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| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| A mechanism for generating anisotropic enhancements of the curvature perturbation through a vector field is proposed. We find that when the mixing between the inflaton perturbation and the vector-field perturbation is sufficiently strong in the anisotropic inflation, the power spectrum becomes dominated by anisotropic constant modes. This suggests that statistical anisotropy in primordial black hole (PBH) formation may be inevitable if inflation undergoes an anisotropic inflationary phase. Our findings offer a novel approach to probe vector fields during inflation and to test the cosmic no-hair conjecture. | ベクトル場を通して曲率摂動の異方的な増強を生成するメカニズムが提案されている。 異方性インフレーションにおいて、インフレーショントン摂動とベクトル場摂動の混合が十分に強い場合、パワースペクトルは異方性定常モードによって支配されることがわかった。 これは、インフレーションが異方性インフレーション期を経る場合、原始ブラックホール（PBH）形成における統計的異方性は避けられない可能性があることを示唆している。 我々の研究結果は、インフレーション過程のベクトル場を調べ、宇宙無毛仮説を検証するための新たなアプローチを提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the Renyi entropies and late-time bulk correlators between a pair of asymptotically de Sitter space universes connected through an Euclidean axion wormhole, in arbitrary dimensions. Assuming the validity of the de Sitter (dS)/conformal field theory (CFT) correspondence, we calculate the holographic Renyi entropy between the pair of universes, anchoring the corresponding extremal surfaces to $\mathcal{I}^+$ in each universe. The results can be recast in terms of a reduced density matrix where one of the asymptotically dS universes is traced out, and where the throat of the Euclidean wormhole is associated with the entanglement between the universes. Later, we evaluate two-point correlation functions for heavy particles detected near $\mathcal{I}^+$. The Euclidean wormhole saddle point is responsible for the late-time saturation of the correlators. The result is compatible with each of the asymptotically de Sitter universes being described by a finite-dimensional quantum dual theory. At last, we dimensionally reduce these geometries in terms of dilaton-gravity theory with conformally coupled matter. Further, we discuss recent puzzles associated to the Euclidean path integral for extended wormhole geometries with multiple throats. | 我々は、任意次元において、ユークリッド・アクシオン・ワームホールを介して接続された漸近的ド・ジッター空間の一対の宇宙間のレニイ・エントロピーと後期バルク相関関数を調べる。 ド・ジッター(dS)/共形場理論(CFT)対応の妥当性を仮定し、各宇宙における対応する極値面を$\mathcal{I}^+$に固定し、一対の宇宙間のホログラフィック・レニイ・エントロピーを計算する。 結果は、漸近的dS宇宙の一方をトレースし、ユークリッド・ワームホールの喉部を宇宙間のエンタングルメントと関連付けた縮約密度行列で書き直すことができる。 その後、$\mathcal{I}^+$付近で検出された重い粒子の2点相関関数を評価する。 ユークリッドワームホールの鞍点は、相関関数の遅い時間飽和の原因である。 この結果は、漸近的にド・ジッターな宇宙のそれぞれが有限次元量子双対理論によって記述されることと整合する。 最後に、これらの形状を、共形結合物質を含むディラトン重力理論を用いて次元縮減する。 さらに、複数のスロートを持つ拡張ワームホール形状のユークリッド経路積分に関連する最近のパズルについても議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In gravitational theories with boundaries, diffeomorphisms can become physical and acquire a non-vanishing Noether charge. Using the covariant phase space formalism, on shell of the gravitational constraints, the latter localizes on codimension-$2$ surfaces, the corners. The corner proposal asserts that these charges, and their algebras, must be important ingredients of any quantum gravity theory. In this manuscript, we continue the study of quantum corner symmetries and algebras by computing the entanglement entropy and quantum informational properties of quantum states abiding to the quantum representations of corners in the framework of $2$-dimensional gravity. We do so for two classes of states: the vacuum and coherent states, properly defined. We then apply our results to JT gravity, seen as the dimensional reduction of $4$d near extremal black holes. There, we demonstrate that the entanglement entropy of some coherent quantum gravity states -- states admitting a semiclassical description -- scales like the dilaton, reproducing the semiclassical area law behavior and further solidifying the quantum informational nature of entropy of quantum corners. We then study general states and their gluing procedure, finding a formula for the entanglement entropy based entirely on the representation theory of $2$d quantum corners. | 境界を持つ重力理論においては、微分同相写像は物理的になり、ゼロでないノイマン電荷を獲得する可能性がある。 共変位相空間形式を用いると、重力拘束条件の殻上で、後者は余次元2の面、すなわちコーナー上に局在する。 コーナー提案は、これらの電荷とその代数は、あらゆる量子重力理論の重要な構成要素でなければならないと主張している。 本稿では、2次元重力の枠組みにおいて、コーナーの量子表現に従う量子状態のエンタングルメントエントロピーと量子情報特性を計算することにより、量子コーナー対称性と代数の研究を続ける。 これを、適切に定義された真空状態とコヒーレント状態という2つの状態クラスについて行う。 次に、これらの結果を、4次元近傍極限ブラックホールの次元縮小として見られるJT重力に適用する。 そこで我々は、いくつかのコヒーレント量子重力状態（半古典的記述を許容する状態）のエンタングルメントエントロピーがディラトンのようにスケールし、半古典的面積則の振る舞いを再現し、量子コーナーのエントロピーの量子情報的性質をさらに強固にすることを示す。 次に、一般状態とその接着手順を研究し、2次元量子コーナーの表現理論のみに基づいたエンタングルメントエントロピーの公式を見出す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In analogue gravity studies, the goal is to replicate black hole phenomena, such as Hawking radiation, within controlled laboratory settings. In the realm of condensed matter systems, this may happen in 2D tilted Dirac cone materials based on honeycomb lattice. In particular, we compute the entropy of this system, and find it has the same form as black hole Bekenstein-Hawking entropy, if an analogue horizon forms. Hence, these systems can be potential analogues of quantum black holes. We show that this entropy is primarily concentrated in the region where the tilt parameter is close to one, which corresponds to the location of the analogue black hole horizon. Additionally, when nonlinear effects are taken into account, the entropy is peaked in a small pocket of the Fermi sea that forms behind the analogue event horizon, which we call the \textit{Fermi puddle}. We further refer to this new type of analogue black hole as a {\it smart hole}, since, in contrast to dumb holes, it can simulate both the correct temperature {\it and} entropy of general relativistic black holes. These results provide an opportunity to illuminate various quantum facets of black hole physics in a laboratory setting. | アナログ重力研究では、制御された実験室環境下でホーキング放射などのブラックホール現象を再現することが目標です。 凝縮系においては、ハニカム格子をベースとした2次元の傾斜ディラックコーン材料において、この現象が起こり得ます。 特に、この系のエントロピーを計算し、アナログ地平線が形成される場合、ブラックホールのベッケンシュタイン-ホーキングエントロピーと同じ形になることを発見しました。 したがって、これらの系は量子ブラックホールの潜在的なアナログとなり得ます。 このエントロピーは主に、傾斜パラメータが1に近い領域に集中していることを示しています。 これはアナログブラックホール地平線の位置に対応します。 さらに、非線形効果を考慮すると、エントロピーはアナログ事象の地平線の背後に形成されるフェルミ海の小さなポケット、すなわちフェルミパドルでピークに達します。 \textit{フェルミパドル} と呼びます。 さらに、この新しいタイプのアナログブラックホールを「スマートホール」と呼ぶことにする。 これは、ダムホールとは対照的に、一般相対論的ブラックホールの正確な温度とエントロピーの両方をシミュレートできるためである。 これらの結果は、実験室環境でブラックホール物理学の様々な量子的側面を明らかにする機会を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We address the problem of the thermalization process for an Unruh-DeWitt (UDW) detector outside a BTZ black hole, from a perspective of quantum thermodynamics. In the context of an open quantum system, we derive the complete dynamics of the detector, which encodes a complicated response to scalar background fields. Using various information theory tools, such as quantum relative entropy, quantum heat, coherence, quantum Fisher information, and quantum speed of evolution, we examined three quantum thermodynamic laws for the UDW detector, where the influences from BTZ angular momentum and Hawking radiation are investigated. In particular, based on information geometry theory, we find an intrinsic asymmetry in the detector's thermolization process as it undergoes Hawking radiation from the BTZ black hole. In particular, we find that the detector consistently heats faster than it cools, analogous to the quantum Mpemba effect for nonequilibrium systems. Moreover, we demonstrate that the spin of a black hole significantly influences the magnitude of the asymmetry, while preserving the dominance of heating over cooling. | BTZブラックホール外部におけるUnruh-DeWitt（UDW）検出器の熱化過程の問題を、量子熱力学の観点から考察する。 開放量子系の文脈において、スカラー背景場に対する複雑な応答を符号化する検出器の完全なダイナミクスを導出する。 量子相対エントロピー、量子熱、コヒーレンス、量子フィッシャー情報、量子発展速度といった様々な情報理論ツールを用いて、UDW検出器の3つの量子熱力学法則を解析し、BTZ角運動量とホーキング放射の影響を調べた。 特に、情報幾何学理論に基づき、BTZブラックホールからのホーキング放射を受ける検出器の熱化過程に固有の非対称性を見出した。 特に、非平衡系の量子Mpemba効果に類似し、検出器は一貫して冷却よりも速く加熱されることを見出した。 さらに、ブラックホールのスピンが、加熱が冷却よりも優勢であるにもかかわらず、非対称性の大きさに大きな影響を与えることを実証しました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We revisit the non-commutative geometry inspired Reissner-Nordstr\"{o}m black hole solution obtained by smearing the point sources with a Gaussian distribution. We show that while the form of the metric function and the physical properties derived from that remain valid, not all the components of Einstein equations are satisfied. We construct an improved energy-momentum tensor that consistently satisfies Einstein equations and show that it leads to a different prediction for the region where the strong energy condition is violated. For certain choice of parameters, our proposal predicts the violation of the energy condition outside the Cauchy horizon, which might be important for observational signatures. | 我々は、点源をガウス分布で塗りつぶすことによって得られる、非可換幾何学に着想を得たライスナー・ノルドストル\"{o}mブラックホール解を再検討する。 計量関数の形とそこから導かれる物理的性質は妥当であるものの、アインシュタイン方程式のすべての要素が満たされるわけではないことを示す。 我々は、アインシュタイン方程式を一貫して満たす改良されたエネルギー運動量テンソルを構築し、それが強いエネルギー条件が破れる領域について異なる予測につながることを示す。 特定のパラメータの選択に対して、我々の提案はコーシー地平線の外側におけるエネルギー条件の破れを予測し、これは観測シグネチャーにとって重要となる可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| It is shown that the conservation of a charge operator supported by three neighboring sites, or its local version, Reshetikhin's condition, suffices to guarantee the existence of all higher order conserved charges and hence the integrability of a quantum spin chain. This establishes Grabowski and Mathieu's long-standing conjecture as a theorem, ending the folklore that the existence of higher conserved charges imposes additional constraints not implied by the conservation of the three-local charge. | 3つの隣接サイトによって支えられた電荷演算子の保存則、あるいはその局所版であるレシェティキンの条件は、すべての高次の保存電荷の存在、ひいては量子スピン鎖の積分可能性を保証するのに十分であることが示される。 これにより、グラボウスキーとマシューの長年の予想が定理として確立され、高次の保存電荷の存在は3局所電荷の保存則によって示唆されない追加の制約を課すという通説に終止符が打たれた。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The scope of this Ph.D thesis is to study the effects of the presence of a boundary from a Quantum Field Theoretical perspective, searching for new physics and explanations of observed phenomena. In particular, thanks to the formal QFT setting, the issue of the existence of local, accelerated, edge modes in Hall systems is analyzed and understood in terms of the bulk-to-boundary approach as related to a curved background in topological QFTs with boundary. Within this formalism the induced metric on the boundary can be associated to the ad hoc potential introduced in the phenomenological models in order to obtain such non-constant edge velocities. This also leads to the prediction of local modes for Topological Insulators, and Quantum Spin Hall systems in general. The paradigm for which only topological QFTs have a physical content on the boundary is broken, and also non-Topological Quantum Field Theories such as fracton models and Linearized Gravity are shown to have non-trivial boundary dynamics. Indeed due to the breaking of their defining symmetry both models have a current algebra of the Kac-Moody type on the boundary. In the case of fractons this algebra is in a generalized form, which also appears in some kinds of higher order Topological Insulators, a sign of a possible relation between these materials and edge states of fracton quasiparticles. Concerning the theory of Linearized Gravity, instead, the algebra is a standard Kac-Moody one, whose presence was suspected, but never proved before. Physical results on the boundary range between condensed matter, elasticity and (massive) gravity models. A collateral result, which enrich this Thesis, is the building of a new covariant QFT for fractons with a peculiar gauge structure. This new model better highlight the properties of these quasiparticles. | この博士論文の目的は、量子場理論の観点から境界の存在の影響を研究し、観測される現象に対する新たな物理学と説明を探求することです。 