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| Original Text | 日本語訳 |
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| We study an angular dipole deformation of maximally supersymmetric Yang-Mills theory (SYM) that preserves its classical scale invariance. We show that two-point functions of suitable single trace operators, restricted to an invariant plane, are determined by scaling dimensions computable from an integrable spin chain. This spin chain is a diagonally twisted version of the famous integrable spin chain of SYM. It matches expectations from the dual string theory perfectly, presenting a precision test of holography in this new setting, and an important step to understanding general twisted integrable AdS/CFT. | 我々は、古典的なスケール不変性を保つ最大超対称ヤン＝ミルズ理論（SYM）の角双極子変形を研究する。 不変平面に制限された適切な単一トレース作用素の2点関数が、可積分スピン鎖から計算可能なスケーリング次元によって決定されることを示す。 このスピン鎖は、SYMの有名な可積分スピン鎖の対角ツイスト版である。 これは双対弦理論からの期待に完全に一致し、この新しい設定におけるホログラフィーの精密な検証を提示し、一般的なツイスト可積分AdS/CFTを理解するための重要な一歩となる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Solutions to the strong CP problem based on P or CP symmetries are typically framed using the Lagrangian formalism. In this work, we analyze the strong CP phase in QCD from the Hamiltonian perspective, focusing on the invariance of the Hamiltonian H under P (or a generalized parity operator $\mathcal{P}$). For $\mathcal{P}$ to be a physical symmetry, it must preserve the Hilbert space $\mathcal{H}_\theta$ associated with the $\theta$-vacuum (i.e., $\mathcal{P}: \mathcal{H}_\theta \rightarrow \mathcal{H}_\theta$). This requirement implies that the strong CP phase $\bar{\theta} = \theta + \arg \det M$ must vanish, i.e., $\theta$ must cancel the phase of the quark mass matrix $M$. Equivalently, we show that this condition follows from requiring that parity commute with the large gauge transformation operator of QCD. | P対称性またはCP対称性に基づく強いCP問題の解は、通常、ラグランジアン形式を用いて表される。 本研究では、QCDにおける強いCP相をハミルトニアンの観点から解析し、ハミルトニアンHのP（または一般化パリティ演算子$\mathcal{P}$）に対する不変性に焦点を当てる。 $\mathcal{P}$が物理的対称性を持つためには、$\theta$真空に関連付けられたヒルベルト空間$\mathcal{H}_\theta$（すなわち、$\mathcal{P}: \mathcal{H}_\theta \rightarrow \mathcal{H}_\theta$）を保存する必要がある。 この要件は、強いCP位相 $\bar{\theta} = \theta + \arg \det M$ が消滅しなければならない、つまり $\theta$ がクォーク質量行列 $M$ の位相を打ち消さなければならないことを意味します。 同様に、この条件はパリティがQCDの大きなゲージ変換演算子と交換するという要件から導かれることを示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The computation of gravitational wave scattering on black hole spacetimes is an extremely hard problem, typically requiring approximation schemes which either treat the black hole perturbatively or are only amenable to numerical techniques. In this paper, we consider linearised gravitational waves (or gravitons) scattering on the self-dual analogue of a black hole: namely, the self-dual Taub-NUT metric. Using the hidden integrability of the self-dual sector, we can solve the linearised Einstein equations on these self-dual black hole backgrounds exactly in terms of simple, explicit quasi-momentum eigenstates. Using a description of the self-dual Taub-NUT metric and its gravitons in terms of twistor theory, we obtain an explicit formula, exact in the background, for the tree-level maximal helicity violating graviton scattering amplitude at arbitrary multiplicity, with and without spin. This is obtained from the description of the MHV amplitudes in terms of the perturbation theory of a chiral sigma model whose target is the twistor space of the background. The incorporation of spin effects on these backgrounds is a straightforward application of the Newman-Janis shift. We also demonstrate that the holomorphic collinear splitting functions in the self-dual background are equal to those in flat space so that the celestial symmetry algebra is undeformed. | ブラックホール時空における重力波散乱の計算は極めて困難な問題であり、通常、ブラックホールを摂動的に扱うか、数値計算手法にのみ適用可能な近似手法が必要となる。 本論文では、ブラックホールの自己双対類似体、すなわち自己双対タウブ-NUT計量における線形化重力波（または重力子）の散乱を考察する。 自己双対セクターの隠れた積分可能性を用いることで、これらの自己双対ブラックホール背景上の線形化アインシュタイン方程式を、単純かつ明示的な準運動量固有状態を用いて正確に解くことができる。 自己双対Taub-NUT計量とその重力子をツイスター理論で記述することにより、任意の多重度（スピンの有無に関わらず）におけるツリーレベルの最大ヘリシティ非保存重力子散乱振幅に対する、背景において正確な明示的な式を得る。 これは、背景のツイスター空間を標的とするカイラルシグマ模型の摂動論によるMHV振幅の記述から得られる。 これらの背景へのスピン効果の組み込みは、ニューマン-ジャニスシフトの直接的な応用である。 また、自己双対背景における正則共線的分割関数は平坦空間におけるものと等しく、天体対称性代数は変形されないことを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Constraints on the cosmological parameters of Torsion Condensation (TorC) are investigated using Planck 2018 Cosmic Microwave Background data. TorC is a case of Poincar\'e gauge theory -- a formulation of gravity motivated by the gauge field theories underlying fundamental forces in the standard model of particle physics. Unlike general relativity, TorC incorporates intrinsic torsion degrees of freedom while maintaining second-order field equations. At specific parameter values, it reduces to the $\Lambda$CDM model, providing a natural extension to standard cosmology. The base model of TorC introduces two parameters beyond those in $\Lambda$CDM: the initial value of the torsion scalar field and its time derivative -- one can absorb the latter by allowing the dark energy density to float. To constrain these parameters, `PolyChord` nested sampling algorithm is employed, interfaced via `Cobaya` with a modified version of `CAMB`. Our results indicate that TorC allows for a larger inferred Hubble constant, offering a potential resolution to the Hubble tension. Tension analysis using the $R$-statistic shows that TorC alleviates the statistical tension between the Planck 2018 and SH0Es 2020 datasets, though this improvement is not sufficient to decisively favour TorC over $\Lambda$CDM in a Bayesian model comparison. This study highlights TorC as a compelling theory of gravity, demonstrating its potential to address cosmological tensions and motivating further investigations of extended theories of gravity within a cosmological context. As current and upcoming surveys -- including Euclid, Roman Space Telescope, Vera C. Rubin Observatory, LISA, and Simons Observatory -- deliver data on gravity across all scales, they will offer critical tests of gravity models like TorC, making the present a pivotal moment for exploring extended theories of gravity. | プランク宇宙マイクロ波背景放射2018のデータを用いて、ねじれ凝縮（TorC）の宇宙論パラメータへの制限を調べた。 TorCはポアンカレ・ゲージ理論（素粒子物理学の標準モデルにおける基本的な力の基盤となるゲージ場理論に着想を得た重力の定式化）の一例である。 一般相対論とは異なり、TorCは2次の場の方程式を維持しながら、固有のねじれ自由度を取り入れている。 特定のパラメータ値において、TorCは$\Lambda$CDMモデルに帰着し、標準宇宙論への自然な拡張を提供する。 TorCの基本モデルは、$\Lambda$CDMのパラメータに加えて、ねじれスカラー場の初期値とその時間微分という2つのパラメータを導入する。 後者は、ダークエネルギー密度を浮動させることで吸収することができる。 これらのパラメータを制限するために、`PolyChord`ネストサンプリングアルゴリズムが採用され、`Cobaya`を介して`CAMB`の修正版とインターフェースされている。 我々の結果は、TorCがより大きなハッブル定数の推定を可能にし、ハッブル・テンションの潜在的な解決策となることを示している。 $R$統計量を用いたテンション解析は、TorCがPlanck 2018データセットとSH0Es 2020データセット間の統計的テンションを緩和することを示しているが、この改善はベイズモデルの比較において$\Lambda$CDMよりもTorCを決定的に有利にするには不十分である。 本研究は、TorCが魅力的な重力理論であることを強調し、宇宙論的テンションに対処する可能性を示し、宇宙論的文脈における拡張重力理論のさらなる研究を促すものである。 ユークリッド宇宙望遠鏡、ローマ宇宙望遠鏡、ヴェラ・C・ルビン天文台、LISA、シモンズ天文台など、現在および今後の探査によって、あらゆるスケールの重力に関するデータが得られるため、TorCのような重力モデルの重要な検証が可能となり、現在は重力の拡張理論を探求する上で極めて重要な時期となっています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct a 1-parameter family of Ramond-Ramond fluxes supporting the elliptic $\mathrm{AdS}_3 \times \mathrm{S}^3 \times \mathrm{T}^4$ metric with constant dilaton and preserving 8 of the 16 supercharges of the undeformed background. On the supersymmetric locus, we compute the tree-level worldsheet S-matrix in uniform light-cone gauge up to quadratic order in fermions and find that it non-trivially satisfies the classical Yang-Baxter equation. Moreover, imposing classical integrability and symmetries, we conjecture compatible processes quartic in fermions. We also investigate different limits of interest, including trigonometric deformations and the limit to the $\mathrm{AdS}_2 \times \mathrm{S}^2 \times \mathrm{T}^6$ superstring. Our results provide strong evidence for a supersymmetric and integrable elliptic deformation of the $\mathrm{AdS}_3 \times \mathrm{S}^3 \times \mathrm{T}^4$ superstring supported by Ramond-Ramond flux and a constant dilaton. | 定数ディラトンを持ち、非変形背景の16個の超荷電のうち8個を保存する、楕円型$\mathrm{AdS}_3 \times \mathrm{S}^3 \times \mathrm{T}^4$計量を支持する1パラメータのラモンド・ラモンドフラックス族を構成する。 超対称軌跡上で、フェルミオンの2次オーダーまで均一光円錐ゲージにおけるツリーレベル世界面S行列を計算し、それが古典的なヤン・バクスター方程式を非自明に満たすことを見出す。 さらに、古典的な積分可能性と対称性を課すことで、フェルミオンの4次オーダーの両立する過程を予想する。 また、三角関数の変形や$\mathrm{AdS}_2 \times \mathrm{S}^2 \times \mathrm{T}^6$超弦の極限など、興味深い様々な極限についても調べます。 