit form of the effective action for type I theory at the $\alpha'$ order, adhering to a scheme that omits derivatives of the dilaton. | 本研究では、T-双対性変換の下で、グリーン・シュワルツ機構により$B$場ゲージ変換が異常となるヘテロティック超重力の整合性を調査する。 T-双対性を保存するには、$e^{-2\Phi}$に比例する高微分結合の無限塔が必要であることを確立する。 キリング自己双対円を特徴とする時空では、これらの結合は量子補正の影響を受けない。 次に、ヘテロティック/タイプI弦理論におけるS-双対性を利用して、タイプI理論における対応する結合を特定する。 特に、我々の解析は標準的なS-双対性変換は高微分補正を伴わないことを明らかにする。 この洞察に基づき、ディラトンの微分を省略するスキームに従い、タイプI理論の$\alpha'$順序における有効作用の明示的な形を導出する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We show, in the framework of a space-time resolved relativistic quantum eld theory approach to tunneling, that microcausality precludes superluminal tunneling dynamics. More specically in this work dealing with Dirac and Klein-Gordon elds, we rst prove that microcausality holds for such elds in the presence of a background potential. We then use this result to show that an intervention performed on a localized region of an initial wave packet subsequently scattering on a potential barrier does not result in any eect outside the light cone emanating from that region. We illustrate these results with numerical computations for Dirac fermions and Klein-Gordon bosons. | 時空分解相対論的量子場理論に基づくトンネル効果へのアプローチの枠組みにおいて、ミクロ因果律が超光速トンネル効果のダイナミクスを阻害することを示す。 より具体的には、ディラック場とクライン・ゴルドン場を扱う本研究では、まず背景ポテンシャルが存在する場合、これらの場においてミクロ因果律が成立することを証明した。 次に、この結果を用いて、ポテンシャル障壁で散乱する初期波束の局所領域に介入を行っても、その領域から発散する光円錐の外側にはいかなる影響も及ぼさないことを示す。 これらの結果を、ディラック・フェルミオンとクライン・ゴルドン・ボソンの数値計算によって説明する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We considered the vacuum polarization of a quantized charged scalar matter field in the background of a topological defect modeled by a finite-thickness tube with magnetic flux inside. The tube is impenetrable for quantum matter, and a generalized boundary condition of the Robin type is imposed at its surface. We have shown that in the flat space-time, the total induced vacuum energy does not depend on the coupling $(\xi)$ of the scalar field's interaction with the space-time curvature, only for the partial cases of the Dirichlet and Neumann boundary conditions on the tube's edge. However, for generalized Robin boundary conditions, the total induced energy depends on the coupling $\xi$ in flat space-time, at least for negative values of the boundary condition parameter $-\pi/2<\theta<0$. | 内部に磁束を持つ有限厚のチューブでモデル化された位相欠陥を背景とした、量子化された荷電スカラー物質場の真空分極を考察した。 チューブは量子物質を透過できず、その表面には一般化ロビン境界条件が課せられる。 平坦時空においては、誘起される全真空エネルギーは、チューブ端におけるディリクレ境界条件およびノイマン境界条件の部分的な場合にのみ、スカラー場と時空曲率との相互作用の結合 $(\xi)$ に依存しないことを示した。 しかし、一般化ロビン境界条件においては、少なくとも境界条件パラメータ $-\pi/2<\theta<0$ が負の値となる場合、全誘起エネルギーは平坦時空における結合 $\xi$ に依存する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The classical multidimensional resultant can be defined as the, suitably normalized, generator of a projective elimination ideal in the ring of universal coefficients. This is the approach via the so-called inertia forms or Tr\"{a}gheitsformen. Using clever substitutions, Mertens and Hurwitz gave a criterion, for recognizing such inertia forms, which amounts to a linear system for their numerical coefficients. In this article we explicitly solve this linear system. We do so by identifying a subset of the available equations which forms a unitriangular system. The key notion we use is that of transversal, i.e., a selection of a monomial term in each of the homogeneous polynomials at hand. We need two such transversals which are disjoint and extremal, in the sense that they relate to extremizers of a, possibly new, determinantal inequality for differences of two substochastic matrices. Thanks to this notion of extremal pair of transversals, we derive an explicit formula for the coefficients of general multidimensional resultants, as a sum of terms made of a sign times a product of multinomial coefficients, thereby explicitly showing they are integer-valued. As an application of our formula, we recover Sombra's bound on the height of resultants, in the classical case. | 古典的な多次元終結物は、普遍係数の環における射影消去イデアルの、適切に正規化された生成元として定義できます。 