特に、形式的QFTの設定により、ホール系における局所的加速エッジモードの存在の問題は、境界を持つトポロジカルQFTにおける曲面背景と関連したバルク-境界アプローチの観点から分析され、理解されます。 この形式主義において、境界に誘起される計量は、そのような非一定エッジ速度を得るために現象論的モデルに導入されたアドホックポテンシャルと関連付けることができます。 これはまた、トポロジカル絶縁体、そして一般的な量子スピンホール系における局所モードの予測にもつながります。 位相的場の理論（QFT）のみが境界上の物理的内容を持つというパラダイムは破れ、フラクトン模型や線形重力理論といった非位相的量子場理論も非自明な境界ダイナミクスを持つことが示されています。 実際、定義対称性の破れにより、どちらの模型も境界上にKac-Moody型の電流代数を持ちます。 フラクトンの場合、この代数は一般化された形であり、ある種の高次トポロジカル絶縁体にも現れ、これらの物質とフラクトン準粒子のエッジ状態との間に関係がある可能性を示唆しています。 線形重力理論に関しては、この代数は標準的なKac-Moodyの代数であり、その存在は疑われていましたが、これまで証明されていませんでした。 境界上の物理的結果は、凝縮物質、弾性、そして（質量を持つ）重力模型にまで及びます。 本論文を豊かにする付随的な成果として、特異なゲージ構造を持つフラクトンに対する新しい共変場理論の構築が挙げられます。 この新しいモデルは、これらの準粒子の特性をより明確に示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We develop a novel approach for the self-consistent solution of coupled sets of Bethe-Salpeter and Schwinger-Dyson equations in QCD. This framework allows us to maintain the axial Ward-Takahashi identities of the theory within advanced approximation schemes, such as the skeleton or three-particle irreducible expansions. For this purpose we reformulate the Schwinger-Dyson equation of the axial-vector vertex such that the bulk of its quantum corrections is expressed in terms of a novel vertex. Crucially, this vertex satisfies a symmetry-induced relation of its own, which involves the full quark-gluon vertex. As a result, the Schwinger-Dyson equation reproduces the standard Ward-Takahashi identity satisfied by the axial-vector vertex. Consequently, the known relation between the quark mass function and the wave function of the pion in the chiral limit is duly fulfilled. The present approach offers valuable insights into the interplay between symmetry and dynamics, and provides a practical path towards computations of hadron physics within sophisticated approximations. In particular, the one-loop dressed truncation of the key dynamical equations, including that of the quark-gluon vertex, is shown to be completely compatible with the required symmetry relations. Further extensions and potential phenomenological applications of the developed framework are briefly discussed. | QCDにおけるベーテ-サルペーター方程式とシュウィンガー-ダイソン方程式の結合系の自己無撞着解を求めるための新たなアプローチを開発する。 この枠組みにより、スケルトン展開や3粒子既約展開といった高度な近似スキームにおいて、理論の軸性ウォード-高橋恒等式を維持することが可能となる。 この目的のために、軸性ベクトル頂点のシュウィンガー-ダイソン方程式を、その量子補正の大部分が新たな頂点で表されるように再定式化する。 重要なのは、この頂点が、クォーク-グルーオン頂点全体を包含する、それ自身の対称性誘起関係を満たすことである。 その結果、シュウィンガー-ダイソン方程式は、軸性ベクトル頂点が満たす標準的なウォード-高橋恒等式を再現する。 その結果、カイラル極限におけるクォーク質量関数とパイ中間子の波動関数との間の既知の関係が適切に満たされる。 本アプローチは、対称性とダイナミクスの相互作用に関する貴重な洞察を提供し、洗練された近似を用いたハドロン物理の計算への実用的な道筋を提供する。 特に、クォーク-グルーオン頂点を含む主要な力学方程式の1ループドレスト切断は、要求される対称性関係と完全に整合することを示す。 開発された枠組みの更なる拡張と潜在的な現象論的応用についても簡単に議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider models where the dilaton, seen as the pseudo-Goldstone boson of broken scale invariance, plays the role of dark energy. We revisit Weinberg's theorem and show that quantum corrections induced by the graviton lead to the screening of the dilaton locally. We also discuss the time evolution of the equation of state and find that phantom crossing is a natural feature of these models. The time variation of the equation of state and its deviation from $-1$ is limited by screening locally and can only be relaxed when the dilaton is allowed to have a mass of the order of the Hubble rate cosmologically, thus going beyond single-field screened dark-energy models. This obstruction extends to all single-field screened models of the chameleon-type where the large mass of the scalar on cosmological scales leads to a negligible variation of the equation of state at low redshift. | 我々は、スケール不変性が破れた擬ゴールドストーンボソンとみなされるディラトンがダークエネルギーの役割を果たすモデルを考察する。 ワインバーグの定理を再検討し、重力子によって誘起される量子補正が局所的にディラトンの遮蔽をもたらすことを示す。 また、状態方程式の時間発展についても議論し、ファントム交差がこれらのモデルの自然な特徴であることを明らかにした。 状態方程式の時間変化と $-1$ からの偏差は局所的な遮蔽によって制限され、ディラトンが宇宙論的にハッブルレートのオーダーの質量を持つことが許される場合にのみ緩和され、単一場遮蔽ダークエネルギーモデルを超える。 この障害は、宇宙論的スケールでのスカラーの大きな質量が低赤方偏移での状態方程式の変化を無視できるような、カメレオン型の単一場遮蔽モデルすべてに及ぶ。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the dynamics of Abelian-Higgs vortices in the background of a coherently oscillating axion field. We show that the electric field is induced in the magnetic core of the vortex due to the axion-photon conversion. Moreover, because the electromagnetic field is confined in the vortex and excluded from the superconducting bulk regions due to the Meissner effect, the vortex tube can be regarded as a cylindrical cavity, and our numerical analysis shows that the resonant cavity mode (TM010 mode) can be efficiently enhanced in this tube. We also focus on the interaction of two vortices in the oscillating axion background, resulting in attractive or repulsive forces, even in the case with the BPS limit. These new features open up a new possibility for the axion dark matter search using superconducting devices. | コヒーレントに振動するアクシオン場の背景におけるアーベルヒッグス渦のダイナミクスを研究する。 アクシオン-光子変換により、渦の磁気コアに電場が誘起されることを示す。 さらに、電磁場はマイスナー効果により渦内に閉じ込められ、超伝導バルク領域からは排除されるため、渦管は円筒状の空洞とみなすことができ、数値解析により、共鳴空洞モード（TM010モード）がこの管内で効率的に増強されることを示す。 また、振動するアクシオン背景における2つの渦の相互作用にも着目し、BPS限界の場合でも、引力または斥力が生じることを明らかにする。 これらの新しい特徴は、超伝導デバイスを用いたアクシオン暗黒物質探索の新たな可能性を切り開く。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| According to usual calculations in quantum field theory, both in flat and curved spacetime, the mass $m^2$ of a scalar particle is quadratically sensitive to the ultimate scale of the theory, the UV physical cutoff $\Lambda$. In the present work, paying attention to the path integral measure and to the way $\Lambda$ is introduced, we calculate the one-loop effective action $\Gamma^{1l}$ for a scalar field on a non-trivial gravitational background. We find that $m^2$ presents only a (mild) logarithmic sensitivity to $\Lambda$. This is obtained without resorting to a supersymmetric embedding of the theory, nor to regularization schemes (as dimensional or zeta-function regularization) where power-like divergences are absent by construction. In view of the results of the present work, we finally speculate on the way the Minkowski limit should be approached. | 量子場の理論における通常の計算によれば、平坦時空と曲がった時空の両方において、スカラー粒子の質量$m^2$は理論の究極スケールであるUV物理的カットオフ$\Lambda$に対して2乗的に敏感である。 本研究では、経路積分測度と$\Lambda$の導入方法に注目し、非自明な重力背景におけるスカラー場の1ループ有効作用$\Gamma^{1l}$を計算する。 $m^2$は$\Lambda$に対して（緩やかな）対数的な感度しか示さないことがわかった。 これは、理論の超対称埋め込みや、構成上べき乗発散が存在しない正則化スキーム（次元正則化やゼータ関数正則化など）に頼ることなく得られた。 本研究の結果を踏まえ、ミンコフスキー限界へのアプローチ方法について最終的に考察する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We review two arguments for using the Schr\"odinger equation in quantum cosmology and propose restricting to solutions in which time acts as a component with negligible backreaction on the metric - that is, it plays the role of a test field. We apply this idea to various minisuperspace models. In the semiclassical regime we recover expected results: the wavefunction peaks on the classical solution and, in models with a scalar field, the variance of $\zeta$ (a mini-superspace analogue of the comoving curvature perturbation) is conserved in time. Applied to the no-boundary wavefunction, our model highlights a bouncing behavior, which gives a straightforward quantum representation of global de Sitter space. We argue that the inevitable time dependence of the variance of the wavefunction breaks some of the classical de Sitter symmetries. Then, by modeling radiation as a fluid, we analyze the epoch of radiation domination near the singularity. The problem is equivalent to an $s$-wave scattering off a central power-law potential of the form $-r^{-2/3}$. Such a potential admits bound states, so the system is stable and the wavepacket undergoes unitary scattering. The radiation bounce, as opposed to the no-boundary bounce, does not have a classical counterpart as the corresponding classical solutions are singular. During the radiation bounce, the uncertainty and the expectation value of the scale factor become comparable. By selecting a large initial variance, the bounce can be made arbitrarily smooth, the mean value of the Hubble parameter correspondingly soft. | 量子宇宙論においてシュレーディンガー方程式を用いる2つの議論を概説し、時間が計量への反作用が無視できる成分として作用する、すなわちテスト場の役割を果たす解に限定することを提案する。 この考え方を様々なミニ超空間モデルに適用する。 半古典的領域では、期待される結果が得られる。 すなわち、波動関数は古典解でピークに達し、スカラー場を持つモデルでは、共動曲率摂動のミニ超空間における類似物である$\zeta$の分散は時間的に保存される。 境界のない波動関数に適用すると、我々のモデルは跳ね返る挙動を示し、これはグローバル・ド・ジッター空間の直接的な量子的表現を与える。 波動関数の分散の避けられない時間依存性は、いくつかの古典的ド・ジッター対称性を破ると主張する。 次に、放射を流体としてモデル化することにより、放射支配の時代を解析する。 特異点。 この問題は、$s$波が$-r^{-2/3}$の形の中心べき乗ポテンシャルで散乱する問題と等価である。 このようなポテンシャルは束縛状態を許容するため、系は安定し、波束はユニタリー散乱を受ける。 放射バウンスは、境界のないバウンスとは異なり、対応する古典的解が特異であるため、古典的に対応するものは存在しない。 放射バウンスの間、スケール因子の不確実性と期待値は同程度となる。 初期分散を大きく選択することで、バウンスは任意に滑らかにすることができ、ハッブルパラメータの平均値はそれに応じて柔らかくなる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the radiative properties of a spherical and singularity-free black-hole geometry recently proposed in the literature. Contrary to the Schwarzschild spacetime, this geometry is geodesically complete and regular, and, instead of the singularity, it presents a minimal surface that connects a trapped (black-hole) with an antitrapped (white-hole) region. The geometry is characterized by two parameters: the Schwarzschild radius and another parameter that measures the area of the minimal surface. This parameter is related to certain corrections expected in the context of loop quantum gravity to the classical general-relativistic dynamics. We explicitly compute the spectrum of the Hawking radiation and the gray-body factor. Since the gravitational potential is shallower than in Schwarzschild, the emission spectrum turns out to be colder and purer (less gray). From this, we sketch the evaporation history of this geometry and conclude that, under certain assumptions, instead of completely evaporating, the black hole naturally leads to a remnant, which provides a possible resolution to the information-loss issue. | 我々は、最近文献で提案された球状かつ特異点のないブラックホール幾何学の放射特性を調べる。 シュワルツシルト時空とは対照的に、この幾何学は測地線的に完全かつ正則であり、特異点の代わりに、捕捉領域（ブラックホール）と反捕捉領域（ホワイトホール）を結ぶ極小面を提示する。 この幾何学は、シュワルツシルト半径と極小面の面積を測定する別のパラメータという2つのパラメータによって特徴付けられる。 このパラメータは、ループ量子重力の文脈において古典的一般相対論的力学に対して期待される特定の補正と関連している。 我々は、ホーキング放射のスペクトルと灰色体因子を明示的に計算する。 重力ポテンシャルがシュワルツシルトよりも浅いため、放射スペクトルはより冷たく純粋（灰色が少ない）になることがわかる。 このことから、我々はこの幾何学的形状の蒸発履歴を概観し、ある仮定の下では、ブラックホールは完全に蒸発するのではなく、自然に残骸を形成し、それが情報損失問題の解決策となる可能性があると結論付けました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Swampland program, which looks for low energy theories consistent with quantum gravity, has led to the introduction of a dark dimension stemming from the cosmological constant. We show that the same argument leads to the emergence of the electroweak scale, once the dark dimension is realised in a warped background. A second warped extra dimension at the TeV scale is, therefore, postulated, where the long-standing problem of the hierarchy between the electroweak and the Planck scales can be addressed. Furthermore, standard model contributions to the cosmological constant are tamed, together with the gravitational ones. In the emergent holistic picture of gravity and gauge interactions, both Planck and the electroweak scales are emergent from a theory with two fundamental scales: $10^{-2}$ eV and $10^{10}$ GeV, which are of geometric origin and, following the Distance Conjecture, natural. Hence, a bridge is established between the two standard models of particle physics and cosmology. | 量子重力と整合する低エネルギー理論を探索するスワンプランド計画は、宇宙定数に由来する暗黒次元の導入につながった。 我々は、暗黒次元が歪んだ背景で実現されると、同じ議論が電弱スケールの出現につながることを示す。 したがって、TeVスケールにおける第二の歪んだ余剰次元が仮定され、そこでは電弱スケールとプランクスケール間の階層性という長年の問題が解決される。 さらに、標準模型による宇宙定数への寄与は、重力による寄与と共に抑制される。 