私たちの結果は、ラモンド・ラモンドフラックスと定数ディラトンによって裏付けられた、$\mathrm{AdS}_3 \times \mathrm{S}^3 \times \mathrm{T}^4$超弦の超対称かつ積分可能な楕円変形の強力な証拠を提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The role of open strings is investigated in the context of AdS$_{3}$ flux vacua arising from type IIB orientifold reductions. On the one hand, contrary to expectations, the perturbative stability of certain recently found non-supersymmetric AdS$_{3}$ flux vacua is shown to be robust under fluctuations of the open-string moduli. On the other hand, a wealth of new perturbatively stable AdS$_{3}$ flux vacua appears as a consequence of the non-trivial dynamics of open-string moduli. We also comment on the issue of scale separation in these AdS$_{3}$ flux vacua. | 開いた弦の役割を、IIB型オリエンティフォールド縮約から生じるAdS$_{3}$フラックス真空の文脈において調べる。 一方では、予想に反して、最近発見された非超対称AdS$_{3}$フラックス真空の摂動安定性は、開いた弦のモジュライの揺らぎに対してロバストであることが示される。 他方では、開いた弦のモジュライの非自明なダイナミクスの結果として、摂動的に安定な新しいAdS$_{3}$フラックス真空が多数出現する。 これらのAdS$_{3}$フラックス真空におけるスケール分離の問題についてもまたコメントする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a new particle model that describes the dynamics of a $4D,$ $\mathcal{N}{=}\,1$ continuous spin particle in $AdS_4$ superspace and is a generalization of the continuous-spin superparticle model in flat $4D$, $\mathcal{N}{=}\,1$ superspace proposed in 2506.19709 [hep-th]. The model is described by $4D$, $\mathcal{N}{=}\,1$ superspace coordinates together with commuting spinor additional variables, which are inherent ingredients of continuous spin models. The Lagrangian and the system of four bosonic and four fermionic phase space constraints are derived. The consistency condition for constraints imposes a restriction on supergeometry to be $AdS$ superpace. It is shown that the bosonic constraints are first-class constraints. A covariant procedure based on the use of additional variables is developed to divide the four fermionic constraints into first and second classes. It is proved that, unlike the flat case, only one fermionic constraint is a first-class constraint, while the other three are second-class constraints. In the flat limit, one of these second-class constraints becomes a first-class one. | 我々は、$AdS_4$ 超空間における $4D$, $\mathcal{N}{=}\,1$ 連続スピン粒子のダイナミクスを記述する新しい粒子モデルを提示する。 これは、2506.19709 [hep-th] で提案された平坦な $4D$, $\mathcal{N}{=}\,1$ 超空間における連続スピン超粒子モデルの一般化である。 このモデルは、連続スピンモデルの固有の構成要素である可換なスピナー変数または付加変数とともに、$4D$, $\mathcal{N}{=}\,1$ 超空間座標によって記述される。 ラグランジアンと、4つのボソン的位相空間制約と4つのフェルミオン的位相空間制約の系を導出する。 制約の無矛盾条件は、超幾何学が $AdS$ 超空間であるという制約を課す。 ボソン的制約は第一級制約であることが示される。 追加変数を用いた共変手続きを用いて、4つのフェルミオン制約を第一種と第二種に分割する。 平坦な場合とは異なり、フェルミオン制約のうち1つだけが第一種制約であり、他の3つは第二種制約であることが証明される。 平坦極限では、これらの第二種制約の1つが第一種制約となる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Planar parts of conformal dimensions of primary operators in $U_k(N) \times U_{-k}(N)$ ABJM theory are controlled by integrability. Strong coupling asymptotics of planar dimensions of operators with large spins can be found from the energy of semiclassical strings in AdS$_{4}\times$CP$^3$ but computing non-planar corrections requires understanding higher genus string corrections. As was pointed out in arXiv:2408.10070, there is an alternative way to find the non-planar corrections by quantizing M2 branes in AdS$_{4}\times S^7/\mathbb{Z}_{k}$ which are wrapped around the 11d circle of radius $1/k= \lambda/N$ and generalize spinning strings in AdS$_4\times$CP$^3$. Computing the 1-loop correction to the energy of M2 brane that corresponds to the long folded string with large spin $S$ in AdS$_4$ allowed to obtain a prediction for the large $\lambda$ limit of non-planar corrections to the cusp anomalous dimension. Similar predictions were found for non-planar dimensions of operators dual to M2 branes that generalize the ''short'' and ''long'' circular strings with two equal spins $J_1=J_2$ in CP$^3$. Here we consider two more non-trivial examples of 1-loop M2 brane computations that correspond to: (i) long folded string with large spin $S$ in AdS$_4$ and orbital momentum $J$ in CP$^3$ whose energy determines the generalized cusp anomalous dimension, and (ii) circular string with spin $S$ in AdS$_4$ and spin $J$ in CP$^3$. We find the leading terms of the expansion of the corresponding 1-loop M2 brane energies in $1/k$. We also discuss similar semiclassical 1-loop M2 brane computation in flat 11d background and comment on possible relation to higher genus corrections to energies in 10d string theory. | $U_k(N) \times U_{-k}(N)$ ABJM理論における基本作用素の共形次元の平面部分は積分可能性によって制御されます。 大きなスピンを持つ作用素の平面次元の強結合漸近挙動は、AdS$_{4}\times$CP$^3$における半古典弦のエネルギーから求めることができますが、非平面補正を計算するには、高種数の弦補正を理解する必要があります。 arXiv:2408.10070で指摘されているように、非平面補正を求める別の方法として、半径$1/k=\lambda/N$の11次元円に巻き付けられたAdS$_{4}\times S^7/\mathbb{Z}_{k}$のM2膜を量子化し、AdS$_4\times$CP$^3$における回転弦を一般化する方法があります。 AdS$_4$における大きなスピン$S$を持つ長い折り畳まれた弦に対応するM2ブレーンのエネルギーに対する1ループ補正を計算することで、カスプ異常次元に対する非平面補正の大きな$\lambda$極限の予測を得ることができた。 同様の予測は、CP$^3$における2つの等しいスピン$J_1=J_2$を持つ「短い」円形弦と「長い」円形弦を一般化する、M2ブレーンの双対演算子の非平面次元についても得られた。 ここでは、1ループM2ブレーン計算のさらに2つの非自明な例を考察する。 これらは、(i) AdS$_4$ の大きなスピン $S$ と CP$^3$ の軌道運動量 $J$ を持つ長い折り畳み弦（そのエネルギーが一般化カスプ異常次元を決定する）、および(ii) AdS$_4$ のスピン $S$ と CP$^3$ のスピン $J$ を持つ円形弦に対応する。 対応する1ループM2ブレーンエネルギーの展開の主要項を $1/k$ で求める。 また、平坦な11次元背景における同様の半古典的1ループM2ブレーン計算についても議論し、10次元弦理論におけるエネルギーに対する高種数補正との関連についてコメントする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Perturbations of the Kerr black hole are notoriously difficult to describe in the metric formalism and are usually studied in terms of perturbations of the Weyl scalars. In this work, we focus on the algebraically special linear perturbations (ASLP) of the Kerr geometry and show how one can describe this subsector of the perturbations solely using the metric formulation. To that end, we consider the most general twisting algebraically special solution space of vacuum General Relativity. By linearizing around the Kerr solution, we obtain two coupled partial differential wave equations describing the dynamics of the Kerr ASLP. We provide an algorithm to solve them analytically in the small spin approximation up to third order, providing the first exact solution of this kind in the metric formulation. Then, we use this framework to study the stationary zero modes of the Kerr geometry. We present the exact analytical form of the shifts in mass and spin together with the required change of coordinates needed to identify them. Finally, we also provide for the first time closed expressions for the solution-generating perturbations generating the NUT and acceleration charges, thus deforming the Kerr solution to the linearized Kerr-NUT and spinning C-metric. These results provide a first concrete and rare example of perturbations of the Kerr black hole which can be treated entirely in the metric formulation. They can serve as a useful testbed to search for hidden symmetries of the Kerr perturbations. | カーブラックホールの摂動は計量形式論で記述することが非常に困難であることで知られており、通常はワイルスカラーの摂動として研究される。 本研究では、カー幾何学の代数的特殊線型摂動（ASLP）に焦点を当て、この摂動のサブセクターを計量形式論のみを用いてどのように記述できるかを示す。 そのために、真空一般相対論の最も一般的なねじれ代数的特殊解空間を考察する。 カー解の周りを線型化することにより、カーASLPのダイナミクスを記述する2つの結合偏微分波動方程式を得る。 我々は、これらを小スピン近似で3次まで解析的に解くアルゴリズムを提供し、計量形式論におけるこの種の最初の厳密解を与える。 次に、この枠組みを用いてカー幾何学の定常零モードを研究する。 質量とスピンのシフトの正確な解析形式と、それらを識別するために必要な座標変換を示す。 最後に、我々はNUTと加速電荷を生成する解生成摂動に対する閉じた表現式を初めて与え、カー解を線形化カーNUTと回転C計量へと変形する。 これらの結果は、計量定式化で完全に扱えるカーブラックホールの摂動の、具体的かつ稀有な最初の例を提供する。 これらは、カー摂動の隠れた対称性を探索するための有用なテストベッドとして機能する可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This work presents a new black hole solution within the framework of a non-commutative gauge theory applied to Kalb-Ramond gravity. Using the method recently proposed in the literature [Nucl.Phys.B 1017 (2025) 116950], we employ the Moyal twist $\partial_r \wedge \partial_\theta$ to implement non-commutativity, being encoded by parameter $\Theta$. We begin by verifying that the resulting black hole no longer possesses spherical symmetry, while the event horizon remains unaffected by non-commutative corrections. The Kretschmann scalar is computed to assess the corresponding regularity. It turns out that the solution is regular, provided that the Christoffel symbols and related quantities are not expanded to second order in $\Theta$. We derive the thermodynamic quantities, including the Hawking temperature $T^{(\Theta,\ell)}$, entropy $S^{(\Theta,\ell)}$, and heat capacity $C_V^{(\Theta,\ell)}$. The remnant mass $M_{\text{rem}}$ is estimated by imposing $T^{(\Theta,\ell)} \to 0$, although the absence of a physical remnant indicates complete evaporation. Quantum radiation for bosons and fermions is analyzed via the tunneling method, where divergent integrals are treated using the residue theorem. Notably, in the low-frequency regime, the particle number density for bosons surpasses that of fermions (at least within the scope of the methods considered here). The effective potential for a massless scalar field is obtained perturbatively, enabling the computation of quasinormal modes and the time-domain profiles. Finally, further bounds on $\Theta$ and $\ell$ (Lorentz-violating paramter) are derived from solar system tests, including the perihelion precession of Mercury, light deflection, and the Shapiro time delay. | 本研究では、カルブ・ラモンド重力に適用される非可換ゲージ理論の枠組みの中で、新たなブラックホール解を提示する。 