これは、いわゆる慣性形式、あるいはTr\"{a}gheitsformenと呼ばれるアプローチです。 巧みな代入を用いて、MertensとHurwitzは、そのような慣性形式を認識するための基準を与えました。 この基準は、数値係数の線型方程式に相当します。 本稿では、この線型方程式を明示的に解きます。 これは、利用可能な方程式のサブセットのうち、単位三角方程式を形成するものを特定することによって行います。 ここで用いる重要な概念は横断、すなわち、各同次多項式における単項項の選択です。 このような横断は2つ必要ですが、これらは互いに素で、かつ極値的であり、2つの部分確率行列の差に対する、おそらく新しい行列式不等式の極値化子に関連するという意味です。 この極値的横断ペアの概念により、一般的な多次元結果の係数に対する明示的な式を、次の和として導出します。 項 は符号と多項式係数の積から成り、それによって明示的に整数値であることを示します。 この公式を応用することで、古典的なケースにおけるソンブラの終値の高さに関する境界を復元します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Kolmogorov-Zakharov stationary states for weak wave turbulence involve solving a leading-order kinetic equation. Recent calculations of higher-order corrections to this kinetic equation using the Martin-Siggia-Rose path integral are reconsidered in terms of stationary states of a Fokker-Planck Hamiltonian. A non-perturbative relation closely related to the quantum mechanical Ehrenfest theorem is introduced and used to express the kinetic equation in terms of divergences of two-point expectation values in the limit of zero dissipation. Similar equations are associated to divergences in higher-order cumulants. It is additionally shown that the ordinary thermal equilibrium state is not actually a stationary state of the Fokker-Planck Hamiltonian, and a non-linear modification of dissipation is considered to remedy this. | 弱波乱流のコルモゴロフ・ザハロフ定常状態は、主要次数の運動方程式を解くことを必要とする。 この運動方程式に対するマーティン・シッジャ・ローズ経路積分を用いた高次補正の最近の計算を、フォッカー・プランク・ハミルトニアンの定常状態の観点から再検討する。 量子力学的エーレンフェスト定理に密接に関連する非摂動関係を導入し、運動方程式を、散逸ゼロの極限における2点期待値の発散によって表現する。 同様の方程式は、高次キュムラントの発散にも関連する。 さらに、通常の熱平衡状態は実際にはフォッカー・プランク・ハミルトニアンの定常状態ではないことが示され、散逸の非線形修正によってこれが改善されることが考えられる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Quantum energy teleportation (QET) exploits the existence of correlations to enable remote energy transfer without the need for physical energy carriers between emitter and receiver. This paper presents a review of the thermodynamic foundations of QET and reviews its first experimental demonstration (performed using Nuclear Magnetic Resonance), along with its implementation on publicly available superconducting quantum hardware. Additionally, we review an application of QET in the field of quantum thermodynamics as an efficient algorithmic cooling technique to cool down individual parts of interacting systems. Finally, we will review how QET can be employed to optimally generate exotic quantum states characterized by negative average stress-energy densities, offering a new operational approach to engineering such states which are promising in the context of semiclassical gravity. | 量子エネルギーテレポーテーション（QET）は、相関の存在を利用して、送信側と受信側の間に物理的なエネルギーキャリアを必要とせずに遠隔エネルギー転送を可能にする。 本稿では、QETの熱力学的基礎を概説し、核磁気共鳴を用いて行われた最初の実験的実証と、公開されている超伝導量子ハードウェアへの実装について概説する。 さらに、相互作用するシステムの個々の部分を冷却するための効率的なアルゴリズム冷却技術としての量子熱力学分野におけるQETの応用についても概説する。 最後に、負の平均応力エネルギー密度を特徴とするエキゾチックな量子状態を最適に生成するためにQETをどのように用いることができるかを概説し、半古典的重力の文脈において有望なそのような状態を設計するための新しい操作的アプローチを提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we study frozen states of charged boson stars. These solutions are globally regular and exist in a U(1) gauged scalar field model minimally coupled to gravity for suitable choices of the coupling constants. These configurations are field theoretical realizations of the Mazur-Mottola solution with a de Sitter interior, a black hole exterior and a thin shell that interpolates between the two and replaces the event horizon. We demonstrate that standard electrodynamics is sufficient to find these frozen states, but that the self-interaction of the scalar field is crucial. Adding Horndeski vector-tensor gravity to the model allows the frozen states to exist without self-interaction though. The frozen states possess one stable and one unstable lightring, the former inside the thin shell, the latter in the black hole exterior. | 本論文では、荷電ボソン星の凍結状態を研究する。 