重力とゲージ相互作用の出現する全体論的描像において、プランクスケールと電弱スケールは共に、2つの基本スケール、すなわち$10^{-2}$ eVと$10^{10}$ GeVを持つ理論から出現する。 これらのスケールは幾何学的起源を持ち、距離予想に従えば自然である。 したがって、素粒子物理学と宇宙論の2つの標準モデルの間に橋が架けられます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Casimir effect is considered a great triumph of Quantum Field Theory. Originally the Casimir energy was investigated considering the vacuum fluctuation associated with electromagnetic field; however it has also been analyzed considering different type of quantum fields. More recently the Casimir energy was studied in the context of Lorentz symmetry violation. In this work we investigate the effect of finite temperature on the Casmir energy considering a Lorenttz violation symmetry in a Horava-Lifshitz scenario. In this sense we consider a massive scalar quantum field confined in a region between two large and parallel plates. So our main objective is to investigate how, in this Lorentz violation scenario (LV), the Casimir energy depends on the temperature. Another point to be analyzed, is influence of the parameter associated with the LV, $\xi$, in the thermal correction. | カシミール効果は量子場理論の偉大な成果と考えられています。 元々、カシミールエネルギーは電磁場と関連する真空揺らぎを考慮して研究されていましたが、様々な種類の量子場を考慮して解析されるようになりました。 最近では、カシミールエネルギーはローレンツ対称性の破れという文脈で研究されています。 本研究では、ホラヴァ-リフシッツシナリオにおけるローレンツ対称性の破れを考慮し、有限温度がカシミールエネルギーに与える影響を調べます。 この意味で、我々は2枚の大きな平行板の間の領域に閉じ込められた質量を持つスカラー量子場を考察します。 したがって、我々の主な目的は、このローレンツ対称性の破れシナリオ（LV）において、カシミールエネルギーが温度にどのように依存するかを調べることです。 もう一つ分析すべき点は、LVに関連するパラメータ$\xi$が熱補正に与える影響です。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We derive the chiral kinetic theory in a non-Abelian gauge field using a self-consistent semiclassical expansion. Within this new expansion scheme, we disentangle the Wigner equations up to second order and demonstrate that they do not introduce additional constraint equations. By integrating the covariant chiral kinetic equations in eight-dimensional phase space, we obtain the corresponding equations in seven-dimensional phase space. This reduction facilitates numerical simulations and practical applications. | 非アーベルゲージ場におけるカイラル運動論を、自己無撞着な半古典展開を用いて導出する。 この新しい展開スキームにおいて、ウィグナー方程式を2次まで解きほぐし、それらが追加の制約方程式を導入しないことを示す。 共変カイラル運動論方程式を8次元位相空間で積分することにより、対応する7次元位相空間の方程式を得る。 この縮減は、数値シミュレーションと実用的応用を容易にする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The conversion of gravitational to electromagnetic waves in the presence of background magnetic fields is known as the inverse Gertsenshtein effect, analogous to the Primakoff effect for axions. Rephrasing this conversion as a classical electrodynamics problem in the far-field regime of a magnetized region, we derive the angular distribution of the intensity and polarization of the emitted electromagnetic waves. We discuss the interplay of the internal structure of the magnetic field, the polarization of the gravitational wave and the scattering angle, demonstrating for example that a dipolar field can convert an unpolarized stochastic gravitational wave background into polarized electromagnetic emission, with peak emission intensity along the equator. We moreover outline how to incorporate medium effects in this framework, necessary for a realistic 3D description of gravitational wave to photon conversion in the magnetosphere of neutron stars. | 背景磁場の存在下での重力波から電磁波への変換は、逆ゲルツェンシュタイン効果として知られており、アクシオンのプリマコフ効果に類似している。 この変換を磁化領域の遠方場領域における古典電気力学の問題として言い換え、放射される電磁波の強度と偏光の角度分布を導く。 磁場の内部構造、重力波の偏光、散乱角の相互作用について議論し、例えば双極子場が非偏光の確率的重力波背景を偏光電磁放射に変換し、赤道に沿って放射強度が最大となることを示す。 さらに、中性子星の磁気圏における重力波から光子への変換を現実的な3次元で記述するために必要な、この枠組みに媒質効果を組み込む方法についても概説する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Grand Unified Theories (GUTs) based on groups like $SO(10)$ and $SU(5)$ unify Standard Model (SM) fermions into irreducible representations (irreps), and predict additional scalar fields beyond the SM Higgs. In $SO(10)$ GUTs, the scalar fields can arise from irreps contributing to the Yukawa sector at the renormalisable level, such as $10_{\mathrm{H}}$, $120_{\mathrm{H}}$, and $\overline{126}_{\mathrm{H}}$, or from $16_{\mathrm{H}}$ in non-renormalisable interactions. The direct implications of these scalars include the violation of baryon and lepton number, enabling processes such as nucleon decays, neutron-antineutron oscillation, and potentially accounting for the observed baryon asymmetry of the universe. We systematically analyse their couplings to SM fermions, identifying diquark and leptoquark interactions vertices involving all scalars residing in $10_{\mathrm{H}}$, $120_{\mathrm{H}}$, $\overline{126}_{\mathrm{H}}$, and $16_{\mathrm{H}}$ and comprehensively assess their contributions to nucleon decay, neutron-antineutron oscillation, quark flavour violation, and baryogenesis. Constraints on the masses of these scalars, derived from experimental bounds on the aforementioned processes, are also estimated. Conventional GUTs rely on multiple scalar irreps to avoid unrealistic fermion mass relations; for example, minimal $SU(5)$ with $5_{\mathrm{H}}$ predicts degenerate down-quark and charged-lepton masses. We demonstrate that quantum corrections from heavy scalars in a minimally extended $SU(5)$ model can lift this degeneracy, thereby reducing the arbitrariness in the scalar sector, which has been called as indirect impact. This thesis provides a comprehensive examination of the scalar sector's role in GUTs, establishing connections between UV-complete models and observable phenomena. | $SO(10)$や$SU(5)$のような群に基づく大統一理論（GUT）は、標準模型（SM）のフェルミオンを既約表現（irrep）に統合し、標準模型のヒッグス粒子を超える追加のスカラー場を予言する。 $SO(10)$大統一理論では、スカラー場は、$10_{\mathrm{H}}$、$120_{\mathrm{H}}$、$\overline{126}_{\mathrm{H}}$など、くりこみ可能なレベルで湯川セクターに寄与する既約表現から、あるいはくりこみ不可能な相互作用における$16_{\mathrm{H}}$から生じる。 これらのスカラーの直接的な影響には、重粒子数とレプトン数の破れ、核子崩壊、中性子-反中性子振動などの過程の実現、そして宇宙の観測されている重粒子非対称性の潜在的説明などが含まれる。 我々は、これらと標準フェルミオンの結合を系統的に解析し、$10_{\mathrm{H}}$、$120_{\mathrm{H}}$、$\overline{126}_{\mathrm{H}}$、および$16_{\mathrm{H}}$に含まれるすべてのスカラーを含むダイクォークおよびレプトクォーク相互作用頂点を特定し、核子崩壊、中性子-反中性子振動、クォークフレーバーの破れ、および重粒子生成への寄与を包括的に評価する。 これらのスカラーの質量に対する制限は、前述の過程の実験的限界から導かれ、推定される。 従来のGUTは、非現実的なフェルミオン質量関係を回避するために多重スカラー不変表現に依存している。 例えば、最小の$SU(5)$と$5_{\mathrm{H}}$は、縮退したダウンクォークと荷電レプトンの質量を予測する。 我々は、最小拡張された$SU(5)$模型における重いスカラーからの量子補正によってこの縮退が解除され、間接影響と呼ばれてきたスカラーセクターの任意性が低減されることを示す。 本論文は、GUTにおけるスカラーセクターの役割を包括的に検討し、UV完全模型と観測可能な現象との関連を確立する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We introduce configuration space path integrals for quantum fields interacting with classical fields. We show that this can be done consistently by proving that the dynamics are completely positive directly, without resorting to master equation methods. These path integrals allow one to readily impose space-time symmetries, including Lorentz invariance or diffeomorphism invariance. They generalize and combine the Feynman-Vernon path integral of open quantum systems and the stochastic path integral of classical stochastic dynamics while respecting symmetry principles. We introduce a path integral formulation of general relativity where the space-time metric is treated classically. The theory is a candidate for a fundamental theory that reconciles general relativity with quantum mechanics. The theory is manifestly covariant, and may be inequivalent to the theory derived using master-equation methods. We prove that entanglement cannot be created via the classical field, reinforcing proposals to test the quantum nature of gravity via entanglement generation. | 我々は、古典場と相互作用する量子場に対して、配置空間経路積分を導入する。 これは、マスター方程式法に頼ることなく、ダイナミクスが完全に正であることを直接証明することによって、矛盾なく実行できることを示す。 これらの経路積分により、ローレンツ不変性や微分同相不変性などの時空対称性を容易に課すことができる。 これらは、対称性原理を尊重しながら、開量子系のファインマン-バーノン経路積分と古典確率ダイナミクスの確率経路積分を一般化し、統合する。 我々は、時空計量を古典的に扱う一般相対論の経路積分の定式化を導入する。 この理論は、一般相対論と量子力学を調和させる基礎理論の候補となる。 この理論は明らかに共変であり、マスター方程式法を用いて導出される理論とは非等価である可能性がある。 我々は、エンタングルメントが古典場を介して生成できないことを証明し、エンタングルメント生成を介して重力の量子的性質を検証するという提案を補強する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Neutrinos and dark energy (DE) have entered a new era of investigation, as the latest DESI baryon acoustic oscillation measurements tighten the constraints on the neutrino mass and suggest that DE may be dynamical rather than a cosmological constant. In this work, we investigate the cosmological implications of simultaneously incorporating $\sum m_\nu$ and $N_{\rm eff}$ within the framework of dynamical DE. A joint analysis of DESI DR2, cosmic microwave background, DESY5 supernova, and DESY1 weak lensing data yields a total neutrino mass of $\sum m_\nu = 0.098^{+0.016}_{-0.037}\,\mathrm{eV}$, indicating a preference for a positive neutrino mass at the $2.7\sigma$ level within the $w_0w_a$CDM framework. This work highlights the important influence of the strength of evidence for dynamically evolving DE on the measurement of neutrino mass, with stronger evidence for DE dynamics leading to a larger neutrino mass. These results underscore the importance of measuring the neutrino mass within the framework of dynamical DE, particularly in light of the forthcoming, more complete DESI data releases. | ニュートリノとダークエネルギー（DE）は新たな研究の時代に入った。 最新のDESI重粒子音響振動測定により、ニュートリノ質量への制限が強化され、DEが宇宙定数ではなく力学的定数である可能性が示唆されたためである。 本研究では、力学的DEの枠組みに$\sum m_\nu$と$N_{\rm eff}$を同時に組み込むことの宇宙論的意味合いを調査する。 DESI DR2、宇宙マイクロ波背景放射、DESY5超新星、およびDESY1弱重力レンズ効果データの共同解析により、ニュートリノ全質量は$\sum m_\nu = 0.098^{+0.016}_{-0.037}\,\mathrm{eV}$となり、$w_0w_a$CDM枠組みにおいて、$2.7\sigma$レベルの正のニュートリノ質量が優先されることが示唆された。 この研究は、動的に進化するDEの証拠の強さがニュートリノ質量測定に重要な影響を与えることを明らかにしており、DEの力学に関する証拠が強まるほど、ニュートリノ質量も大きくなることを示しています。 これらの結果は、特に今後公開されるより完全なDESIデータを考慮すると、動的DEの枠組みの中でニュートリノ質量を測定することの重要性を強調しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the quantum phase diagram of an ``odd'' variant of the two-dimensional Ising Fradkin--Shenker model, characterized by a uniform background of static $e$ and $m$ charges. Using large-scale tensor network and exact diagonalization methods, we determine the topology of the phase diagram, identifying an ``odd'' deconfined phase, confinement- and Higgs-induced valence bond solids (VBS), and a trivial paramagnet. Most notably, we uncover an exotic multicritical point along the self-dual line, where electric and magnetic excitations are related by an enriched $\mathbb{Z}_2$ duality. This transition is marked by the simultaneous onset of confinement, Higgs condensation, translational symmetry breaking, and spontaneous duality symmetry breaking. Within our numerical accuracy, the transition appears continuous, involving the softening of excitation gaps for $e$ and $m$ anyons at finite momentum. At intermediate couplings, we further identify VBS phases with enlarged unit cells, potentially indicating frustration-induced crystalline order beyond commensurate limits. | 我々は、静的な$e$および$m$電荷の均一な背景を特徴とする、2次元イジング・フラドキン・シェンカー模型の「奇」変種の量子相図を調べる。 大規模テンソルネットワークと厳密な対角化法を用いて相図のトポロジーを決定し、「奇」非閉じ込め相、閉じ込め誘起およびヒッグス誘起価電子結合固体（VBS）、そして自明な常磁性体を特定する。 特に注目すべきは、自己双対線に沿って、電気励起と磁気励起が豊富な$\mathbb{Z}_2$双対性によって関連付けられる、特異な多重臨界点を発見した点である。 この転移は、閉じ込め、ヒッグス凝縮、並進対称性の破れ、そして自発的双対性対称性の破れが同時に開始されることによって特徴付けられる。 我々の数値精度の範囲内では、この転移は連続的に現れ、有限運動量におけるeエニオンとmエニオンの励起ギャップのソフト化を伴います。 中間結合では、さらに単位胞が拡大したVBS相が同定され、整合限界を超えたフラストレーション誘起結晶秩序を示唆している可能性があります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a unified topological description of anomalies that generalizes the Chern-Simons formulation of Yang-Mills anomalies to encompass all 4-dimensional superconformal anomalies. The key innovation is our characterization of anomalies through the constraint ideal in the polynomial ring of generalized curvatures and connections of the underlying symmetry (super)-Lie algebra. We demonstrate that anomalies in dimension $d$ are captured by the cohomology $H_\delta(W_{d+2})$ of the generalized BRST operator $\delta$ acting on the fermion number $d+2$ component of the constraint ideal $W_{d+2}$. While Yang-Mills anomalies correspond to invariant Chern curvature polynomials (where $W_{d+2}$ reduces to homogeneous curvature polynomials), the constraint ideal for 4D (super)conformal gravity contains additional polynomials mixing curvatures and connections. This richer structure naturally explains the coexistence of both Chern-type ($a$) and non-Chern-type ($c$) anomalies in (super)conformal theories. | 我々は、ヤン＝ミルズ異常のチャーン＝サイモンズ定式化をすべての4次元超共形異常に一般化する、異常の統一的な位相的記述を提示する。 