文献[Nucl.Phys.B 1017 (2025) 116950]で最近提案された手法を用いて、モヤルツイスト$\partial_r \wedge \partial_\theta$を用いて非可換性を実装し、パラメータ$\Theta$で符号化する。 まず、結果として得られるブラックホールが球対称性を持たなくなる一方で、事象の地平線が非可換補正の影響を受けないことを確認する。 対応する正則性を評価するために、クレッチマンスカラーを計算する。 クリストッフェル記号および関連量が$\Theta$に関して2次展開されていない限り、解は正則であることがわかった。 ホーキング温度$T^{(\Theta,\ell)}$、エントロピー$S^{(\Theta,\ell)}$、熱容量$C_V^{(\Theta,\ell)}$を含む熱力学量を導出する。 残留質量$M_{\text{rem}}$は、$T^{(\Theta,\ell)}を0とすることで推定されるが、物理的な残留質量が存在しないことは完全な蒸発を意味する。 ボソンとフェルミオンの量子放射はトンネル法によって解析され、発散積分は留数定理を用いて扱われる。 特に、低周波数領域では、ボソンの粒子数密度はフェルミオンのそれを上回る（少なくともここで検討した手法の範囲内では）。 質量ゼロのスカラー場に対する有効ポテンシャルは摂動的に得られ、準正規モードと時間領域プロファイルの計算が可能になります。 最後に、水星の近日点歳差運動、光の偏向、シャピロ時間遅延などの太陽系テストから、$\Theta$と$\ell$（ローレンツ対称性を破るパラメータ）のさらなる上限が導出されます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The IKKT matrix model has been investigated as a promising nonperturbative formulation of superstring theory. One of the recent developments concerning this model is the discovery of the dual supergravity solution corresponding to the model obtained after supersymmetry-preserving mass deformation, which is dubbed the polarized IKKT model. Here we perform Monte Carlo simulations of this model in the case of matrix size N = 2 for a wide range of the deformation parameter Omega. While we reproduce precisely the known result for the partition function obtained by the localization method developed for supersymmetric theories, we also calculate the observables, which were not accessible by previous work, in order to probe the spacetime structure emergent from the dominant matrix configurations. In particular, we find that the saddle point corresponding to the original IKKT model is smoothly connected to the saddle represented by the fuzzy sphere dominant at large Omega, whereas the dominant configurations become diverging commuting matrices at small Omega. | IKKT行列模型は、超弦理論の有望な非摂動論的定式化として研究されてきた。 この模型に関する最近の進展の一つは、超対称性保存質量変形後に得られる模型に対応する双対超重力解の発見であり、これは偏極IKKT模型と呼ばれる。 本研究では、行列サイズN = 2の場合、変形パラメータΩの広い範囲にわたってこの模型のモンテカルロシミュレーションを実行する。 超対称理論のために開発された局在法によって得られる分配関数の既知の結果を正確に再現する一方で、支配的な行列配置から生じる時空構造を調べるために、これまでの研究ではアクセスできなかった観測量も計算する。 特に、元のIKKTモデルに対応する鞍点は、オメガが大きい場合に支配的なファジィ球で表される鞍点に滑らかに接続されるのに対し、オメガが小さい場合には支配的な構成は発散する可換行列になることがわかります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Previous studies of linearized stability of asymptotically flat Euclidean axion wormholes found that symmetric modes suffered from divergences. We show that such divergences were an artifact of a particular way of solving the constraints, and that a full treatment leads to finite actions for such modes. The modes must thus be included in a stability analysis. However, since the action for these modes turns out to be positive, this turns out not to affect previous statements about stability of axion wormholes. We also introduce a technique that allows us to show this positivity at a pseudo-analytic level that avoids heavy numerics. Our techniques should be useful to future studies of stabilities of other wormholes as well. | 漸近平坦ユークリッド・アクシオンワームホールの線形安定性に関するこれまでの研究では、対称モードは発散することが明らかになっている。 我々は、このような発散は制約条件を解く特定の方法によるものであり、完全な処理はこのようなモードに対する有限の作用をもたらすことを示す。 したがって、これらのモードは安定性解析に含める必要がある。 しかし、これらのモードに対する作用は正であることが判明したため、これはアクシオンワームホールの安定性に関するこれまでの主張に影響を与えないことが判明した。 また、この正性を擬似解析レベルで示すことで、膨大な数値計算を回避できる手法も紹介する。 我々の手法は、他のワームホールの安定性に関する将来の研究にも有用となるはずである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| I carry out numerical scattering calculations against a family of finite-length one-dimensional point-like arrangements of atoms, $\chi(x)$, related to the distribution of prime numbers by a shift operation making the atomic density approximately constant. I show how the Riemann Zeta Function (RZF) naturally parameterizes the analytic structure of the scattering amplitude and give numerical results. | 原子密度を近似的に一定にするシフト演算によって素数の分布と関連付けられた、有限長の1次元点状原子配列族$\chi(x)$に対する数値散乱計算を行う。 リーマンゼータ関数(RZF)が散乱振幅の解析的構造を自然にパラメータ化する方法を示し、数値結果を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we study the dynamical connection between the surface growth scheme and the conformal field theory with $T\bar{T}$ deformation. By utilizing the extended one-shot entanglement distillation tensor network, we find that the iterative growth, i.e. radial evolution of homogenous and isotropic bulk minimal surfaces in asymptotically anti-de Sitter (AdS) spacetime can be mapped to the $T\bar{T}$ operator flow driven by the deformation parameter. Our results show that the $T\bar{T}$ deformation can provide a dynamical mechanism for the surface growth in asymptotically AdS spacetime, which may shed light on reconstructing bulk gravitational dynamics from the surface growth scheme. | 本論文では、表面成長スキームと$T\bar{T}$変形を伴う共形場理論との間の力学的関係を研究する。 拡張されたワンショットエンタングルメント蒸留テンソルネットワークを用いることで、漸近反ド・ジッター（AdS）時空における均質かつ等方的なバルク極小曲面の反復成長、すなわち動径方向発展が、変形パラメータによって駆動される$T\bar{T}$演算子フローに写像できることを見出した。 我々の結果は、$T\bar{T}$変形が漸近AdS時空における表面成長の動的メカニズムを提供できることを示し、これは表面成長スキームからバルク重力ダイナミクスを再構築する上で光明となる可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Cosmological Gravitational Wave Background (CGWB) anisotropies contain valuable information about the physics of the early universe. Given that General Relativity is intrinsically nonlinear, it is important to look beyond first-order contributions in cosmological perturbations. In this work, we present a non-perturbative approach for the computation of CGWB anisotropies at large scales, providing the extension of the initial conditions and the Sachs-Wolfe effect for the CGWB, which encodes the full non-linearity of the scalar metric perturbations. We also derive the non-perturbative expression for three-point correlation of the gravitational wave energy density perturbation in the case of an inflationary CGWB with a scale-invariant power spectrum and negligible primordial non-Gaussianity. We show that, under such conditions, the gravitational wave energy density perturbations are lognormally distributed, leading to an interesting effect such as intermittency. | 宇宙論的重力波背景放射（CGWB）の異方性は、初期宇宙の物理に関する貴重な情報を含んでいる。 一般相対論は本質的に非線形であることを考えると、宇宙論的摂動における一次の寄与を超えて考察することが重要である。 本研究では、大規模スケールにおけるCGWB異方性の計算のための非摂動論的アプローチを提示し、初期条件の拡張と、スカラー計量摂動の完全な非線形性を符号化するCGWBに対するサックス・ウォルフェ効果を与える。 また、スケール不変のパワースペクトルと無視できる原始的非ガウス性を持つインフレーションCGWBの場合の、重力波エネルギー密度摂動の3点相関の非摂動論的表現を導出する。 このような条件下では、重力波エネルギー密度の摂動は対数正規分布し、間欠性などの興味深い効果をもたらすことを示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Exploring potential empirical manifestations of quantum gravity is a challenging pursuit. In this study, we utilise a lattice representation of a (2+1)D massive gravity toy model interacting with Dirac fermions that can support specific spacetime fluctuations. We focus on the evolution of the fermion's spin due to its coupling to spacetime fluctuations. To monitor their dynamics a minimal model is required that comprises two bosonic modes describing spacetime geometry fluctuations coupled with the spin of the fermion. A possible emulation of this system involves encoding spin degrees of freedom in an atom coupled with a bimodal optical cavity that provides the two bosonic modes. We observe diverse spin evolution patterns based on its interaction with fluctuating spacetime geometry. Our proposal introduces a novel approach for modelling the effect of interactions between quantum gravity and matter that can be probed with current technology. | 量子重力の潜在的な経験的発現を探求することは、挑戦的な探求です。 本研究では、特定の時空変動をサポートできるディラックフェルミオンと相互作用する(2+1)次元の質量を持つ重力トイモデルの格子表現を利用します。 フェルミオンのスピンが時空変動と結合することによってどのように発展するかに注目します。 そのダイナミクスを監視するには、フェルミオンのスピンと結合した時空構造の変動を記述する2つのボソンモードからなる最小モデルが必要です。 このシステムの可能なエミュレーションは、2つのボソンモードを提供するバイモーダル光共振器と結合した原子のスピン自由度を符号化することです。 変動する時空構造との相互作用に基づいて、多様なスピン発展パターンを観測します。 