これらの解は大域的に正則であり、適切な結合定数の選択により重力と最小限に結合したU(1)ゲージスカラー場模型内に存在する。 これらの構成は、ド・ジッター内部、ブラックホール外部、そして両者の間を補間し事象の地平線を置き換える薄い殻を持つマズール-モットラ解の場の理論的実現である。 我々は、これらの凍結状態を見つけるには標準的な電気力学で十分であるが、スカラー場の自己相互作用が決定的に重要であることを示す。 しかし、ホーンデスキーベクトルテンソル重力をモデルに追加することで、凍結状態は自己相互作用なしに存在することができる。 凍結状態は1つの安定なライトリングと1つの不安定なライトリングを持ち、前者は薄い殻の内側に、後者はブラックホール外部にある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the spin chain model capturing the one-loop spectral problem of the simplest $\mathcal{N}=2$ superconformal quiver gauge theory in four dimensions, obtained from a marginal deformation of the $\mathbb{Z}_2$ orbifold of $\mathcal{N}=4$ SYM. In Part I of this work \cite{Bozkurt:2024tpz}, we solved for the three-magnon eigenvector and found that it exhibits long-range behavior, despite the Hamiltonian being of nearest-neighbor type. In this paper, we extend the analysis to the four-magnon sector and construct explicit eigenvectors. These solutions are compatible with both untwisted and twisted periodic boundary conditions, and they allow for the computation of anomalous dimensions of single-trace operators of the gauge theory. We validate our results by direct comparison with brute-force diagonalization of the spin chain Hamiltonian. Additionally, we uncover a novel structural relation between eigenstates with different numbers of excitations. In particular, we show that the four-magnon eigenstates can be written in terms of the three-magnon solution, revealing a recursive pattern and hinting at a deeper underlying structure. Lastly, the four-magnon solution obeys an infinite tower of Yang-Baxter equations, as was the case for the three-magnon solution. | 我々は、$\mathcal{N}=4$ SYM の $\mathbb{Z}_2$ オービフォールドの周辺変形から得られる、4次元における最も単純な $\mathcal{N}=2$ 超共形クイーバーゲージ理論の1ループスペクトル問題を捉えるスピン鎖模型を研究する。 本研究の第1部 \cite{Bozkurt:2024tpz} では、3マグノン固有ベクトルを解き、ハミルトニアンが最近接型であるにもかかわらず、それが長距離挙動を示すことを明らかにした。 本論文では、この解析を4マグノンセクターに拡張し、明示的な固有ベクトルを構築する。 これらの解は、ねじれのない周期境界条件とねじれのある周期境界条件の両方と両立し、ゲージ理論の単一トレース作用素の異常次元の計算を可能にする。 スピン鎖ハミルトニアンの力ずく対角化と直接比較することで、我々の結果を検証する。 さらに、励起数の異なる固有状態間の新たな構造的関係を明らかにする。 特に、4マグノン固有状態は3マグノン解で表すことができることを示し、再帰的なパターンを明らかにし、より深い根底構造を示唆する。 最後に、4マグノン解は、3マグノン解の場合と同様に、ヤン・バクスター方程式の無限塔に従う。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A recent hint reported by the TASEH haloscope suggests the possible detection of dark photon dark matter with mass $19.5~{\rm \mu eV}$. Due to their production during inflation, dark photons act as unique messengers from this primordial epoch. We explore the implications that a confirmed detection would have in directly probing the inflationary era for the first time. To resolve the intrinsic degeneracy between the dark photon mixing parameter and its fractional relic abundance introduced by haloscope measurements, we motivate a next-generation light-shining-through-a-wall experiment. Combining these two experiences with cosmological data, particularly measurements of the tensor-to-scalar ratio $r$, we propose an interdisciplinary approach to reconstruct dark photon properties. We delineate a coherent strategy for simultaneously determining the dark photon kinetic coupling, abundance, and properties of the inflationary era. | TASEHハロスコープによって報告された最近のヒントは、質量が$19.5~{\rm \mu eV}$の暗黒光子暗黒物質の検出可能性を示唆している。 インフレーション中に生成されるため、暗黒光子はこの原始時代からの唯一のメッセンジャーとして機能する。 我々は、確実な検出がインフレーション時代を初めて直接調査することにどのように影響するかを探求する。 ハロスコープ測定によって導入される暗黒光子混合パラメータとその分数的残存物存在比との間の固有の縮退を解明するため、次世代の壁透過光実験の動機付けとなる。 これら2つの経験を宇宙論データ、特にテンソル対スカラー比$r$の測定と組み合わせることで、暗黒光子の特性を再構築するための学際的アプローチを提案する。 我々は、インフレーション時代における暗黒光子の運動学的結合、存在比、および特性を同時に決定するための一貫した戦略を示す。 |