鍵となる革新は、基礎となる対称性（超）リー代数の一般化曲率と接続の多項式環における拘束イデアルを通して異常を特徴付けることである。 我々は、次元$d$の異常が、拘束イデアル$W_{d+2}$のフェルミオン数$d+2$成分に作用する一般化BRST作用素$\delta$のコホモロジー$H_\delta(W_{d+2})$によって捉えられることを示す。 ヤン＝ミルズ異常は不変チャーン曲率多項式（$W_{d+2}$が同次曲率多項式に帰着する）に対応するが、4次元（超）共形重力に対する制約イデアルには、曲率と接続を混合した追加の多項式が含まれる。 このより豊かな構造は、（超）共形理論におけるチャーン型（$a$）異常と非チャーン型（$c$）異常の共存を自然に説明する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the reliability of the large $N_f$ expansion of four-dimensional gauge-fermion quantum field theories, focusing on the structure and scheme dependence of the beta function. While the existence of a nontrivial UV fixed point at leading order in $1/N_f$ suggests the possibility of asymptotic safety, the absence of higher-order terms precludes robust conclusions. We analyze the impact of renormalization scheme transformations and show that higher-order corrections inevitably introduce increasingly singular contributions. We prove that at most one renormalization scheme can preserve the dominance of the leading contribution, rendering the truncation trustworthy; in all other schemes, higher-order terms dominate and the expansion becomes unreliable. This result places strong constraints on the physical interpretation of UV fixed points in large $N_f$ theories and emphasizes the need for resummation or non-perturbative control to establish asymptotic safety. | 4次元ゲージフェルミオン量子場の理論における大規模な$N_f$展開の信頼性を、ベータ関数の構造とスキーム依存性に焦点を当てて調査する。 $1/N_f$の主要位に非自明なUV固定点が存在することは漸近安全性の可能性を示唆するが、高次の項が存在しないため、頑健な結論を導くことができない。 くりこみスキームの変換の影響を解析し、高次の補正は必然的に特異な寄与を増大させることを示す。 最大で1つのくりこみスキームのみが主要寄与の優位性を維持し、打ち切りを信頼できるものにすることができることを証明する。 他のすべてのスキームでは、高次の項が優勢となり、展開は信頼できなくなる。 この結果は、大規模な$N_f$理論におけるUV固定点の物理的解釈に強い制約を課し、漸近安全性を確立するためには再総和または非摂動的な制御が必要であることを強調する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We identify new families of duality-invariant theories of electrodynamics. We achieve this in two different ways. On the one hand, we present an algorithm to construct a one-parameter family of exactly duality-invariant theories from a single seed duality-invariant theory. If the seed theory is causal, the theories constructed from this method will also be causal when the parameter is non-negative. On the other hand, we find two additional novel families of duality-invariant theories which include a nonzero term independent of the electromagnetic field. The first of them generalizes Bialynicki-Birula electrodynamics, while the second family of theories features a well-defined Maxwell limit as the term independent of the gauge field strength is sent to zero. | 我々は、電気力学の双対性不変理論の新しい族を同定した。 これは2つの異なる方法で達成される。 まず、単一のシード双対性不変理論から、厳密に双対性不変な1パラメータ理論族を構築するアルゴリズムを提示する。 シード理論が因果理論であれば、この方法から構築される理論は、パラメータが非負の場合には因果理論となる。 他方では、電磁場に依存しない非ゼロ項を含む、さらに2つの新しい双対性不変理論族を発見した。 1つ目はBialynicki-Birula電気力学を一般化するものであり、2つ目の理論族は、ゲージ場の強度に依存しない項がゼロに設定される、明確に定義されたマクスウェル限界を特徴とする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We revisit the prescription commonly used to define holographic correlators on the celestial sphere of Minkowski space as an integral transform of flat space scattering amplitudes, known as celestial amplitudes. We propose a resolution to a discrepancy noted in the computation of celestial amplitudes, which arises from the regularisation and the commutation of a divergent integral in the definition of conformal primary wave functions. Motivated by this, we propose a novel, off-shell, prescription for holographic correlators on the celestial sphere which we refer to as celestial correlators. The latter are defined by the Mellin transform of bulk time-ordered correlators with respect to the radial direction in the hyperbolic slicing of Minkowski space, which are then extrapolated to the celestial sphere along the hyperbolic directions. This prescription is analogous to the extrapolate definition of holographic correlators in AdS/CFT and, like in AdS, is centered on (off-shell) correlation functions as opposed to (on-shell) S-matrix elements. We show that celestial correlators defined in this new way are manifestly recast in terms of corresponding Witten diagrams in Euclidean anti-de Sitter space in perturbation theory. We discuss the possibility of using this definition of celestial correlators in terms of bulk correlation functions to explore the non-perturbative properties of celestial correlators dual to conformal field theories in Minkowski space. We furthermore show that celestial amplitudes can also be defined by a similar extrapolation of S-matrices in position space via a Mellin transformation in the radial direction. This provides the proper regularisation of conformal primary wave functions, which is inherited from the corresponding Wightman functions. | ミンコフスキー空間の天球上のホログラフィック相関子を、天体振幅として知られる平坦空間散乱振幅の積分変換として定義するために一般的に用いられる方法を再検討する。 我々は、共形一次波動関数の定義における発散積分の正則化と交換から生じる、天体振幅の計算において指摘される矛盾の解決策を提案する。 これに着目し、我々は天球上のホログラフィック相関子のための、新たなオフシェル法を提案する。 これを天体相関子と呼ぶ。 後者は、ミンコフスキー空間の双曲的スライスにおける動径方向に関するバルク時間順序相関子のメリン変換によって定義され、その後、双曲方向に沿って天球に外挿される。 この規定は、AdS/CFTにおけるホログラフィック相関関数の外挿定義に類似しており、AdSと同様に、（オンシェル）S行列要素ではなく（オフシェル）相関関数を中心としている。 この新しい方法で定義された天体相関関数は、摂動論においてユークリッド反ド・ジッター空間における対応するウィッテン図を用いて明らかに書き直されることを示す。 この天体相関関数の定義をバルク相関関数を用いて用いることで、ミンコフスキー空間における共形場理論と双対な天体相関関数の非摂動論的性質を探求する可能性について議論する。 さらに、天体振幅も、動径方向のメリン変換を介して位置空間におけるS行列の同様の外挿によって定義できることを示す。 これにより、対応するワイトマン関数から継承された共形一次波動関数の適切な正則化が提供される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a robust mechanism where the geometrical free-gravitational entropy of an isolated astrophysical radiating star undergoing continual gravitational collapse, as measured by an external observer, makes a smooth transition to the Bekenstein-Hawking entropy at the onset of the horizon formation and in the late times of black hole evaporation. It is interesting to note that both in the classical regime and the semi classical evaporating black hole regime, the matter is radiated via the Vaidya exterior surrounding the radiating star, as well as the evaporating black hole. Our result, being independent of the interior matter dynamics of the collapsing star, clearly indicates that the Bekenstein-Hawking entropy and its non-extensive nature indeed originates from the Riemannian geometry, which dictates the free-gravity entropy in general relativity. | 我々は、外部観測者によって測定される、継続的な重力崩壊を起こしている孤立した天体放射星の幾何学的自由重力エントロピーが、地平線形成の開始時とブラックホール蒸発後期にベッケンシュタイン＝ホーキングエントロピーへと滑らかに遷移するという、堅牢なメカニズムを提示する。 興味深いことに、古典的領域と半古典的蒸発ブラックホール領域の両方において、物質は蒸発ブラックホールだけでなく、放射星を取り囲むヴァイディア外部からも放射される。 我々の結果は、崩壊星の内部物質ダイナミクスとは独立しており、ベッケンシュタイン＝ホーキングエントロピーとその非示量性が、一般相対論における自由重力エントロピーを規定するリーマン幾何学に由来することを明確に示している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a comprehensive Eulerian (Hamiltonian) framework for relativistic fluid dynamics in curved spacetimes, with emphasis on Schwarzschild geometry. The key innovation lies in the consistent use of density and three-velocity fields, all defined in coordinate (Newtonian) time, while fully incorporating relativistic and curvature effects. {\it We stress that the entire dynamics is developed in coordinate (Eulerian) time, from the viewpoint of a static Eulerian observer.} In the non-relativistic regime, it is well known that Poisson brackets between the density $\rho(\vec{x}, t)$ and velocity fields $v^i(\vec{x}, t)$, together with an appropriate Hamiltonian, yield the continuity and Euler equations as Hamiltonian equations of motion. These field-theoretic Poisson brackets can be derived from canonical phase-space brackets defined on Lagrangian variables $(x_i, p_j)$, mapped to Eulerian fields $(\rho, v^i)$. We extend this framework to curved spacetime by constructing a relativistic version of the Eulerian Poisson algebra and proposing a corresponding Hamiltonian. This yields relativistic continuity and Euler equations valid in generic spacetimes, with evolution in coordinate time. Applying this to the Schwarzschild metric, we obtain exact stationary background solutions for radial flows and perform a perturbative stability analysis. We also introduce a generalised vorticity and examine its effect on perturbations over irrotational backgrounds, revealing its role in flow stability. This work offers a unified, first-principles Hamiltonian formulation of relativistic fluid dynamics in curved geometries, forming a foundation for further study of astrophysical and cosmological fluid phenomena. | 我々は、シュワルツシルト幾何学に重点を置き、曲がった時空における相対論的流体力学のための包括的なオイラー（ハミルトニアン）枠組みを提示する。 重要な革新性は、座標（ニュートン）時間で定義された密度場と3元速度場を一貫して使用し、相対論的効果と曲率効果を完全に組み込んでいることにある。 {\it 我々は、静的なオイラー観測者の観点から、全体の力学が座標（オイラー）時間で展開されることを強調する。 } 非相対論的領域では、密度場 $\rho(\vec{x}, t)$ と速度場 $v^i(\vec{x}, t)$ の間のポアソン括弧と適切なハミルトニアンを組み合わせると、連続方程式とオイラー方程式がハミルトン運動方程式として得られることがよく知られている。 これらの場の理論的ポアソン括弧は、ラグランジアン変数 $(x_i, p_j)$ 上に定義され、オイラー場 $(\rho, v^i)$ に写像された標準的な位相空間括弧から導くことができる。 我々はこの枠組みを曲がった時空に拡張するために、オイラーポアソン代数の相対論的バージョンを構築し、対応するハミルトニアンを提案する。 これにより、座標時間における発展を伴う、一般的な時空で有効な相対論的連続性とオイラー方程式が得られる。 これをシュワルツシルト計量に適用することで、径方向流れの正確な定常背景解を得て、摂動論的安定性解析を行う。 また、一般化渦度を導入し、それが非回転背景上の摂動に与える影響を調べ、流れの安定性におけるその役割を明らかにする。 この研究は、曲面形状における相対論的流体力学の統一的な第一原理ハミルトニアン定式化を提示し、天体物理学および宇宙論における流体現象のさらなる研究の基礎を形成する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Similar to particle accelerators, black holes also have the ability to accelerate particles, generating significant amounts of energy through particle collisions. In this study, we examine the horizon and spacetime structures of a rotating black hole within the framework of Einstein-Maxwell-Dilaton gravity. Additionally, we extend the analysis to explore particle collisions and energy extraction near this black hole using the Banados-Silk-West mechanism. Our findings reveal that the mass and angular momentum of the colliding particles significantly influence the center of mass energy, more so than the parameters of the black hole itself. Furthermore, we apply the Banados-Silk-West mechanism to massless particles, particularly photons, while disregarding their intrinsic spin in plasma; an aspect that has not been previously explored. The Banados-Silk-West mechanism cannot be directly applied, as the refractive index condition only permits photon propagation, meaning that massive particles in vacuum cannot be included in this study. We derive the propagation conditions for photons and analyze photon collisions by treating them as massive particles in a dispersive medium. The impact of the plasma parameter on the extracted center of mass energy is also examined. Our results show that the plasma parameter has a relatively weak and unchanged effect on the center of mass energy across all cases, indicating that energy losses due to friction within the medium are a contributing factor. | 粒子加速器と同様に、ブラックホールも粒子を加速する能力を持ち、粒子衝突によって多大なエネルギーを生成します。 本研究では、回転するブラックホールの地平線と時空構造を、アインシュタイン-マクスウェル-ディラトン重力理論の枠組みの中で調べます。 さらに、解析を拡張し、バナドス-シルク-ウェスト機構を用いて、このブラックホール近傍での粒子衝突とエネルギー抽出を探索します。 その結果、衝突粒子の質量と角運動量は、ブラックホール自体のパラメータよりも、質量中心エネルギーに大きな影響を与えることが明らかになりました。 さらに、バナドス-シルク-ウェスト機構を質量のない粒子、特に光子に適用し、プラズマ中の固有スピンを無視します。 これはこれまで検討されていなかった側面です。 バナドス-シルク-ウェスト機構は、屈折率条件が光子の伝播のみを許容するため直接適用できず、真空中の質量粒子は本研究に含めることができない。 本研究では光子の伝播条件を導出し、光子を分散媒質中の質量粒子として扱い、光子衝突を解析する。 また、プラズマパラメータが抽出される質量中心エネルギーに与える影響も検討する。 