本提案は、現在の技術で探査可能な、量子重力と物質との相互作用の影響をモデル化する新しいアプローチを導入します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In general relativity, the Einstein equations provide spherically symmetric static spacetimes with dynamics defined as an evolution along the radial coordinate $r$. The geometrical sector becomes a one-dimensional mechanical system, with the Misner-Sharp mass and lapse as canonically conjugate variables, and a vanishing Hamiltonian for pure gravity. Coupling classical or quantum matter fields, or introducing (quantum) corrections to general relativity, then generate a non-vanishing effective Hamiltonian, leading to non-trivial evolutions of the mass and lapse. We illustrate this mechanism through various examples of classical matter fields and identify Hamiltonians describing the effective dynamics of gravity coupled to perfect fluids with linear barotropic equation of state. Finally, we derive effective Hamiltonians that reproduce the gravitational semi-classical dynamics coupled to renormalized quantum matter fields and discuss the conditions for which the singularity at $r=0$ is resolved. In particular, we find a singularity-free black-hole-like solution, stabilized by quantum matter, smoothly transitioning from a bulk with constant negative Ricci scalar to the standard outside Schwarzschild metric. This opens new possibilities for the modeling of both semi-classical corrections and deep quantum effects on the interior structure of self-gravitating compact objects and black holes. | 一般相対論では、アインシュタイン方程式は球対称の静的時空を与え、そのダイナミクスは動径座標$r$に沿った発展として定義される。 幾何学的セクターは1次元の力学系となり、ミスナー・シャープ質量と減衰は標準共役変数として、純粋重力のハミルトニアンがゼロとなる。 古典物質場または量子物質場を結合するか、一般相対論に（量子）補正を導入すると、ゼロにならない有効ハミルトニアンが生成され、質量と減衰の非自明な発展が生じる。 我々はこのメカニズムを様々な古典物質場の例を用いて説明し、線形順圧状態方程式を持つ完全流体と結合した重力の有効ダイナミクスを記述するハミルトニアンを特定する。 最後に、繰り込まれた量子物質場と結合した重力の半古典的ダイナミクスを再現する有効ハミルトニアンを導出し、r = 0における特異点が解決される条件について議論する。 特に、量子物質によって安定化された、特異点のないブラックホールのような解が、一定の負のリッチスカラーを持つバルクから標準的なシュワルツシルト計量外部へと滑らかに遷移することを見出す。 これは、自己重力コンパクト天体およびブラックホールの内部構造に対する半古典的補正と深い量子効果の両方をモデリングする新たな可能性を開く。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we investigate the $\kappa$-deformed theory of a spin-1/2 field. We construct an action that is Poincar\'e invariant and analyze its consequences within the deformed framework. Our results confirm the findings of our recent analysis of the $\kappa$-deformed scalar field, where we established that there is no action invariant under both Poincar\'e symmetry and charge conjugation in the $\kappa$-deformed case. Furthermore, we present an explicit calculation of the Noether charges associated with Poincar\'e symmetry and show that their algebra closes, demonstrating the internal consistency of the theory. | 本論文では、スピン1/2場の$\kappa$変形理論を考察する。 ポアンカレ不変な作用を構築し、変形された枠組みの中でその帰結を解析する。 我々の結果は、$\kappa$変形スカラー場に関する最近の解析結果を裏付けるものである。 その解析では、$\kappa$変形の場合、ポアンカレ対称性と荷電共役の双方において作用不変な式は存在しないことを示した。 さらに、ポアンカレ対称性に伴うノイザー荷電の明示的な計算を提示し、その代数が閉じていることを示し、理論の内部整合性を証明する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Einstein's equivalence principle suggests a deep connection between matter and spacetime, prompting the question: if matter violates parity, must gravity? This letter explores the detection of parity violation in gravity using gravitational wave (GW) memory. Gravitational parity violation could be observable through GW amplitude birefringence and large-scale structure correlations. With improved sensitivity, next-generation GW detectors offer unprecedented opportunities to probe these effects. We propose that the integrated cosmological memory (ICM) of GWs, amplified over cosmological distances, can enhance faint parity-violating signatures. Specifically, if GWs from astrophysical events have differing polarization amplitudes, as in Chern-Simons gravity, ICM significantly amplifies this disparity. ICM uniquely and independently allows us to test fundamental symmetries, constrain gravity parameters, and gain insights into the interplay of particle physics, cosmology and gravity. | アインシュタインの等価性原理は物質と時空の間に深いつながりがあることを示唆しており、次のような疑問を提起する。 物質がパリティを破るならば、重力もパリティを破るのだろうか？ 本稿では、重力波（GW）メモリを用いた重力におけるパリティ破れの検出について考察する。 重力パリティ破れは、重力波振幅複屈折と大規模構造相関を通して観測できる可能性がある。 感度が向上した次世代重力波検出器は、これらの効果を調査する前例のない機会を提供する。 我々は、宇宙論的距離にわたって増幅された重力波の統合宇宙論メモリ（ICM）が、微弱なパリティ破れの兆候を増強できると提案する。 具体的には、チャーン・サイモンズ重力のように、天体物理学的事象由来の重力波が異なる偏光振幅を持つ場合、ICMはこの差異を著しく増幅する。 ICMは、独自の方法で 基本的な対称性を検証し、重力パラメータを制限し、素粒子物理学、宇宙論、重力の相互作用についての洞察を得ることを可能にします。 |
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| The quark mixing (CKM) matrix is near-diagonal, whereas the lepton mixing (PMNS) matrix is not. We learn that both observations can generically be explained within an ultraviolet completion of the Standard Model with gravity. We find that certain relations between CKM matrix elements should hold approximately because of asymptotically safe regimes, including $|V_{ud}|^2+|V_{us}|^2 \approx 1$ and $|V_{cd}|^2+|V_{cs}|^2\approx 1$. Theoretically, the accuracies of these relations determine the length of the asymptotically safe regimes. Experimental data confirms these relations with an accuracy of $10^{-5}$ and $10^{-3}$, respectively. This difference in accuracies is also expected, because the ultraviolet completion consists in a fixed-point cascade during which one relation is established already much deeper in the ultraviolet. This results in $|V_{ub}|^2 < |V_{cb}|^2$ and translates into measurable properties of $B$-mesons. Similar results would hold for the PMNS matrix, if neutrino Yukawa couplings were large. The ultraviolet complete theory therefore must -- and in fact can -- avoid such an outcome. It contains a mechanism that dynamically limits the size of neutrino Yukawa couplings. Below an upper bound on the sum of Dirac neutrino masses, this allows the PMNS matrix to avoid a near-diagonal structure like the CKM matrix. Thus, large neutrino mixing is intimately tied to small Dirac neutrino masses, $\sum m_{\nu} \lesssim {\mathcal{O}} (1)\, \rm eV$ and a mass gap in the Standard Model fermion masses. | クォーク混合行列（CKM）は近似対角行列であるのに対し、レプトン混合行列（PMNS）はそうではありません。 どちらの観測結果も、重力を含む標準模型の紫外完備化によって一般的に説明できることが分かりました。 CKM行列要素間の特定の関係は、$|V_{ud}|^2+|V_{us}|^2 \approx 1$ および $|V_{cd}|^2+|V_{cs}|^2\approx 1$ などの漸近安全領域の存在により、近似的に成立するはずです。 理論的には、これらの関係の精度が漸近安全領域の長さを決定します。 実験データは、これらの関係をそれぞれ $10^{-5}$ および $10^{-3}$ の精度で裏付けています。 この精度の違いは、紫外完全化が固定点カスケードから成り、その間に一つの関係が紫外域のはるか深部で既に確立されているため、予想されたものである。 この結果、$|V_{ub}|^2 < |V_{cb}|^2$ となり、B中間子の測定可能な特性につながる。 ニュートリノ湯川結合が大きい場合、PMNS行列についても同様の結果が得られる。 したがって、紫外完全化理論はこのような結果を回避しなければならないし、実際に回避できる。 この理論には、ニュートリノ湯川結合の大きさを動的に制限するメカニズムが含まれている。 ディラックニュートリノ質量の和の上限以下では、このメカニズムによりPMNS行列はCKM行列のような近対角構造を回避することができる。 このように、大きなニュートリノ混合は、小さなディラックニュートリノ質量、$\sum m_{\nu} \lesssim {\mathcal{O}} (1)\, \rm eV$、および標準模型のフェルミオン質量における質量ギャップと密接に結びついています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The black hole information paradox has been an important problem in quantum gravity. In the study of evaporating black hole, it has been proposed that the holographic map between the semi-classical effective description in bulk and the fundamental description in boundary cannot be isometric. In this work, we would like to study the reflected entropy in an evaporating black hole model through non-isometric holographic map. We assume that the evaporating is slowly enough that it makes sense to ascribe a slowly varying temperature to the Hawking radiation. We then introduce a two-sided black hole model to canonically purify the semi-classical state. The holographic map to the fundamental description is non-isometric and defined by a Haar random unitary matrix. We show that the entanglement entropy of the radiation in the model matches the result read from the quantum extremal surface formula and agrees with the Page curve. Furthermore, we study the reflected entropies between different regions, including the one between the black holes on different sides, the one between the radiations distributed symmetrically but disconnectedly, and the one between the black hole and the radiation on single side. Our results are consistent with the existing ones based on the effective descriptions. | ブラックホール情報パラドックスは量子重力において重要な問題である。 蒸発ブラックホールの研究では、バルクにおける半古典的有効記述と境界における基本記述との間のホログラフィック写像は等長的ではないことが提案されている。 本研究では、非等長ホログラフィック写像を用いて、蒸発ブラックホール模型における反射エントロピーを調べる。 蒸発は十分に遅いため、ホーキング放射にゆっくりと変化する温度を帰属させることが合理的であると仮定する。 次に、半古典的状態を正準的に精製するために、両面ブラックホール模型を導入する。 基本記述へのホログラフィック写像は非等長的であり、ハールランダムユニタリ行列によって定義される。 この模型における放射のエンタングルメントエントロピーは、量子極限曲面公式から読み取られた結果と一致し、ペイジ曲線と一致することを示す。 さらに、異なる領域間の反射エントロピー、すなわち、異なる側にあるブラックホール間の反射エントロピー、対称的だが分離して分布する放射間の反射エントロピー、そしてブラックホールと片側にある放射間の反射エントロピーを調べた。 我々の結果は、有効記述に基づく既存の結果と整合している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Quantum algorithms are a promising framework for unfolding the causal configurations of multiloop Feynman diagrams, which is equivalent to querying the \textit{directed acyclic graph} (DAG) configurations of undirected graphs in graph theory. In this paper, we present a quantum algorithm for querying in both types of applications, using a systematic and sparing logic in the design of an oracle operator. The construction of the quantum oracle is based exclusively on multicontrolled Toffoli (MCX) gates and quantum NOT (Pauli-$X$) gates. The efficiency of the algorithm is evaluated by comparison with a quantum algorithm based on binary clauses. Furthermore, we analyse the impact of traspilation and introduce an appropriate metric to assess the complexity of the algorithm, the \emph{quantum circuit area}. We explicitly analyse three-, four- and five-eloop topologies, which have not previously been explored due to their higher complexity and the current limitations of quantum simulators. | 量子アルゴリズムは、多重ループ・ファインマン図の因果構成を解明するための有望な枠組みであり、これはグラフ理論における無向グラフの\textit{有向非巡回グラフ} (DAG) 構成の照会と同等である。 本稿では、オラクル演算子の設計において体系的かつ省スペースな論理を用いることで、両方のタイプのアプリケーションで照会を行うための量子アルゴリズムを提示する。 量子オラクルの構成は、多重制御トフォリ (MCX) ゲートと量子 NOT (Pauli-$X$) ゲートのみに基づいている。 このアルゴリズムの効率は、2項節に基づく量子アルゴリズムとの比較によって評価される。 さらに、トラスピレーションの影響を分析し、アルゴリズムの複雑さを評価するための適切な指標である\emph{量子回路面積}を導入する。 我々は、これまでその複雑さの高さと量子シミュレータの限界のために研究されてこなかった3、4、5ループのトポロジーを明示的に解析します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The chiral SYK model is an 1 + 1 dimensional generalisation of the Sachdev-Ye-Kitaev model with chiral Majorana fermions. The Dyson-Schwinger equation of the model is exactly solvable in the large-N limit, leading to an exact analytic solution of the two-point function valid across all energy scales. We consider two chiral SYK systems coupled by a quadratic interaction that explicitly breaks the scaling and time reversal symmetry. We compute the two-point function analytically by solving the Dyson-Schwinger equations perturbatively when the two systems are weakly coupled. We find that the system does not acquire a mass gap unlike the 0+1 dimensional coupled SYK model. The leading correction to thermal free energy is independent of temperature and the ground state entropy remains the same as the entropy of 2N free chiral Majorana fermions. The coupled model can be realised as a gapless edge theory of 2+1 dimensional gapped topological condensed matter systems that do not preserve scaling and time reversal symmetry. | カイラルSYKモデルは、カイラルマヨラナフェルミオンを含むSachdev-Ye-Kitaevモデルの1 + 1次元一般化である。 このモデルのダイソン・シュウィンガー方程式は大N極限で厳密に解け、あらゆるエネルギースケールにわたって有効な2点関数の正確な解析解をもたらす。 我々は、スケーリング対称性と時間反転対称性を明示的に破る2次相互作用によって結合された2つのカイラルSYK系を考える。 2つの系が弱結合している状態で、ダイソン・シュウィンガー方程式を摂動論的に解くことにより、2点関数を解析的に計算する。 その結果、この系は0 + 1次元結合SYKモデルとは異なり、質量ギャップを持たないことがわかった。 熱自由エネルギーに対する主要な補正は温度に依存せず、基底状態エントロピーは2N自由カイラルマヨラナフェルミオンのエントロピーと同じである。 結合モデルは、スケーリングと時間反転対称性を保存しない2+1次元ギャップ付きトポロジカル凝縮系におけるギャップレスエッジ理論として実現できる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The generalized Fierz identities are addressed in the K\"ahler-Atiyah bundle framework from the perspective of the equations governing constrained generalized Killing spinor fields. We explore the spin geometry in a Riemannian 8-manifold composing a warped flux compactification AdS$_3\times M_8$, whose metric and fluxes preserve one supersymmetry in AdS$_3$. Supersymmetry conditions can be efficiently translated into spinor bilinear covariants, whose algebraic and differential constraints yield identifying new spinor field classes. Intriguing implications and potential applications are discussed. | 一般化フィエルツ恒等式は、ケーラー・アティヤ束の枠組みにおいて、制約付き一般化キリングスピノル場を支配する方程式の観点から考察される。 我々は、計量とフラックスがAdS$_3$において一つの超対称性を保存する、歪んだフラックスコンパクト化AdS$_3\times M_8$を構成するリーマン8次元多様体におけるスピン幾何学を探求する。 超対称性条件はスピノル双線型共変量へと効率的に変換することができ、その代数的および微分的制約条件は新しいスピノル場のクラスを同定することを可能にする。 興味深い含意と潜在的な応用について議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Burkhardt--Cottingham sum rule is an exact superconvergence relation for a spin-structure function, derived from general principles of light absorption and scattering, and valid at any momentum transfer $Q^2$. I illustrate how a class of such relations emerges from the Siegert point, an unphysical kinematical point where both the probe and the target are at rest. From light-by-light scattering, a new sum rule for $\gamma^\ast \gamma^\ast$ fusion is emerging , valid for arbitrary photon virtualities. When one of the photons becomes real, this sum rule reproduces the known relations for the photon spin-structure functions. Regarding the convergence of these relations, I present a simple argument for the suppression of longitudinal photon polarizations at high energy. Among its consequences is the prediction of $\sigma_L/ \sigma_T \to 0$ at high energy, for the ratio of unpolarized nucleon photoabsorption cross sections. | Burkhardt-Cottingham 和則は、スピン構造関数に対する正確な超収束関係であり、光吸収と散乱の一般原理から導かれ、任意の運動量移動 $Q^2$ において有効である。 私は、このような関係のクラスが、プローブとターゲットの両方が静止している非物理的な運動学的点である Siegert 点からどのように現れるかを示す。 光ごとの散乱からは、任意の光子仮想状態に対して有効な $\gamma^\ast \gamma^\ast$ 融合に対する新しい和則が現れている。 光子の1つが実在すると、この和則は光子スピン構造関数に対する既知の関係を再現する。 これらの関係の収束に関して、私は高エネルギーにおける縦光子偏光の抑制に関する単純な議論を示す。 その結果の一つとして、高エネルギーにおいて、非偏極核子の光吸収断面積の比が $\sigma_L/ \sigma_T \to 0$ になることが予測されます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The identification of physical subsystems in quantum mechanics as compared to classical mechanics poses significant conceptual challenges, especially in the context of quantum gravity. Traditional approaches associate quantum systems with classical ones localized in spacetime, using either Hilbert space factors for finite-dimensional systems or local operator algebras in algebraic quantum field theory. These methods ensure statistical independence for state preparations and measurements. However, covariant linearized quantum gravity disrupts this framework by preventing the formation of gauge-invariant local algebras, thereby undermining statistical independence. This presents a major obstacle for modeling early universe cosmology and gravity-induced entanglement experiments, and poses a significant roadblock toward a comprehensive theory of quantum gravity. A pivotal shift is proposed: the identification between classical and quantum systems should be dynamically evolving rather than fixed, opening the possibility of a single-world unitary quantum mechanics. This perspective aligns with the broader aim of understanding how classical spatiotemporal existence emerges from quantum mechanics and connects the measurement problem with quantum gravity. | 量子力学における物理サブシステムの識別は、古典力学と比較して、特に量子重力の文脈において、重要な概念的課題を提起する。 従来のアプローチでは、有限次元系に対するヒルベルト空間因子、あるいは代数的量子場の理論における局所作用素代数を用いて、量子系を時空に局在する古典系と関連付ける。 これらの手法は、状態の準備と測定における統計的独立性を保証する。 しかし、共変線形化量子重力は、ゲージ不変な局所代数の形成を妨げることでこの枠組みを崩壊させ、統計的独立性を損なう。 これは、初期宇宙の宇宙論や重力誘起エンタングルメント実験のモデル化にとって大きな障害となり、量子重力の包括的理論への大きな障害となる。 そこで、重要な転換が提案される。 古典系と量子系の識別は固定的ではなく動的に進化するべきであり、単一世界ユニタリー量子力学の可能性を開く。 この視点は、古典的な時空間的存在が量子力学からどのように出現し、測定問題と量子重力を結びつけるかを理解するという、より広範な目的と一致しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| I found an extended duality (triality) between Dirac fermions in periodic spacetime metrics, nonrelativistic fermions in gauge fields (e.g., Harper-Hofstadter model), and in periodic scalar fields on a lattice (e.g., Aubry-Andr\'e model). This indicates an unexpected equivalence between spacetime metrics, gauge fields, and scalar fields on the lattice, which is understood as different physical representations of the same mathematical object, the quantum group $\mathcal{U}_q(\mathfrak{sl}_2)$. This quantum group is generated by the exponentiation of two canonical conjugate operators, namely a linear combination of position and momentum (periodic spacetime metrics), the two components of the gauge invariant momentum (gauge fields), position and momentum (periodic scalar fields). Hence, on a lattice, Dirac fermions in a periodic spacetime metric are equivalent to nonrelativistic fermions in a periodic scalar field after a proper canonical transformation. The three lattice Hamiltonians (periodic spacetime metric, Harper-Hofstadter, and Aubry-Andr\'e) share the same properties, namely fractal phase diagrams, self-similarity, $S$-duality, topological invariants, flat bands, and topologically quantized current in the incommensurate regimes. In essence, this work unveils an unexpected link between gravity and gauge fields, opens new avenues for studying analog gravity, e.g., the Unruh effect and universe expansions/contractions, suggests the existence of an $S$-duality of spacetime curvatures, and hints at novel pathways to quantized gravity theories. | 私は、周期的時空計量におけるディラックフェルミオン、ゲージ場（例えばハーパー・ホフスタッター模型）における非相対論的フェルミオン、そして格子上の周期的スカラー場（例えばオーブリー・アンドレ模型）における非相対論的フェルミオンの間に、拡張された双対性（三元性）を発見した。 これは、時空計量、ゲージ場、そして格子上のスカラー場の間に予期せぬ同値性があることを示している。 これは、量子群$\mathcal{U}_q(\mathfrak{sl}_2)$という同じ数学的対象に対する異なる物理的表現として理解される。 この量子群は、2つの標準的な共役演算子、すなわち、位置と運動量（周期的時空計量）、ゲージ不変運動量の2つの成分（ゲージ場）、位置と運動量（周期的スカラー場）の線形結合によって生成される。 したがって、格子上では、周期時空計量におけるディラックフェルミオンは、適切な正準変換を行った後の周期スカラー場における非相対論的フェルミオンと等価である。 3つの格子ハミルトニアン（周期時空計量、ハーパー・ホフスタッター、オーブリー・アンドレ）は、フラクタル相図、自己相似性、$S$双対性、位相不変量、フラットバンド、および不整合領域における位相的に量子化されたカレントという同じ性質を共有する。 