結果は、プラズマパラメータがすべてのケースにおいて質量中心エネルギーに比較的弱く、変化しない影響しか及ぼさないことを示し、媒質内の摩擦によるエネルギー損失が一因であることを示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We revisit scale separation for compactifications of ten- and eleven-dimensional supergravity. For cosmological solutions rolling down flux-generated potentials, we observe that scale separation is achieved as time flows, and is fairly generic. This is realized without the need of orientifolds nor corrections to the classical supergravity approximation. We then confront scale separation with the Covariant Entropy Bound (CEB) and the CKN bound. We show that a naive application of these bounds to vacua hints at the existence of at least two extra dimensions. For rolling solutions, we observe that the CEB is not always respected, but since these examples lack a cosmic horizon, the application of entropy bounds remains delicate. | 10次元および11次元超重力のコンパクト化におけるスケール分離を再考する。 フラックス生成ポテンシャルを下降する宇宙論的解については、時間の流れとしてスケール分離が達成され、かなり一般的なことを観察する。 これは、オリエンティフォールドや古典的な超重力近似に対する補正を必要とせずに実現される。 次に、共変エントロピー境界（CEB）とCKN境界を用いてスケール分離を検討する。 これらの境界を真空に単純に適用すると、少なくとも2つの余剰次元の存在が示唆されることを示す。 回転解については、CEBが常に尊重されるわけではないが、これらの例には宇宙の地平線がないため、エントロピー境界の適用は依然として微妙な問題である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a novel type of soliton dubbed soft oscillons. In contrast with conventional oscillons the soft counterparts come in a continuum of unboundedly large sizes. They are peculiar also in that the oscillation frequency is set by their size and in their high harmonic content, that leads to a peculiar core structure and pulsating emission of radiation. Soft oscillons appear in a broad class of scalar field theories with plateau potentials and owe their existence to a simple confinement mechanism: a large field perturbation automatically acts as a cavity that traps massless modes. We study the classical evaporation rate, lifetime and stability under anisotropic deformations. Soft oscillons are longer lived in gapless models, where lifetimes can reach 100 times the initial radius or more. | 我々は、ソフト・オシロンと呼ばれる新しいタイプのソリトンを提示する。 従来のオシロンとは対照的に、ソフト・オシロンは際限なく大きなサイズの連続体として現れる。 また、振動周波数がサイズによって決まり、高い高調波成分を含むという点でも特異であり、これが特異なコア構造と脈動的な放射をもたらす。 ソフト・オシロンは、プラトーポテンシャルを持つスカラー場の理論の広範なクラスに現れ、その存在は単純な閉じ込め機構に起因している。 すなわち、大きな場の摂動が自動的に質量ゼロのモードを閉じ込める空洞として作用する。 我々は、異方性変形下における古典的な蒸発速度、寿命、および安定性を調べる。 ソフト・オシロンはギャップレス・モデルではより長寿命であり、寿命は初期半径の100倍以上に達することもある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Embezzlement of entanglement refers to the counterintuitive possibility of extracting entangled quantum states from a reference state of an auxiliary system (the "embezzler") via local quantum operations while hardly perturbing the latter. We uncover a deep connection between the operational task of embezzling entanglement and the mathematical classification of von Neumann algebras. Our result implies that relativistic quantum fields are universal embezzlers: Any entangled state of any dimension can be embezzled from them with arbitrary precision. This provides an operational characterization of the infinite amount of entanglement present in the vacuum state of relativistic quantum field theories. | エンタングルメントの横領とは、補助系（「横領者」）の参照状態から、局所量子操作によって、後者をほとんど摂動させることなく、エンタングルメントされた量子状態を取り出すという、直感に反する可能性を指す。 我々は、エンタングルメントの横領という操作的タスクとフォン・ノイマン代数の数学的分類との間に深い関連性があることを明らかにした。 我々の結果は、相対論的量子場が普遍的な横領者であることを意味する。 すなわち、任意の次元の任意のエンタングルメント状態を、任意の精度で横領することができる。 これは、相対論的量子場理論の真空状態に存在する無限量のエンタングルメントを操作的に特徴付けるものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| QFT vector models are a newly developed approach to quantum gravity. In this proceedings paper, we review in short form some basic definitions and properties related to these models, and point out directions for future research. | QFTベクトル模型は、量子重力に対する新しく開発されたアプローチです。 本論文では、これらのモデルに関連するいくつかの基本的な定義と性質を簡単に概説し、今後の研究の方向性を示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We perform a bordism computation to show that the $E_{7(7)}(\mathbb{R})$ U-duality symmetry of 4d $\mathcal N = 8$ supergravity could have an anomaly invisible to perturbative methods; then we show that this anomaly is trivial. We compute the relevant bordism group using the Adams and Atiyah-Hirzebruch spectral sequences, and we show the anomaly vanishes by computing $\eta$-invariants on the Wu manifold, which generates the bordism group. | 4次元$\mathcal N = 8$超重力の$E_{7(7)}(\mathbb{R})$U双対対称性が摂動法では見えない異常性を持つ可能性があることを示すために、ボルディズム計算を行う。 そして、この異常性が自明であることを示す。 AdamsおよびAtiyah-Hirzebruchのスペクトル列を用いて関連するボルディズム群を計算し、ボルディズム群を生成するWu多様体上の$\eta$不変量を計算することで異常性が消失することを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Following the Hilbert-P\'olya approach to the Riemann Hypothesis, we present an exact spectral realization of the nontrivial zeros of the Riemann zeta function $\zeta(z)$ with a Mellin-Barnes integral that explicitly contains it. This integral defines the spectrum of the real-valued energy eigenvalues $E_n$ of a Majorana particle in a $(1+1)$-dimensional Rindler spacetime or equivalent Kaluza-Klein reductions of $(n+1)$-dimensional geometries. We show that the Hamiltonian $H_M$ describing the particle is hermitian and the spectrum of energy eigenvalues $\{E_n\}_{n \in \mathbb{N}}$ is countably infinite in number in a bijective correspondence with the imaginary part of the nontrivial zeros of $\zeta(z)$ having the same cardinality as required by Hardy-Littlewood's theorem from number theory. The correspondence between the two spectra with the essential self-adjointness of $H_M$, confirmed with deficiency index analysis, boundary triplet theory and Krein's extension theorem, imply that all nontrivial zeros have real part $\Re ( z )=1/2$, i.e., lie on the ``critical line''. In the framework of noncommutative geometry, $H_M$ is interpreted as a Dirac operator $D$ in a spectral triple $(\mathcal{A}, \mathcal{H}, D)$, linking these results to Connes' program for the Riemann Hypothesis. The algebra $\mathcal{A}$ encodes the modular symmetries underlying the spectral realization of $\zeta (z)$ in the Hilbert space $\mathcal{H}$ of Majorana wavefunctions, integrating concepts from quantum mechanics, general relativity, and number theory. This analysis offers a promising Hilbert-P\'olya-inspired path to prove the Riemann Hypothesis. | リーマン予想に対するヒルベルト-ポリア的アプローチに従い、リーマンゼータ関数 $\zeta(z)$ の非自明な零点の正確なスペクトル実現を、それを明示的に含むメリン-バーンズ積分を用いて提示する。 この積分は、(1+1)次元リンドラー時空、または(n+1)次元幾何学の等価なカルツァ-クライン縮約におけるマヨラナ粒子の実数値エネルギー固有値 $E_n$ のスペクトルを定義する。 粒子を記述するハミルトニアン$H_M$はエルミートであり、エネルギー固有値のスペクトル$\{E_n\}_{n \in \mathbb{N}}$は可算無限個であり、$\zeta(z)$の非自明な零点の虚部が、数論のハーディ・リトルウッドの定理が要求するのと同じ濃度を持つことと、全単射に対応していることを示す。 2つのスペクトルと$H_M$の本質的な自己随伴性との対応は、欠陥指数解析、境界三重項理論、およびクラインの拡張定理によって確認され、すべての非自明な零点は実部$\Re (z)=1/2$を持つ、すなわち「臨界線」上にあることを意味する。 非可換幾何学の枠組みにおいて、$H_M$はスペクトル三重項$(\mathcal{A}, \mathcal{H}, D)$におけるディラック作用素$D$として解釈され、これらの結果はリーマン予想のConnesプログラムと結び付けられる。 代数$\mathcal{A}$は、量子力学、一般相対論、数論の概念を統合し、マヨラナ波動関数のヒルベルト空間$\mathcal{H}$における$\zeta(z)$のスペクトル実現の基礎となるモジュラー対称性を符号化する。 この解析は、ヒルベルト-ポリアに着想を得た、リーマン予想を証明するための有望な道筋を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The horizon of black hole is surrounded by the photon sphere and an outside observer cannot easily examine the geometry inside the photon sphere. In this note, we propose a way to investigate the region from dual conformal field theory by making use of AdS/CFT correspondence. We first construct gravastar geometry as an asymptotic anti-de Sitter spacetime, where the region inside the photon sphere is replaced by a horizon-less geometry. It is known that bulk-cone singularities in the retarded Green function in dual conformal field theory can encode the bulk null geodesics. We then compute numerically the retarded Green function from the bulk theory and observe bulk-cone singularities corresponding to null geodesics traveling into the interior region. In this way, we show that it is possible to examine the region inside the photon sphere from bulk-cone singularities of dual conformal field theory. | ブラックホールの地平線は光子球に囲まれており、外部の観測者は光子球内の幾何学的構造を容易に調べることができない。 本稿では、AdS/CFT対応を用いて、双対共形場理論からこの領域を調べる方法を提案する。 まず、漸近反ド・ジッター時空として重力星幾何学を構築し、光子球内の領域を地平線のない幾何学に置き換える。 双対共形場理論における遅延グリーン関数のバルク円錐特異点は、バルクのヌル測地線を符号化できることが知られている。 次に、バルク理論から遅延グリーン関数を数値的に計算し、内部領域に伝播するヌル測地線に対応するバルク円錐特異点を観測する。 このようにして、双対共形場理論のバルク円錐特異点から光子球内の領域を調べることが可能であることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose a nonperturbative completion of two-point correlators in $T\bar{T}$-deformed conformal field theories (CFTs), and analyze their behavior at distance scales shorter than the fundamental length scale set by the $T\bar{T}$ deformation. Building on the interpretation of the $T\bar{T}$ deformation as a coupling to two-dimensional quantum gravity with a unique built-in length scale, we advance the study of $T\bar{T}$-deformed CFTs as a toy model for Planckian physics. As we probe shorter distances, trans-Planckian oscillations are followed by a super-Planckian regime in which correlations are typically suppressed by geometric randomness, in contrast to the power-law growth characteristic of CFTs. Moreover, their dependence on distance becomes exponentially weaker, suggesting that the underlying geometric structure has been largely erased -- a behavior broadly consistent with expectations for quantum spacetime in this regime. | 我々は、$T\bar{T}$ 変形共形場理論 (CFT) における2点相関関数の非摂動論的完備化を提案し、$T\bar{T}$ 変形によって設定される基本的な長さスケールよりも短い距離スケールにおけるその挙動を解析する。 $T\bar{T}$ 変形を、固有の長さスケールを組み込んだ2次元量子重力への結合として解釈することに基づき、$T\bar{T}$ 変形 CFT をプランク物理学の玩具モデルとして研究を進める。 より短い距離を調べると、トランスプランク振動に続いて超プランク領域が現れ、そこでは CFT のべき乗則成長特性とは対照的に、相関は典型的には幾何学的ランダム性によって抑制される。 さらに、距離への依存性は指数関数的に弱まり、基礎となる幾何学的構造が大部分消去されたことを示唆しています。 これは、この領域における量子時空に対する期待と概ね一致する挙動です。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study correlators in two-dimensional $T\bar{T}$-deformed conformal field theories by interpreting the $T\bar{T}$ deformation as a coupling to two-dimensional gravity. To demonstrate the utility of the massive gravity framework as a particular realization of the gravitational interpretation, we show how the $T\bar{T}$-deformed correlators at finite coupling can be computed by adopting a judicious parametrization of the 2D metric and a preferred choice of zweibeins. To illustrate how this method works in practice, we compute the leading logarithmic contributions to two- and three-point functions to all orders in the $T\bar{T}$ coupling, reproducing a known result while producing new findings. This framework generalizes the random geometry approach to finite coupling. | 我々は、2次元$T\bar{T}$変形共形場理論における相関関数を、$T\bar{T}$変形を2次元重力への結合として解釈することにより研究する。 重力解釈の特別な実現としての質量付き重力枠組みの有用性を示すために、2次元計量の適切なパラメータ化と適切なツヴァイバインの選択を採用することにより、有限結合における$T\bar{T}$変形相関関数を計算する方法を示す。 この手法が実際にどのように機能するかを示すために、$T\bar{T}$結合におけるすべての次数に対する2点および3点関数への主要な対数寄与を計算し、既知の結果を再現するとともに新たな知見も得る。 この枠組みは、ランダム幾何学的アプローチを有限結合に一般化する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The density fluctuations in the nearly homogeneous background in the very early universe are argued to be the origin of the cosmic structures we observe in our present universe. Along with many other structures, these fluctuations would have also given rise to primordial black holes at the end of unhindered gravitational collapse of high-density matter blobs that developed due to these fluctuations. We study here such a collapse, which are seeded by a scalar field $\phi$ associated to a non-trivial potential function $V(\phi)$, minimally coupled to gravity. Such a continual collapse is presumed to form a black hole always and is named a primordial black hole (PBH). Examining the dynamics of such a collapse, we find the parameter range where the apparent horizon does not form, thus resulting in the visibility of the final singularity of collapse for faraway external observers. This treatment is within the classical limits dictated by Planck's constraints. The slow-roll parameters are analysed here to keep the relic abundance of the scalar field high enough so that the abundance of produced primordial naked singularities (PNaSs) falls within the range of resolution of possible observational probes. | 初期宇宙におけるほぼ均一な背景の密度揺らぎは、現在の宇宙で観測される宇宙構造の起源であると主張されています。 