本質的に、本研究は重力とゲージ場の間に予期せぬ関連性を明らかにし、ウンルー効果や宇宙の膨張／収縮といったアナログ重力の研究に新たな道を開き、時空曲率の$S$双対性の存在を示唆し、量子化重力理論への新たな道を示唆するものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Magnetic and anomalous Hall conductivities induce anomalous transport features and novel optical phenomena in chiral systems. Here, we investigate reflection properties on the surface of a medium ruled by axion electrodynamics, which effectively describes optical aspects of Weyl semimetals. We show that these chiral media can manifest anomalous reflectance (R greater than unity) for some frequency windows, depending on the signs of the two involved conductivities. Such a reflectance can increase with the frequency, being always greater than 1 in certain frequency bands. We also examine the complex Kerr angles at normal incidence on the chiral medium. Giant Kerr angle is observed within the absorption window, while the Kerr ellipticity may be used to determine the relative sign of the magnetic conductivity. | 磁気ホール伝導率および異常ホール伝導率は、カイラル系において異常な輸送特性と新しい光学現象を引き起こす。 本研究では、ワイル半金属の光学的側面を効果的に記述するアクシオン電気力学に支配される媒質表面における反射特性を調査する。 これらのカイラル媒質は、関係する2つの伝導率の符号に依存して、いくつかの周波数領域において異常反射率（Rが1より大きい）を示すことを示す。 このような反射率は周波数とともに増加し、特定の周波数帯域では常に1より大きい。 また、カイラル媒質への垂直入射時の複素カー角も調べる。 吸収領域内では巨大カー角が観測され、カー楕円率は磁気伝導率の相対的な符号を決定するために使用できる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Weak gravity conjecture can be formulated as a statement that gravity must be the weakest force, compared to the other interactions in low energy effective field theory (EFT). Several arguments in favor of this statement were presented from the side of string theory and black hole physics. However, it is still an open question whether the statement of weak gravity can be proven based on more general assumptions of causality, unitarity, and locality of the fundamental theory. These consistency requirements imply the dispersion relations for the scattering amplitudes which allow to bound the EFT coefficients. The main difficulty for obtaining these constraints in the presence of gravity is related to the graviton pole which makes the required dispersion relations divergent in the forward limit. In this work, we present a new way of deriving the bound on the ratio between the EFT cutoff scale and Planck mass from confronting the IR divergences from graviton pole and one-loop running of the EFT Wilson coefficient in front of the dimension-12 operator. Our method also allows the incorporation of full unitarity of partial wave expansion of the UV theory. We examine the EFT of a single shift-symmetric scalar in four dimensions and find that the maximal value of the cutoff scale of the EFT coupled to gravity must be lower than about $O(10)$ Planck mass. | 弱重力予想は、低エネルギー有効場理論（EFT）における他の相互作用と比較して、重力が最も弱い力でなければならないという主張として定式化できる。 この主張を支持する議論は、弦理論とブラックホール物理学の側からいくつか提示された。 しかし、因果律、ユニタリー性、そして基礎理論の局所性といったより一般的な仮定に基づいて、弱重力の主張が証明できるかどうかは依然として未解決の問題である。 これらの整合性要件は、EFT係数を束縛することを可能にする散乱振幅の分散関係を意味する。 重力が存在する状況でこれらの制約を得ることの主な困難は、重力子極に関係しており、これにより必要な分散関係が前方極限で発散する。 本研究では、重力子極からのIR発散と、EFTウィルソン係数を12次元演算子の前で1ループ実行することにより、EFTカットオフスケールとプランク質量の比の上限を導く新しい方法を提示する。 この方法はまた、UV理論の部分波展開の完全なユニタリー性を組み込むことを可能にする。 4次元における単一のシフト対称スカラーのEFTを調べ、重力と結合したEFTのカットオフスケールの最大値は、プランク質量約$O(10)$よりも小さくなければならないことを明らかにした。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Goon-Penco (GP) relation was investigated on rotating charged black strings with an arbitrary cosmological constant. It has been demonstrated that the GP relation retains its form in the context of spacetimes described by cylindrical coordinates. In addition, the GP relation is derived in scenarios where the energy state parameters (including angular momentum $J$ and charge $Q$, etc.) are expressed as functions of the perturbation parameter $\eta$. This finding indicates that the GP relation is not only valid for spacetimes described by spherically symmetric coordinates, but also prevalent for non-spherically symmetric spacetimes, such as cylindrical coordinates. Therefore, the present study demonstrated that the GP relation is universal for spacetimes with arbitrary cosmological constants, irrespective of the adopted coordinate system. | 任意の宇宙定数を持つ回転する荷電ブラックストリングにおいて、グーン・ペンコ（GP）関係式が調べられた。 GP関係式は円筒座標で記述される時空においてもその形を保つことが実証された。 さらに、GP関係式は、エネルギー状態パラメータ（角運動量$J$や電荷$Q$など）が摂動パラメータ$\eta$の関数として表されるシナリオにおいても導出される。 この発見は、GP関係式が球対称座標で記述される時空だけでなく、円筒座標のような非球対称時空においても成立することを示している。 したがって、本研究は、採用される座標系に関わらず、任意の宇宙定数を持つ時空に対してGP関係式が普遍的であることを実証した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The chiral phase transition in QCD-like theories can be Coleman-Weinberg type supercooling. This is possible to see when Beyond the Standard Model (say, axionlike particle or baryogenesis) is coupled to QCD of the Standard Model (called ordinary QCD). Identifying such a supecooling chiral phase transition thus opens a new window to search for new physics associated with the QCD phase transition epoch of the thermal history, to be probed by gravitational wave and primordial black hole productions. We discuss this possibility by monitoring ordinary QCD setup in a view of a two-flavor Nambu-Jona-Lasinio model in hot and/or dense medium, at the mean-field approximation level. We find that the identification essentially follows the scale violation classification: soft-scale breaking and quantum scale anomaly. | QCD類似理論におけるカイラル相転移は、コールマン・ワインベルグ型の過冷却となり得る。 これは、標準模型を超える理論（例えば、アクシオン様粒子やバリオン生成）が標準模型のQCD（通常のQCDと呼ばれる）と結合しているときに観測できる。 このような過冷却カイラル相転移を特定することで、重力波や原始ブラックホール生成によって探査される、熱史におけるQCD相転移期に関連する新しい物理を探索するための新たな窓が開かれる。 我々は、高温および／または高密度媒質中の2フレーバーNambu-Jona-Lasinio模型の視点から、平均場近似レベルで通常のQCD設定を監視することで、この可能性を議論する。 その結果、この特定は、基本的にスケール破れの分類、すなわちソフトスケールの破れと量子スケール異常に従うことがわかった。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This paper discusses how particle production from the vacuum can be explained by local analysis when the field theory is defined by differential geometry on curved manifolds. We have performed the local analysis in a mathematically rigorous way, respecting the Markov property. The exact WKB is used as a tool for extracting non-perturbative effect from the local system. After a serious application of the differential geometry and the exact WKB to particle production, we show that entanglement does not appear in the Unruh effect as far as the standard formulation by the differential geometry is valid. This result should not be attributed to a consistency problem between the ``entanglement state'' and the ``standard field theory by differential geometry'', but to the fact that the conventional calculation of the Unruh effect is done by extrapolation which is not consistent with the differential geometry. The situation is similar to that of the Dirac monopole, but topology is not relevant and the basis for building field theories in differential geometry is strongly involved. | 本論文では、曲面多様体上の微分幾何学によって場の理論が定義されている場合、真空からの粒子生成が局所解析によってどのように説明できるかを議論する。 我々はマルコフ性を尊重しつつ、数学的に厳密な方法で局所解析を行った。 厳密なWKBは、局所系から非摂動効果を抽出するためのツールとして用いられる。 微分幾何学と厳密なWKBを粒子生成に厳密に適用した結果、微分幾何学による標準的な定式化が妥当である限り、ウンルー効果にはエンタングルメントが現れないことを示す。 この結果は、「エンタングルメント状態」と「微分幾何学による標準的な場の理論」との間の整合性の問題に起因するものではなく、ウンルー効果の従来の計算が微分幾何学と整合しない外挿によって行われているという事実に起因するものである。 状況はディラック単極子の場合と似ているが、位相は関係なく、微分幾何学における場の理論構築の基礎が強く関わってくる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This is an expanded and updated version of the talk I gave at the meeting organized at CERN on April 27-28, 2015 dedicated to honoring the memory of Bruno Zumino and his legacy. In this talk I review the emergence of exceptional structures and non-associative algebras in quantum mechanics, supergravity and M/superstring theories. | これは、2015年4月27日～28日にCERNで開催された、ブルーノ・ズミーノの追悼と彼の功績を称える会議で行った講演の拡張・改訂版です。 この講演では、量子力学、超重力理論、そしてM/超弦理論における例外構造と非結合代数の出現について概説します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider a class of two-dimensional dilaton gravity models with linear dilaton vacuum including Callan-Giddings-Harvey-Strominger (CGHS) model as the special case. General thermodynamic properties of black holes in such models are evaluated. We focus on the CGHS model and its modification with regular black holes as empty-space solutions characterized by ever-present finite curvature. We find generalized entanglement entropy blows-up for near-extremal regular black holes considered as remnants. That signalling a possible breakdown of the semiclassical approximation near the endpoint of evaporation. We conjecture that remnants are unstable and decay by quantum fluctuations into horizonless spacetimes. We give an estimate for the decay amplitude by using a semiclassical regularization method and propose a path to mitigate the unitarity loss problem. | 我々は、Callan-Giddings-Harvey-Strominger (CGHS) モデルを含む、線形ディラトン真空を持つ2次元ディラトン重力モデルのクラスを特別なケースとして考察する。 このようなモデルにおけるブラックホールの一般的な熱力学的性質を評価する。 我々は、CGHS モデルと、常に存在する有限曲率を特徴とする空空間解としての正規ブラックホールを用いたその修正モデルに焦点を当てる。 残余ブラックホールと考えられる極限近傍の正規ブラックホールにおいて、一般化されたエンタングルメントエントロピーの爆発が見られることを見いだした。 これは、蒸発の終点付近で半古典的近似が破綻する可能性があることを示している。 残余ブラックホールは不安定であり、量子揺らぎによって水平線のない時空へと崩壊すると予想する。 我々は、半古典的正則化法を用いて崩壊振幅の推定値を与え、ユニタリー性損失問題を軽減する方法を提案する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We derive formulae that resum, at a given order in the soft limit, the infinite series of Post-Minkowskian (small gravitational coupling) or Post-Newtonian (small velocities) corrections to the gravitational waveform produced by particles moving along a general (open or closed) trajectory in the Schwarzschild geometry in the probe limit. Specifying to the case of circular orbits, we compute the waveform and the energy flux to order 30PN, and compare it against the available results in the literature. Our results are based on a novel hypergeometric representation of the solutions of the Heun equation (and its confluence), that leads to a simple mathematical proof of the Heun connection formula. | 我々は、プローブ極限においてシュワルツシルト幾何学における一般的な（開いたまたは閉じた）軌道に沿って運動する粒子によって生成される重力波形に対する、ポストミンコフスキー（小さな重力結合）またはポストニュートン（小さな速度）補正の無限級数を、ソフト極限における所定の位数でまとめる公式を導出する。 円軌道の場合を特に考慮し、30PN位までの波形とエネルギー流束を計算し、文献で入手可能な結果と比較する。 我々の結果は、ホイン方程式（およびその合流点）の解の新しい超幾何的表現に基づいており、ホイン接続公式の簡単な数学的証明につながる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose alternative \textit{UV completion} of pure JT gravity as well as CFT coupled to JT gravity, via a class of \textit{deformed} 2D CFT. In AdS/CFT with a prescribed classical limit, pure JT gravity in \textit{one-sided} AdS$_{2}$ black hole is argued to be described by certain holographic deformed CFT on a strip. Equivalently, these deformed CFTs can be recast as CFTs on one-sided AdS$_{2}$ black hole with \textit{emergent conformal boundary condition on a stretched horizon}$-$providing a \textit{proper UV frame} of JT gravity. On the other hand, JT gravity coupled to CFT with fixed central charge of $\mathcal{O}(1)$, is also described by deformed CFT on strip satisfying conformal boundary condition, with a different classical limit. The resulting CFT Hilbert spaces in both of the above classical limits yield the black hole entropy as thermal entropy and the high-energy density of states match that of JT gravity with a precise energy scale correspondence. Moreover, the Hilbert space defined for a two-sided black hole factorizes into two one-sided sectors in both limits. Notably in the second limit, degenerate zero modes of the deformed Hamiltonian$-$characterized by conformal primaries localized at the horizon$-$appear as a residual effect of the stretched horizon boundary condition. Exploiting the second limit, we compute entanglement entropy in one-dimensional quantum systems dual to a conformally glued black hole$-$Poincar\'e geometry in JT gravity, reproducing a `Page curve' via the quantum extremal surface prescription, with `Page time' set by the stretched horizon cutoff. | 我々は、純粋なJT重力の代替的なUV完備化、およびJT重力に結合したCFTを、ある種の\textit{変形}2D CFTを介して提案する。 所定の古典極限を持つAdS/CFTにおいて、\textit{片側}AdS$_{2}$ブラックホール内の純粋なJT重力は、ストリップ上の特定のホログラフィック変形CFTによって記述されると主張される。 同様に、これらの変形CFTは、\textit{引き伸ばされた地平線上の創発的共形境界条件}$-$を持つ片側AdS$_{2}$ブラックホール上のCFTとして書き直され、JT重力の\textit{適切なUVフレーム}を提供する。 一方、固定されたセントラルチャージ$\mathcal{O}(1)$を持つCFTに結合したJT重力も、異なる古典極限を持つ共形境界条件を満たすストリップ上の変形CFTによって記述される。 上記の両方の古典的極限におけるCFTヒルベルト空間は、ブラックホールのエントロピーを熱エントロピーとして与え、高エネルギー状態密度はJT重力のものと正確なエネルギースケール対応で一致する。 さらに、両面ブラックホールに対して定義されたヒルベルト空間は、両方の極限において2つの片面セクターに分解される。 特に、第2の極限では、地平線に局在する共形一次体によって特徴付けられる変形ハミルトニアンの縮退零モードが、引き伸ばされた地平線境界条件の残余効果として現れる。 第2の極限を利用して、JT重力における共形接着ブラックホール-ポアンカレ幾何学と双対な1次元量子系におけるエンタングルメントエントロピーを計算し、量子極限面の規定によって「ページ曲線」を再現し、「ページ時間」は引き伸ばされた地平線のカットオフによって設定される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate Lorentzian quantum gravity coupled to a template matter sector with gauge fields, scalars and fermions. In the absence of quantised gravity, the matter sector by itself is renormalisable, but UV-incomplete. Provided quantum gravity offers an asymptotically safe UV-completion, we determine the photon and scalar two-point functions in the presence of gravitational fluctuations, and show that both possess a K\"all\'en-Lehmann spectral representation. Our results are achieved using functional renormalisation adapted for theories in Lorentzian signature. We explain why and how interactions with gravity modify both the infrared as well as the ultraviolet behaviour of matter spectral functions. We further determine the corresponding form factors on the level of the quantum effective action. Limitations and extensions of our study are discussed alongside implications for particle physics and unitarity of quantum gravity with matter. | 我々は、ゲージ場、スカラー、フェルミオンを含むテンプレート物質セクターに結合したローレンツ量子重力を解析する。 量子化重力が存在しない場合、物質セクター自体は繰り込み可能であるが、紫外不完全である。 量子重力が漸近的に安全な紫外完全化を提供すると仮定し、重力揺らぎの存在下での光子およびスカラー2点関数を決定し、どちらもK\"all\'en-Lehmannスペクトル表現を持つことを示す。 我々の結果は、ローレンツシグネチャの理論に適合した関数繰り込みを用いて達成された。 重力との相互作用が物質スペクトル関数の赤外および紫外挙動をなぜ、どのように変化させるかを説明する。 さらに、量子有効作用のレベルで対応する形状因子を決定する。 本研究の限界と拡張について、素粒子物理学および量子重力と物質のユニタリー性への示唆と併せて議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We extend the $\kappa$-symmetry analysis of supersymmetric D-brane probes in the $\mathrm{AdS}_2 \times \mathbf{S}^2$ attractor geometry, originally performed by Simons, Strominger, Thompson, and Yin, to also include stationary -- but non-static -- worldlines carrying angular momentum along the 2-sphere. We demonstrate that certain special trajectories, with fixed radius and orbital velocity, solve the equations of motion and moreover satisfy a supersymmetry preserving condition, thus defining new $\frac12$-BPS configurations. Furthermore, these classical paths are shown to saturate a lower bound for the Hamiltonian generating global time translations, with the corresponding minimal energy depending on a generalized angular momentum vector $\boldsymbol{J}$. The direction of the latter, in turn, determines exactly which supercharges remain unbroken. Our results reveal a richer spectrum of (multi-particle) supersymmetric states in $\mathrm{AdS}_2 \times \mathbf{S}^2$, which can be organized into distinct selection sectors labeled by the conserved $SU(2)$ charges. This construction has direct applications in black hole microstate counting, the analysis of probe dynamics and $\text{AdS}_2/\text{CFT}_1$ holography. | 我々は、Simons、Strominger、Thompson、およびYinによって最初に行われた、$\mathrm{AdS}_2 \times \mathbf{S}^2$アトラクター幾何学における超対称Dブレーンプローブの$\kappa$対称性解析を拡張し、2次元球面に沿って角運動量を運ぶ定常（ただし非静的）な世界線も含める。 我々は、固定半径と軌道速度を持つ特定の特別な軌道が運動方程式を解き、さらに超対称性保存条件を満たすことを示す。 これにより、新しい$\frac12$-BPS構成が定義される。 さらに、これらの古典的経路は、グローバル時間並進運動を生成するハミルトニアンの下限を飽和し、対応する最小エネルギーは一般化角運動量ベクトル$\boldsymbol{J}$に依存することが示される。 後者の方向は、どの超電荷が破壊されないかを正確に決定します。 我々の結果は、$\mathrm{AdS}_2 \times \mathbf{S}^2$ における（多粒子）超対称状態のより豊富なスペクトルを明らかにし、それらは保存された $SU(2)$ 電荷でラベル付けされた明確な選択セクターに組織化できます。 この構成は、ブラックホールのミクロ状態の計数、プローブダイナミクスの解析、および $\text{AdS}_2/\text{CFT}_1$ ホログラフィーに直接応用できます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study entanglement entropy of quantum fields in a (1+1)-dimensional model of dilaton gravity derived from the four-dimensional Einstein-Hilbert action by dimensional reduction. Scalar matter is coupled to gravity, while the back-reaction is included via the Polyakov-Liouville action. This theory exhibits both eternal and evaporating Schwarzschild black hole solutions. The fine-grained entropy in a collapse scenario is investigated by applying the "island rule" via the quantum extremal surface approach. We demonstrate that the fine-grained entropy of the Hawking radiation follows the Page curve, and therefore the evolution of the Hawking radiation is unitary. | 我々は、4次元アインシュタイン-ヒルベルト作用から次元縮減によって導かれる(1+1)次元ディラトン重力モデルにおける量子場のエンタングルメントエントロピーを研究する。 スカラー物質は重力と結合し、反作用はポリアコフ-リウヴィル作用によって考慮される。 この理論は、永遠シュワルツシルトブラックホール解と蒸発シュワルツシルトブラックホール解の両方を示す。 崩壊シナリオにおける細粒化エントロピーは、量子極値面アプローチによる「島則」を適用することにより研究される。 ホーキング放射の細粒化エントロピーはページ曲線に従い、したがってホーキング放射の発展はユニタリーであることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recently, several notions of entanglement in time have emerged as a novel frontier in quantum many-body physics, quantum field theory and gravity. We propose a systematic prescription to characterize temporal entanglement in relativistic quantum field theory in a general state for an arbitrary subregion on a flat, constant-time slice in a flat spacetime. Our prescriptions starts with the standard entanglement entropy of a spatial subregion and amounts to transporting the unchanged subregion to boosted time slices all the way across the light cone when it becomes in general a complex characterization of the corresponding temporal subregion. For holographic quantum field theories, our prescription amounts to an analytic continuation of all codimension-two bulk extremal surfaces satisfying the homology constraint and picking the one with the smallest real value of the area as the leading saddle point. We implement this prescription for the holographic conformal field theories in thermal states on both a two-dimensional Lorentzian cylinder and three-dimensional Minkowski space, and show that it leads to results with self-consistent physical properties of temporal entanglement. | 最近、時間におけるエンタングルメントの概念が、量子多体物理学、場の量子論、重力における新たなフロンティアとして浮上している。 