これらの揺らぎは、他の多くの構造と同様に、揺らぎによって発達した高密度物質塊の妨げのない重力崩壊の末に、原始ブラックホールをも生み出したと考えられます。 本研究では、重力と最小限に結合した非自明なポテンシャル関数$V(\phi)$に付随するスカラー場$\phi$によって発生する、そのような崩壊を研究します。 このような継続的な崩壊は常にブラックホールを形成すると仮定され、原始ブラックホール（PBH）と名付けられています。 このような崩壊のダイナミクスを解析することで、見かけの地平線が形成されないパラメータ範囲が見つかり、その結果、遠方の外部観測者から崩壊の最終特異点が見えるようになります。 この扱いは、プランクの制約によって規定される古典的な限界の範囲内です。 ここでスローロールパラメータを解析するのは、スカラー場の残存質量を十分に高く保ち、生成される原始裸特異点（PNaS）の質量が観測可能なプローブの分解能の範囲内に収まるようにするためである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The positive and negative energy modes of a field theory in $\kappa$-Minkowski/$\kappa$-Poincar\'e noncommutative spacetime have very different symmetry properties. This can be understood geometrically by considering that they span two distinct sectors of a curved momentum space. It seems that because of this asymmetry, charge conjugation and Poincar\'e invariance are incompatible. However, the structure of momentum space suggests that time reversal could be deformed so that the overall CPT-invariance is restored. We test these features by calculating explicitly the whole set of Noether charges associated with continuous relativistic symmetries within the canonical formalism, and study their transformation properties under deformed discrete symmetries. | $\kappa$-ミンコフスキー/$\kappa$-ポアンカレ非可換時空における場の理論の正エネルギーモードと負エネルギーモードは、非常に異なる対称性特性を持つ。 これは、それらが曲がった運動量空間の2つの異なるセクターに広がると考えることで幾何学的に理解できる。 この非対称性のために、電荷共役とポアンカレ不変性は両立しないように見える。 しかし、運動量空間の構造は、時間反転を変形することで全体的なCPT不変性が回復できることを示唆している。 我々は、連続的な相対論的対称性に関連するノイザー電荷の集合全体を正準形式の下で明示的に計算することにより、これらの特徴を検証し、変形された離散対称性の下でのそれらの変換特性を調べる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A top quark and an anti-top quark produced together at colliders have correlated spins. These spins constitute a quantum state that can exhibit entanglement and violate Bell's inequality. In realistic collider experiments, most analyses allow the axes, as well the Lorentz frame to vary event-by-event, thus introducing a dependence on the choice of event-dependent basis leading us to adopt "fictitious states," rather than genuine quantum states. The basis dependence of fictitious states allows for an optimization procedure, which makes the usage of fictitious states advantageous in measuring entanglement and Bell inequality violation. In this work, we show analytically that the basis which diagonalizes the spin-spin correlations is optimal for maximizing spin correlations, entanglement, and Bell inequality violation. We show that the optimal basis is approximately the same as the fixed beam basis (or the rotated beam basis) near the $t\bar t$ production threshold, while it approaches the helicity basis far above threshold. Using this basis, we present the sensitivity for entanglement and Bell inequality violation in $t\bar t$ events at the LHC and a future $e^+e^-$ collider. Since observing Bell inequality violation appears to be quite challenging experimentally, and requires a large dataset in collider experiments, choosing the optimal basis is crucially important to observe Bell inequality violation. Our method and general approach are equally applicable to other systems beyond $t \bar t$, including interactions beyond the Standard Model. | 衝突型加速器で同時に生成されるトップクォークと反トップクォークは、相関スピンを持つ。 これらのスピンは、エンタングルメントを示し、ベル不等式を破る量子状態を構成する。 現実的な衝突型加速器実験では、ほとんどの解析において、軸とローレンツ座標系が事象ごとに変化することを許容しており、その結果、事象依存基底の選択への依存性が生じ、真の量子状態ではなく「架空状態」を採用することになる。 架空状態の基底依存性は最適化手順を可能にし、エンタングルメントとベル不等式の破れの測定において架空状態の使用を有利にする。 本研究では、スピン-スピン相関を対角化する基底が、スピン相関、エンタングルメント、およびベル不等式の破れを最大化するのに最適であることを解析的に示す。 我々は、最適基底が$t\bar t$生成閾値付近では固定ビーム基底（または回転ビーム基底）とほぼ等しいが、閾値をはるかに超えるとヘリシティ基底に近づくことを示す。 この基底を用いて、LHCおよび将来の$e^+e^-$衝突型加速器における$t\bar t$事象におけるエンタングルメントとベル不等式の破れに対する感度を示す。 ベル不等式の破れの観測は実験的に非常に困難であり、衝突型加速器実験では大規模なデータセットが必要となるため、最適な基底を選択することはベル不等式の破れを観測する上で極めて重要である。 我々の方法と一般的なアプローチは、標準模型を超える相互作用を含む、$t\bar t$を超える他の系にも等しく適用可能である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Universal cosmologies are exact solutions of 10d type IIA supergravity containing a 4d Friedmann-Lema\^{i}tre-Robertson-Walker factor, that can also be repackaged as solutions of 4d models, i.e. as 4d consistent truncations. We extend the dynamical system analysis of universal cosmologies, beyond the case of a single exponential potential. For an open universe (negative 3d spatial curvature), these models generally possess many desirable features: parametric control of e-folds, late-time acceleration from potentials with steep exponentials (i.e. in accordance with swampland bounds), small string-loop and $\alpha'$-corrections, scale separation and/or absence of decompactification. | 普遍宇宙論は、4次元フリードマン・レマ・トレ・ロバートソン・ウォーカー因子を含む10次元IIA型超重力の厳密解であり、4次元モデルの解、すなわち4次元整合切断として再パッケージ化することもできる。 我々は、単一の指数関数型ポテンシャルの場合を超えて、普遍宇宙論の力学系解析を拡張する。 開宇宙（負の3次元空間曲率）の場合、これらのモデルは一般に多くの望ましい特徴を持つ。 例えば、eフォールドのパラメトリック制御、急峻な指数関数型ポテンシャル（すなわち、スワンプランド境界に従う）からの遅れ時間加速、小さなストリングループおよび$\alpha'$補正、スケール分離、および/またはデコンパクト化の欠如などである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In a previous work, we showed that the two- and three-loop contributions to the partition function of three-dimensional gravity in flat space vanish. This is in agreement with the expected one-loop exactness dictated by the underlying symmetry at the quantum level. To highlight the distinctive nature of the $D=3$ case, we extend the three-loop computation to arbitrary spacetime dimensions $D$. In higher dimensions, the number of contributions increases substantially, reinforcing the view that one-loop exactness is a unique feature of three-dimensional gravity. | 以前の研究で、平坦空間における3次元重力の分配関数への2ループと3ループの寄与がゼロになることを示した。 これは、量子レベルにおける基礎的な対称性によって規定される1ループの正確さの期待値と一致する。 $D=3$の場合の特異性を強調するために、3ループ計算を任意の時空次元$D$に拡張する。 高次元では寄与の数は大幅に増加し、1ループの正確さが3次元重力の独自の特徴であるという見解を強める。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The gravitational path integral suggests a striking result: the Hilbert space of closed universes in each superselection sector, a so-called $\alpha$-sector, is one-dimensional. We develop an abstract formalism encapsulating recent proposals that modify the gravitational path integral in the presence of observers and allow larger Hilbert spaces to be associated with closed universes. Our formalism regards the gravitational path integral as a map from abstract objects called sources to complex numbers, and introduces additional objects called partial sources, which form sources when glued together. We apply this formalism to treat, on equal footing, universes with spatial boundaries, closed universes with prescribed observer worldlines, and closed universes containing observers entangled with external systems. In these contexts, the relevant gravitational Hilbert spaces contain states prepared by partial sources and can consequently have nontrivial $\alpha$-sectors supporting noncommuting operators. Within our general framework, the positivity of the gravitational inner product implies a bound on the Hilbert space trace of certain positive operators over each $\alpha$-sector. The trace of such operators, in turn, quantifies the effective size of this Hilbert space. | 重力経路積分は、驚くべき結果を示唆する。 すなわち、各超選択セクター（いわゆる$\alpha$セクター）内の閉宇宙のヒルベルト空間は1次元である。 我々は、観測者の存在下での重力経路積分を修正し、より大きなヒルベルト空間を閉宇宙に関連付けることを可能にする最近の提案を包含する抽象的な形式論を展開する。 我々の形式論は、重力経路積分を、ソースと呼ばれる抽象的なオブジェクトから複素数への写像とみなし、部分ソースと呼ばれる追加のオブジェクトを導入する。 部分ソースは、互いに接着されるとソースを形成する。 我々はこの形式論を適用して、空間境界を持つ宇宙、規定された観測者世界線を持つ閉宇宙、そして外部システムとエンタングルメントした観測者を含む閉宇宙を、同等に扱う。 これらの文脈において、関連する重力ヒルベルト空間は部分源によって準備された状態を含み、その結果、非可換作用素を支える非自明な$\alpha$セクターを持つ可能性がある。 我々の一般的な枠組みでは、重力内積の正値は、各$\alpha$セクター上の特定の正作用素のヒルベルト空間トレースに上限を与えることを意味する。 そして、そのような作用素のトレースは、このヒルベルト空間の有効サイズを量化する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The original Kerr theorem provides the foundation for Kerr-Schild transformations by classifying all shear-free and geodesic null congruences in flat spacetime; the key ingredient of the Kerr-Schild ansatz. However, due to the high level of degeneracy of the outcome it is often less practical than its symmetric refinements, which may single out congruences leading to physically significant spacetimes by imposing relevant symmetries. An illustrative example is the stationary axisymmetric version of Kerr theorem which has been shown to lead directly and uniquely to the Kerr black hole in vacuum. In this work, we propose a new symmetric refinement of the Kerr theorem by boosting the stationary symmetry into its ultrarelativistic limit to achieve invariance under null translations, while keeping axisymmetry. Under these assumptions, the classification yields only two distinct congruences. The first congruence is covariantly constant and, through the Kerr-Schild ansatz, evidently yields an axisymmetric pp-wave. The vacuum axisymmetric profile of this pp-wave displays a logarithmic dependence on the polar radius, characteristic of the exterior gravitational field of the Bonnor light beam, and includes as a special case the Aichelburg-Sexl ultrarelativistic limit of the Schwarzschild black hole. The Kerr-Schild transformation of the second congruence gives rise to a non-trivial vacuum solution recently reported in [Phys. Rev. D 112, 024020 (2025)]. Using circularity and appropriately fixing the reparameterization invariance of the orthogonal manifold to the Killing fields, we show that the latter solution corresponds to the well-known Taub-NUT spacetime with planar topology. These results emphasize how symmetry-based refinements of the Kerr theorem constitute a powerful tool to constructing physically essential spacetimes. | 元のカー定理は、平坦時空におけるすべてのシアフリーおよび測地線ヌル合同を分類することにより、カー・シルト変換の基礎を提供する。 これはカー・シルト仮説の重要な要素である。 しかし、その結果の高度な退化のため、多くの場合、関連する対称性を課すことで物理的に重要な時空につながる合同を選び出す対称的な改良よりも実用的ではない。 一例として、カー定理の定常軸対称版が挙げられ、これは真空中のカーブラックホールに直接かつ一意につながることが示されている。 本研究では、定常対称性を超相対論的極限まで高めることで、軸対称性を維持しながらヌル並進に対する不変性を実現する、カー定理の新たな対称的改良を提案する。 これらの仮定の下では、この分類は2つの異なる合同のみを生成する。 最初の合同式は共変定数であり、カー・シルト仮説を通して明らかに軸対称pp波を生み出す。 このpp波の真空軸対称プロファイルは、ボンナー光ビームの外部重力場の特性である極半径に対数的依存性を示し、特別な例としてシュワルツシルトブラックホールのアイヒェルブルグ・セクスル超相対論的極限を含む。 2番目の合同式のカー・シルト変換は、最近[Phys. Rev. D 112, 024020(2025)]で報告された非自明な真空解を生み出す。 円形性を用い、直交多様体のキリング場に対する再パラメータ化不変性を適切に固定することにより、後者の解が平面位相を持つよく知られたタウブ-NUT時空に対応することを示す。 これらの結果は、カー定理の対称性に基づく改良が、物理的に本質的な時空を構築するための強力なツールとなることを強調しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the boundary criticality enriched by boundary fermions, which ubiquitously emerge in topological phases of matter, with a focus on topological insulators and topological superconductors. By employing dimensional regularization and bosonization techniques, we uncover several unprecedented boundary universality classes. These include the boundary Gross-Neveu-Yukawa critical point and the special Berezinskii-Kosterlitz-Thouless (BKT) transition, both resulting from the interplay between edge modes and bulk bosons. We present a comprehensive sketch of the phase diagram that accommodates these boundary criticalities and delineate their critical exponents. Additionally, we explore a 1+1D conformal defect decorated with fermions, where a defect BKT transition is highlighted. We conclude with a discussion on potential experimental realizations of these phenomena. | 我々は、物質のトポロジカル相に普遍的に現れる境界フェルミオンによって強化される境界臨界性を、特にトポロジカル絶縁体とトポロジカル超伝導体に焦点を当てて研究する。 次元正則化とボソン化の手法を用いることで、いくつかの前例のない境界普遍性クラスを発見する。 これらには、境界グロス-ネヴ-湯川臨界点と特殊ベレジンスキー-コステルリッツ-サウレス（BKT）転移が含まれる。 これらはいずれもエッジモードとバルクボソンの相互作用によって生じる。 我々はこれらの境界臨界性を含む相図の包括的なスケッチを示し、それらの臨界指数を描き出す。 さらに、フェルミオンで装飾された1+1次元共形欠陥を探求し、欠陥BKT転移を明らかにする。 最後に、これらの現象の実験的実現の可能性について議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the marginal deformation of the symmetric-product orbifold theory Sym$_N(T^4)$ which corresponds to introducing a small amount of Ramond-Ramond flux into the dual $AdS_3\times S^3\times T^4$ background. Already at first order in perturbation theory, the dimension of certain single-cycle operators is corrected, indicating that wrapping corrections from integrability must come into play earlier than expected. Our results provide a test for integrability computations from the mirror Thermodynamic Bethe Ansatz or Quantum Spectral Curve, akin to the computation of the Konishi anomalous dimension in $\mathcal{N}=4$ supersymmetric Yang--Mills theory. We also discuss a flaw in the original derivation of the integrable structure of the perturbed orbifold. Together, these observations suggest that more needs to be done to correctly identify and exploit the integrable structure of the perturbed orbifold CFT. | 対称積オービフォールド理論の周辺変形Sym$_N(T^4)$を研究する。 これは、少量のラモンド・ラモンドフラックスを双対$AdS_3\times S^3\times T^4$背景に導入することに対応する。 摂動論において既に第一のオーダーで、特定の単一サイクル演算子の次元が補正されており、積分可能性によるラッピング補正が予想よりも早く作用し始めることを示唆している。 我々の結果は、ミラー熱力学的ベーテ仮説または量子スペクトル曲線からの積分可能性計算の検証を提供する。 これは、$\mathcal{N}=4$超対称ヤン＝ミルズ理論における小西異常次元の計算に類似している。 また、摂動を受けたオービフォールドの積分可能構造の当初の導出における欠陥についても議論する。 これらの観察結果を合わせると、摂動を受けたオービフォールドCFTの可積分構造を正しく特定し、それを利用するためには、さらに多くのことを行う必要があることが示唆されます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We develop and prove new geometric and algebraic characterisations for locations of constituent skyrmions, as well as their signed multiplicity, using Sutcliffe's JNR ansatz. Some low charge examples, and their similarity to BPS monopoles, are discussed. In addition, we provide Julia code for the further numerical study and visualisation of JNR skyrmions. | Sutcliffe の JNR 仮説を用いて、構成スキルミオンの位置と符号付き重複度に関する新たな幾何学的・代数的特徴付けを開発し、証明する。 いくつかの低電荷の例と、それらの BPS モノポールとの類似性について議論する。 さらに、JNR スキルミオンの更なる数値研究と可視化のための Julia コードを提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present the first comprehensive investigation of the non-linear evolution of the Aretakis instability in extremal black $p$-branes. Building on recent insights into the linear behavior of perturbations in near-horizon AdS$_{p+2} \times S^{D-p-2}$ geometries, we explore the full non-linear regime using a combination of analytical scaling arguments and numerical simulations. We uncover a universal critical behavior governed by scaling exponents that depend only on the spacetime dimension $D$ and the brane worldvolume dimension $p$. Near the threshold of instability, the system exhibits power-law evolution toward dynamically generated extremal attractors, while supercritical perturbations lead to singular growth. Through the AdS/CFT correspondence, we compute entanglement entropy, correlation functions, spectral densities, and out-of-time-ordered correlators in the dual field theory, finding universal scaling across all observables. These results establish a deep connection between geometric instability in the bulk and quantum information dynamics on the boundary. The emergence of universal scaling and phase transitions in extremal geometries suggests that non-linear Aretakis dynamics may serve as a general framework for studying holographic criticality and late-time behavior in strongly coupled systems. | 極限ブラックpブレーンにおけるアレタキス不安定性の非線形発展に関する、初めての包括的な研究を報告する。 近地平線AdS$_{p+2}\times S^{D-p-2}$幾何学における摂動の線形挙動に関する最近の知見に基づき、解析的スケーリング論と数値シミュレーションを組み合わせ、完全な非線形領域を探求する。 その結果、時空次元$D$とブレーン世界体積次元$p$のみに依存するスケーリング指数によって支配される普遍的な臨界挙動が明らかになった。 不安定性の閾値付近では、系は動的に生成される極限アトラクターに向かってべき乗則的な発展を示すが、超臨界摂動は特異成長をもたらす。 AdS/CFT対応を通して、我々は双対場理論におけるエンタングルメントエントロピー、相関関数、スペクトル密度、そして時間順序を外れた相関関数を計算し、すべての観測量にわたる普遍的スケーリングを見出した。 これらの結果は、バルクにおける幾何学的不安定性と境界上の量子情報ダイナミクスとの間に深い関連性を確立する。 極限幾何学における普遍的スケーリングと相転移の出現は、非線形アレタキス動力学が、強結合系におけるホログラフィック臨界性と後期時間挙動を研究するための一般的な枠組みとして役立つ可能性を示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In Jackiw-Teitelboim (JT) gravity, which is dual to a random matrix ensemble, the annealed entropy differs from the quenched entropy at low temperatures and goes negative. However, computing the quenched entropy in JT gravity requires a replica limit that is poorly understood. To circumvent this, we define an intermediate quantity called the semi-quenched entropy, which has the positivity properties of the quenched entropy, while requiring a much simpler replica trick. We compute this in JT gravity in different regimes using i) a bulk calculation involving wormholes corresponding to the Airy limit of the dual matrix integral and ii) a boundary calculation involving one-eigenvalue instantons, demonstrating consistency between these two calculations in their common regime of validity. We also clarify why a recent attempt to compute the quenched entropy using one-eigenvalue instantons is unreliable due to a breakdown of the saddle-point approximation for the one-eigenvalue instanton in the replica limit. | ランダム行列アンサンブルの双対であるJackiw-Teitelboim (JT)重力において、アニールエントロピーは低温でクエンチエントロピーとは異なり、負の値をとる。 しかし、JT重力においてクエンチエントロピーを計算するには、十分に理解されていないレプリカ極限が必要となる。 これを回避するため、我々はセミクエンチエントロピーと呼ばれる中間量を定義する。 セミクエンチエントロピーはクエンチエントロピーの正値特性を持ちながら、はるかに単純なレプリカトリックを必要とする。 我々は、JT重力において、i) 双対行列積分のエアリー極限に対応するワームホールを含むバルク計算と、ii) 1固有値インスタントンを含む境界計算を用いて、異なる領域でこれを計算し、これら2つの計算が共通の妥当性領域で一貫していることを示す。 また、1固有値インスタントンを用いてクエンチエントロピーを計算する最近の試みが、レプリカ極限における1固有値インスタントンの鞍点近似の破綻のために信頼できない理由も明らかにする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We show that baryon number symmetry is spontaneously broken in a class of three-dimensional, ${\cal N}=1$ supersymmetric theories with a discrete mass spectrum. These models serve as lower-dimensional, less-supersymmetric analogs of the Klebanov-Strassler solution, sharing properties such as the presence of a cascade. The spontaneous symmetry breaking is evidenced by the appearance of a Goldstone mode, which corresponds to a vector fluctuation in the gravity dual. | 離散質量スペクトルを持つ3次元${\cal N}=1$超対称理論において、重粒子数対称性が自発的に破れることを示す。 これらのモデルは、クレバノフ-シュトラスラー解の低次元かつ超対称性の低い類似体として機能し、カスケードの存在などの性質を共有する。 自発的な対称性の破れは、重力双対におけるベクトル変動に対応するゴールドストーンモードの出現によって証明される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we derive a novel set of equations - the Asymptotic Baxter--Bethe Ansatz - that determine the asymptotic spectrum of Regge trajectories in the BFKL regime of N=4 SYM. In this challenging limit, our method yields multi-loop results in the 't Hooft coupling, with the perturbative accuracy increasing as the quantum numbers grow. Our formalism not only provides a straightforward path to obtain multi-loop perturbative data, as we demonstrate, but also enables the classification of trajectories, paving the way for systematic non-perturbative studies up to the strong-coupling regime. | 本研究では、N=4 SYMのBFKL領域におけるRegge軌道の漸近スペクトルを決定する新しい方程式群、すなわち漸近的バクスター-ベーテ仮説を導出します。 この困難な極限において、我々の手法は't Hooft結合において多重ループの結果をもたらし、量子数が増加するにつれて摂動論的精度が向上します。 我々の形式論は、我々が示すように多重ループ摂動論データを得るための直接的な方法を提供するだけでなく、軌道の分類も可能にし、強結合領域までの体系的な非摂動論的研究への道を開きます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we present a new three-dimensional non-perturbative (NP) function to account for and parameterize the NP contributions in the jet invariant mass spectrum, in addition to the conventional NP mass shift parametrization. By implementing Bayesian analysis on experimental data of the jet invariant mass from exclusive $W/Z+$jet events and inclusive jet events in $pp$ collisions at RHIC and LHC, where collisional energy increases by a factor of up to $65$ from RHIC to LHC, we ensure the analysis covers a wide range of data. For the first time, we simultaneously extract NP contributions from hadronization, initial soft-gluon radiation, and underlying events, based on two different NP prescriptions. We find that the contribution from initial soft-gluon radiation is negligible, and the hadronization effect dominates in the small-$R$ region, while underlying events provide the dominant contribution in the large-$R$ region. Moreover, when only hadronization effects are considered, our results successfully describe the jet mass data measured in $e^+e^-$ collisions, where only hadronization effects are expected to be present. Our work offers quantitative insights into understanding the soft hadronic contribution to jet substructure. | 本論文では、従来のNP質量シフトパラメータ化に加えて、ジェット不変質量スペクトルにおけるNP寄与を考慮しパラメータ化するための新しい3次元非摂動関数を提示する。 RHICとLHCにおける$pp$衝突における排他的$W/Z+$ジェット事象と包括的ジェット事象からのジェット不変質量の実験データにベイズ解析を適用することにより、RHICからLHCへの衝突エネルギーが最大$65$倍に増加するという条件下で、解析が広範囲のデータをカバーすることを保証する。 初めて、2つの異なるNP処方に基づいて、ハドロン化、初期ソフトグルーオン放射、および基礎事象からのNP寄与を同時に抽出した。 初期ソフトグルーオン放射からの寄与は無視でき、小$R$領域ではハドロン化効果が支配的であり、大$R$領域では基礎事象が支配的であることを発見した。 さらに、ハドロン化効果のみを考慮すると、我々の結果は、ハドロン化効果のみが存在すると予想される$e^+e^-$衝突で測定されたジェット質量データをうまく記述する。 我々の研究は、ジェットのサブストラクチャーへのソフトハドロン寄与を理解するための定量的な知見を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate a worldline formulation for a massive spin-1 particle interacting with an electromagnetic background. Two first-quantized descriptions of the spin degrees of freedom are considered: one based on bosonic oscillators and the other on fermionic oscillators. Focusing initially on the bosonic model -- which can accommodate particles of arbitrary integer spin -- we review how quantization in the spin-1 sector, performed both via Dirac's method and BRST quantization, reproduces the free Proca field theory. We then introduce coupling to an external electromagnetic field and demonstrate that Maxwell's equations for the background emerge as a consistency condition for the nilpotency of the BRST charge on the spin-1 sector. Encouraged by this result, which proves the viability of the particle model, we proceed to construct a path integral quantization of the worldline action for the charged spin-1 particle on the circle. This yields the one-loop effective Lagrangian for a constant electromagnetic field induced by a massive charged vector boson. As expected, the result reveals a vacuum instability, which we quantify by deriving the pair production rate for the vector bosons, recovering previous results obtained in quantum field theory. For comparison, we repeat the analysis using the standard $\mathcal{N}=2$ spinning particle model, which contains fermionic worldline degrees of freedom, finding identical results. Finally, we comment on possible extensions of the worldline models to include effective interactions and briefly explore their implications for pair production. | 我々は、電磁背景と相互作用する質量を持つスピン1粒子の世界線定式化を調査する。 スピン自由度の2つの第一量子化記述、すなわちボソン振動子に基づく記述とフェルミオン振動子に基づく記述を検討する。 まず、任意の整数スピンを持つ粒子を収容できるボソンモデルに焦点を当て、ディラック法とBRST量子化の両方を用いてスピン1セクターにおける量子化を実行することで、自由プロカ場理論がどのように再現されるかを概説する。 次に、外部電磁場との結合を導入し、背景に対するマクスウェル方程式が、スピン1セクターにおけるBRST電荷のべき零性に対する無矛盾条件として現れることを示す。 粒子モデルの妥当性を証明するこの結果に促され、我々は円周上の荷電スピン1粒子の世界線作用の経路積分量子化を構築する。 これにより、質量を持つ荷電ベクトルボソンによって誘起される一定電磁場に対する1ループ有効ラグランジアンが得られる。 予想通り、この結果は真空不安定性を明らかにしており、ベクトルボソンの対生成率を導出することでこれを定量化し、量子場の理論で得られた以前の結果を再現する。 比較のために、フェルミオン世界線自由度を含む標準的な$\mathcal{N}=2$回転粒子モデルを用いて解析を繰り返したところ、同一の結果が得られた。 最後に、有効相互作用を含むように世界線モデルを拡張する可能性のある方法についてコメントし、対生成への影響について簡単に考察する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Hamiltonian Truncation Effective Theory is a framework that aims to improve the results of Hamiltonian truncation in a systematic, order-by-order fashion using Effective Field Theory methodology. The result is a truncated effective Hamiltonian with corrections that result from a matching procedure. We establish the rigor of this method by calculating nontrival next-to-leading order corrections in a $1/E_{\rm max}$ expansion, where $E_{\rm max}$ is our effective theory cutoff. We illustrate this explicitly using 1+1D $\lambda \phi^4$ theory, calculating corrections up to order $1/E_{\rm max}^3$. At this order, novel nonlocal contributions to the matching conditions must be incorporated. We show that by including these nonlocal terms, the error scales as $1/E_{\rm max}^4$, as expected from the Effective Field Theory power counting, providing a nontrivial check that this method is consistent and robust. We also estimate the critical coupling at which this theory flows to the 2D Ising conformal field theory and confirm that separation of scales, an essential feature of Effective Field Theory, persists at this order. These results establish Hamiltonian Truncation Effective Theory as a generic, systematic framework for improving convergence in Hamiltonian truncation and lay the groundwork to apply this method to more complex systems in higher dimensions. | ハミルトニアン切断有効理論は、有効場理論の手法を用いて、ハミルトニアン切断の結果を体系的に、かつ順序ごとに改善することを目的とした枠組みです。 その結果得られるのは、マッチング手順によって得られた補正を加えた切断有効ハミルトニアンです。 この手法の厳密さを、$1/E_{\rm max}$展開における非自明な次数補正を計算することで確立します。 ここで、$E_{\rm max}$は有効理論のカットオフです。 これを1+1D $\lambda\phi^4$理論を用いて明示的に示し、次数$1/E_{\rm max}^3$までの補正を計算します。 この次数では、マッチング条件への新たな非局所的寄与を組み込む必要があります。 これらの非局所項を含めることで、有効場の理論のべき乗計算から予想されるように、誤差は$1/E_{\rm max}^4$に比例することを示す。 これは、この方法が無矛盾かつ堅牢であることを自明ではない方法で検証するものである。 また、この理論が2次元イジング共形場の理論に流れ込む臨界結合を推定し、有効場の理論の本質的な特徴であるスケールの分離がこのオーダーでも持続することを確認する。 これらの結果は、ハミルトン切断有効理論を、ハミルトン切断の収束性を改善するための一般的かつ体系的な枠組みとして確立し、この方法を高次元のより複雑な系に適用するための基礎を築くものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We define a notion of `quantum entanglement index' with the aim to compute it for black hole horizons in string theory at one-loop order using the stringy replica method. We consider the horizon of BTZ black holes to construct the relevant conical orbifolds, labeled by an odd integer $N$, and compute the partition function as a function of $N$, corresponding to the fractional indexed R\'enyi entropy. We show that it is free of tachyons and naturally finite both in the ultraviolet and the infrared, even though it is generically ultraviolet divergent in the field theory limit. Thus, the index provides a useful diagnostic of the entanglement structure of string theory without the need for analytic continuation in $N$. | 我々は、弦理論におけるブラックホールの地平線に対して、弦レプリカ法を用いて1ループオーダーで「量子エンタングルメント指数」を計算することを目的として、「量子エンタングルメント指数」という概念を定義する。 BTZブラックホールの地平線を考慮し、奇数$N$でラベル付けされた関連する円錐オービフォールドを構築し、分数インデックス付きR\'enyiエントロピーに対応する$N$の関数としての分配関数を計算する。 この関数はタキオンを含まず、場の理論極限では一般的に紫外発散するが、紫外と赤外の両方で自然に有限であることを示す。 したがって、この指数は、$N$における解析接続を必要とせずに、弦理論のエンタングルメント構造の有用な診断を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We describe a Higgs mechanism for the partially massless graviton. In order to do so, we first construct a covariant fracton-like effective field theory on de Sitter space that linearly realizes a dipolar shift symmetry. The global symmetry of this theory can be gauged by coupling it to a partially massless spin-2 gauge field. When the fractonic matter condenses, the dipole symmetry is spontaneously broken, the resulting Goldstone mode is a galileon and the partially massless graviton combines with this mode and becomes fully massive. At long distances, the phenomenology of this theory is captured by a quasi-topological field theory and displays many features analogous to those of the superconducting phase in electromagnetism, including gapless edge modes and persistent currents. We also describe the generalization to higher spins. | 我々は、部分的に質量ゼロの重力子に対するヒッグス機構を記述する。 そのために、まず、双極子シフト対称性を線形に実現する、共変フラクトン型の有効場の理論をド・ジッター空間上に構築する。 この理論の大域的対称性は、部分的に質量ゼロのスピン2ゲージ場と結合させることでゲージ化できる。 フラクトン物質が凝縮すると、双極子対称性は自発的に破れ、結果として生じるゴールドストーンモードはガリレオンとなり、部分的に質量ゼロの重力子はこのモードと結合して完全に質量を持つようになる。 長距離においては、この理論の現象論は準位相的場の理論によって捉えられ、ギャップレスエッジモードや永久電流など、電磁気学における超伝導相に類似した多くの特徴を示す。 また、高次スピンへの一般化についても記述する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study cosmological correlators in de Sitter quantum gravity in the limit where $G_N \to 0$. This limit is distinct from a nongravitational QFT because the gravitational constraints still force states and observables to be de Sitter invariant. We first examine a class of perturbative correlators that, in gauge-fixed form, are represented by the expectation value of a product of elementary fields on the late-time boundary. We formulate Feynman rules for our computations and enumerate some necessary, but not sufficient, conditions that must be imposed on states and operators to avoid group-volume divergences. These correlators are conformally invariant in all allowed perturbative states but never coincide with QFT vacuum-expectation values. For instance, our sample computations yield interesting non-Gaussianities even when the underlying vacuum wavefunction is Gaussian. However, we show that, in the presence of a heavy background state, it is possible to construct a separate class of state-dependent relational observables whose values approximate QFT correlators in the vacuum. This illustrates a key contrast in quantum gravity -- between observables that are microscopically simple and observables whose expectation values in an appropriate background state lead to simple QFT-like correlators. | 我々は、$G_N \to 0$ の極限におけるド・ジッター量子重力における宇宙論的相関関数を研究する。 この極限は、重力的拘束条件によって状態と観測量が依然としてド・ジッター不変となるため、非重力的な場の理論とは異なる。 まず、ゲージ固定形式で、後期時間境界における素場の積の期待値で表される摂動論的相関関数のクラスを調べる。 計算のためのファインマン則を定式化し、群体積発散を回避するために状態と演算子に課さなければならない必要条件だが十分条件ではない条件を列挙する。 これらの相関関数は、許容されるすべての摂動論的状態において共形不変であるが、場の理論の真空期待値とは決して一致しない。 例えば、我々のサンプル計算は、基礎となる真空波動関数がガウス分布であっても、興味深い非ガウス性をもたらす。 しかし、重い背景状態が存在する場合、真空中のQFT相関変数に近似する値を持つ、状態依存の関係的観測量の別のクラスを構築できることを示します。 これは、量子重力における重要な対照、すなわち微視的に単純な観測量と、適切な背景状態における期待値が単純なQFTのような相関変数につながる観測量との間の対照を示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We initiate the analysis of the inflationary dynamics in Weyl-invariant Einstein-Cartan gravity nonminimally coupled to the Standard Model of particle physics. We take the axion-like particle of gravitational origin to be heavy and show that inflation with the Higgs field can be accommodated in this framework. | 我々は、素粒子物理学の標準模型と非最小的に結合したワイル不変なアインシュタイン・カルタン重力におけるインフレーションダイナミクスの解析を開始する。 重力起源のアクシオン様粒子を重いものとし、ヒッグス場を伴うインフレーションがこの枠組みに適応できることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We revisit the fermionic string theory on $AdS_3\times \mathcal{N}$ with $k=1$, and its single-trace $T\bar T$ deformation, with a focus on the $(2,2)$ superstring on (deformed) $AdS_3\times \mathbb{T}^3$. In a certain limit, it is dual to the symmetric product of the ($T\bar T$-deformed) SCFT$_2$ on $\mathbb{R}\times \mathbb{T}^3$. We present the winding-one delta-function normalizable worldsheet operators which, in the $k=1$ decoupling limit, correspond to those of $\mathbb{R}\times \mathbb{T}^3$ in spacetime. We then demonstrate how their properties in string theory reproduce those of $\mathbb{R}\times\mathbb{T}^3$, or more generally, of a ($T\bar{T}$-deformed) $\mathbb{R}\times\mathcal{N}$ seed of the boundary theory. | 我々は、$k=1$ の $AdS_3\times \mathcal{N}$ 上のフェルミオン弦理論とその単一トレース $T\bar T$ 変形を再検討し、特に（変形された）$AdS_3\times \mathbb{T}^3$ 上の $(2,2)$ 超弦理論に焦点を当てる。 ある極限において、これは $\mathbb{R}\times \mathbb{T}^3$ 上の（$T\bar T$ 変形された）SCFT$_2$ の対称積と双対となる。 我々は、$k=1$ の分離極限において、時空における $\mathbb{R}\times \mathbb{T}^3$ の正規化可能世界面作用素に対応する、巻き線 1 のデルタ関数正規化可能世界面作用素を提示する。 次に、弦理論におけるそれらの特性が、$\mathbb{R}\times\mathbb{T}^3$ の特性、あるいはより一般的には境界理論の ($T\bar{T}$ 変形された) $\mathbb{R}\times\mathcal{N}$ シードの特性をどのように再現するかを示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| I construct a set of master field equations encompassing all possible second-order field equations for spherically symmetric spacetimes beyond general relativity. The structure of 2-dimensional Horndeski theory is leveraged to define a spherically symmetric gravitational tensor that is identically conserved and can play an equivalent role as the Einstein tensor in the coupling to spherically symmetric stress-energy tensors. The master field equations provide a framework in which to study a wide variety of previously intractable problems and prove general results across different theories, as illustrated with the example of the Jebsen--Birkhoff theorem that holds generally. This work sets up the stage for the study of the dynamics of spherically symmetric spacetimes beyond general relativity and provides powerful tools for the exploration of a new paradigm of black hole physics. | 一般相対論を超える球対称時空における、あらゆる可能な2階場の方程式を包含するマスター場方程式群を構築する。 2次元ホルンデスキー理論の構造を利用して、球対称重力テンソルを定義する。 このテンソルは、球対称応力エネルギーテンソルとの結合において、アインシュタインテンソルと同等の役割を果たせる。 マスター場方程式は、これまで難しかった様々な問題を研究し、異なる理論にまたがる一般的な結果を証明するための枠組みを提供する。 これは、一般に成立するジェプセン-バーコフ定理の例で示される。 本研究は、一般相対論を超える球対称時空のダイナミクスの研究の舞台を整え、ブラックホール物理学の新たなパラダイムを探求するための強力なツールを提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the QCD scaling behavior of the small-angle Energy-Energy Correlator (EEC), focusing on the transition between its perturbative pre-confinement and non-perturbative post-confinement regimes. Applying the light-ray Operator Product Expansion (OPE), we develop a formalism that describes the scaling of the EEC with the input energy $Q$ in the transition and the post-confinement region, where the latter quantum scaling is determined by the $J=5$ DGLAP anomalous dimension. A key result of our work is a novel connection between the light-ray OPE and the dihadron fragmentation function (DFF), where we show that the non-perturbative OPE coefficients correspond to moments of the DFF. This finding establishes a new paradigm for studying hadronization. Our theoretical predictions are validated against Monte Carlo simulations for both $e^+e^-$ and $pp$ collisions, showing excellent agreement. The potential role of the quantum scaling in the precision determination of $\alpha_s$ is also discussed. | 小角エネルギー-エネルギー相関器（EEC）のQCDスケーリング挙動を、摂動的な閉じ込め前領域と非摂動的な閉じ込め後領域間の遷移に焦点を当てて研究する。 光線演算子積展開（OPE）を適用し、遷移領域および閉じ込め後領域における入力エネルギー$Q$に対するEECのスケーリングを記述する形式論を構築する。 後者の量子スケーリングは$J=5$のDGLAP異常次元によって決定される。 本研究の重要な成果は、光線OPEと二ハドロンフラグメンテーション関数（DFF）の間に新たな関連性を見出したことである。 そこで、非摂動的なOPE係数がDFFのモーメントに対応することを示した。 この発見は、ハドロン化を研究するための新たなパラダイムを確立する。 我々の理論的予測は、$e^+e^-$衝突および$pp$衝突の両方においてモンテカルロシミュレーションによって検証され、優れた一致を示した。 $\alpha_s$の精度決定における量子スケーリングの潜在的な役割についても議論される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct two classes of continuous phase transitions in 3+1 dimensions between phases that break distinct generalized global symmetries. Our analysis focuses on $SU(N)/\mathbb{Z}_N$ gauge theory coupled to $N_f$ flavors of Majorana fermions in the adjoint representation. For $N$ even and sufficiently large odd $N_f$, upon imposing time-reversal symmetry and an $SO(N_f)$ flavor symmetry, the massless theory realizes a quantum critical point between two gapped phases: one in which a $\mathbb{Z}_N$ one-form symmetry is completely broken and another where it is broken to $\mathbb{Z}_2$, leading to $\mathbb{Z}_{N/2}$ topological order. We provide an explicit lattice model that exhibits this transition. The critical point has an enhanced symmetry, which includes non-invertible analogues of time-reversal symmetry. Enforcing a non-invertible time-reversal symmetry and the $SO(N_f)$ flavor symmetry, for $N$ and $N_f$ both odd, we demonstrate that this critical point can appear between a topologically ordered phase and a phase that spontaneously breaks the non-invertible time-reversal symmetry, furnishing an analogue of deconfined quantum criticality for generalized symmetries. | 我々は、3+1次元において、異なる一般化大域対称性を破る相間の連続相転移を2種類構築する。 解析は、随伴表現におけるマヨラナフェルミオンの$N_f$フレーバーと結合した$SU(N)/\mathbb{Z}_N$ゲージ理論に焦点を当てる。 $N$が偶数で十分に大きい奇数の$N_f$に対して、時間反転対称性と$SO(N_f)$フレーバー対称性を課すと、質量ゼロ理論は2つのギャップのある相間の量子臨界点を実現する。 1つは$\mathbb{Z}_N$ワンフォーム対称性が完全に破れ、もう1つは$\mathbb{Z}_2$に破れ、$\mathbb{Z}_{N/2}$位相秩序をもたらす。 我々は、この転移を示す明示的な格子モデルを提供する。 臨界点は強化された対称性を持ち、これには時間反転対称性の非可逆な類似体が含まれる。 $N$と$N_f$がともに奇数の場合、非可逆な時間反転対称性と$SO(N_f)$フレーバー対称性を強制することで、この臨界点は、位相的に秩序立った相と非可逆な時間反転対称性を自発的に破る相との間に出現する可能性があることを示し、一般化された対称性に対する非閉じ込め量子臨界性の類似体を提供する。 |