我々は、平坦時空における平坦で一定時間スライス上の任意の部分領域について、一般状態における相対論的場の量子論における時間エンタングルメントを特徴付けるための体系的な処方を提案する。 我々の処方は、空間部分領域の標準的なエンタングルメントエントロピーから始まり、それが一般には対応する時間部分領域の複素特徴付けとなる場合、変化しない部分領域を光円錐全体にわたってブーストされた時間スライスへと転送することに相当する。 ホログラフィック場の量子論の場合、我々の処方は、ホモロジー制約を満たすすべての余次元2のバルク極値面の解析接続に相当し、面積の実数値が最小となる面を主鞍点として選ぶ。 我々は、この処方を2次元ローレンツ円筒上と3次元ミンコフスキー空間上の熱状態におけるホログラフィック共形場理論に適用し、それが時間的エンタングルメントの自己無撞着な物理的性質を伴う結果をもたらすことを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the stochastic gravitational wave background (SGWB) generated by the ringdown phase of primordial black holes (PBHs) formed in the early universe. As the ringdown signal is independent of the PBH formation mechanism, the resulting SGWB offers a model-independent probe of PBHs. We numerically compute the ringdown waveform and derive the corresponding SGWB. We show that such a signal could be detected by future pulsar timing arrays (PTAs) for PBHs heavier than the solar mass. Additionally, we evaluate the SGWB from binary PBH mergers and demonstrate that it lies within the sensitivity bands of next-generation ground-based interferometers such as Cosmic Explorer and Einstein Telescope, suggesting a multi-band observational strategy for probing the PBH dark matter scenario. | 初期宇宙で形成された原始ブラックホール（PBH）のリングダウン期に生成される確率的重力波背景放射（SGWB）を調査する。 リングダウン信号はPBH形成メカニズムに依存しないため、結果として生じるSGWBはモデルに依存しないPBHの探査手段となる。 我々はリングダウン波形を数値計算し、対応するSGWBを導出した。 そして、このような信号が、太陽質量よりも重いPBHに対して、将来のパルサータイミングアレイ（PTA）によって検出される可能性があることを示した。 さらに、連星PBH合体からのSGWBを評価し、それがコズミック・エクスプローラーやアインシュタイン望遠鏡といった次世代地上型干渉計の感度帯域内にあることを実証し、PBH暗黒物質シナリオを探るための多波長観測戦略を示唆する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In mathematics or theoretical physics one is often interested in obtaining an exact analytic description of some data which can be produced, in principle, to arbitrary accuracy. For example, one might like to know the exact analytical form of a definite integral. Such problems are not well-suited to numerical symbolic regression, since typical numerical methods lead only to approximations. However, if one has some sense of the function space in which the analytic result should lie, it is possible to deduce the exact answer by judiciously sampling the data at a sufficient number of points with sufficient precision. We demonstrate how this can be done for the computation of Feynman integrals. We show that by combining high-precision numerical integration with analytic knowledge of the function space one can often deduce the exact answer using lattice reduction. A number of examples are given as well as an exploration of the trade-offs between number of datapoints, number of functional predicates, precision of the data, and compute. This method provides a bottom-up approach that neatly complements the top-down Landau-bootstrap approach of trying to constrain the exact answer using the analytic structure alone. Although we focus on the application to Feynman integrals, the techniques presented here are more general and could apply to a wide range of problems where an exact answer is needed and the function space is sufficiently well understood. | 数学や理論物理学においては、原理的には任意の精度で生成可能なデータの正確な解析的記述を求めることがしばしば関心事となる。 例えば、定積分の正確な解析的形を知りたい場合がある。 このような問題は、典型的な数値計算法では近似値しか得られないため、数値記号回帰には適していない。 しかし、解析結果が存在する関数空間をある程度把握していれば、十分な数の点を十分な精度で慎重にサンプリングすることで、正確な解を導くことが可能である。 我々は、ファインマン積分の計算においてこれがどのように行われるかを示す。 高精度数値積分と関数空間の解析的知識を組み合わせることで、格子縮約を用いて正確な解を導くことができる場合が多いことを示す。 いくつかの例を示し、データ点数、関数述語の数、データの精度、および計算量の間のトレードオフについても考察する。 この手法は、解析構造のみを用いて正確な解を制約しようとするトップダウン型のランダウ・ブートストラップ・アプローチを巧みに補完するボトムアップ型のアプローチを提供します。 本稿ではファインマン積分への応用に焦点を当てていますが、ここで提示する手法はより汎用性が高く、正確な解が必要であり、関数空間が十分に理解されている幅広い問題に適用できます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Calogero model is an interacting, $N$-particle, $\mathfrak{sl}(2,\mathbb R)$-invariant quantum mechanics, whose Hilbert space is furnished by a tower of discrete series modules. The system enjoys both classical and quantum integrability at any $N$ and at any value of the coupling; this is guaranteed by the existence of $N$ mutually-commuting currents, one of them being the Hamiltonian. In this paper, we alter the Calogero model so that it may accommodate states in the unitary principal series irreducible representation of $\mathfrak{sl}(2,\mathbb R)$. Doing so requires changing the domain of the quantum operators--a procedure which succeeds in preserving unitarity and $\mathfrak{sl}(2,\mathbb R)$-invariance, but breaks the integrability of the theory. We explicitly solve the deformed model for $N=2,3$ and outline a procedure for solving the model at general $N$. We expect this deformed model to provide us with general lessons that carry over to other systems with states in the principal series, for example, interacting massive quantum field theories on de Sitter space. | Calogero 模型は、相互作用する $N$ 粒子の $\mathfrak{sl}(2,\mathbb R)$ 不変な量子力学であり、そのヒルベルト空間は離散級数モジュールの塔によって構成される。 この系は任意の $N$ および任意の結合値において、古典的積分可能性と量子的積分可能性の両方を有する。 これは、$N$ 個の相互可換なカレントの存在によって保証されており、その一つがハミルトニアンである。 本論文では、Calogero 模型を改変し、$\mathfrak{sl}(2,\mathbb R)$ のユニタリ主級数既約表現における状態を収容できるようにする。 そのためには量子作用素の定義域を変更する必要があり、この手順によってユニタリ性と $\mathfrak{sl}(2,\mathbb R)$ 不変性は維持されるが、理論の積分可能性は破れる。 我々は、変形モデルを$N=2,3$に対して明示的に解き、一般的な$N$においてモデルを解く手順を概説する。 この変形モデルは、例えばド・ジッター空間上の相互作用する質量を持つ量子場の理論など、主系列に状態を持つ他の系にも適用できる一般的な教訓を与えると期待される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose new bounds on black hole entropy in terms of the specific heat at fixed charges. For special spherically-symmetric and static black holes ($g_{tt} g_{rr}=-1$), we prove the bounds with suitable sufficient energy conditions. For more general static and rotating black holes, we test the bounds with a variety of examples. This work extends the previously-known algebraic inequalities of the black hole thermodynamic variables such as the Penrose inequality, to include their derivatives. | 我々は、固定電荷における比熱を用いて、ブラックホールエントロピーの新たな上界を提案する。 特殊な球対称かつ静的なブラックホール（$g_{tt} g_{rr}=-1$）に対して、適切な十分エネルギー条件を用いて上界を証明する。 より一般的な静的ブラックホールおよび回転ブラックホールに対しては、様々な例を用いて上界を検証する。 本研究では、ペンローズ不等式などのブラックホール熱力学変数に関する既知の代数的不等式を、それらの導関数を含むように拡張する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We systematically classify all supersymmetry-preserving mass deformations of SYM matrix models in all dimensions (D = 3, 4, 6, 10). In D = 10 the polarized IKKT model emerges as the only possible deformation. Moreover, in the particular case D = 4 we identify two massive, sign-problem-free models, making them attractive candidates for non-perturbative numerical studies. | SYM行列模型の超対称性保存質量変形を全次元（D = 3, 4, 6, 10）において系統的に分類する。 D = 10では、偏極IKKT模型が唯一の変形として現れる。 さらに、D = 4の特定のケースでは、符号問題のない質量を持つ2つの模型を特定し、非摂動的な数値解析の魅力的な候補となる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Parametric scale separation is notoriously difficult to achieve in flux compactifications of gravitational effective theories. An appealing alternative to conventional Freund-Rubin vacua involves Ricci-flat internal manifolds, where the energy supplied by fluxes is balanced not by curvature but by the Casimir energy. The internal volume can be stabilized by this mechanism producing anti-de Sitter geometries with parametric scale separation, including an explicit example in eleven-dimensional supergravity. We study deformations of these geometries, showing the presence of perturbative and non-perturbative instabilities. | 重力有効理論のフラックスコンパクト化において、パラメトリックスケール分離を実現することは非常に困難であることが知られています。 従来のフロイント-ルビン真空に代わる魅力的な選択肢として、リッチ平坦内部多様体があります。 この多様体では、フラックスによって供給されるエネルギーは曲率ではなくカシミールエネルギーによって釣り合います。 このメカニズムによって内部体積が安定化され、パラメトリックスケール分離を伴う反ド・ジッター幾何学が生成されます。 これには11次元超重力における具体的な例も含まれます。 我々はこれらの幾何学の変形を研究し、摂動的および非摂動的な不安定性の存在を示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study entanglement entropy for slab like regions in quantum field theories, using their holographic duals. We focus on the transition between space like and time like separations. By considering boosted subsystems in conformal and confining holographic backgrounds, we identify two classes of extremal surfaces: real ones (Type I) and complex surfaces (Type II). These interpolate between the usual Ryu Takayanagi prescription and its time like generalisations. We derive explicit expressions for the entanglement entropy in both conformal and confining cases. We discuss their behaviour across phase transitions and null limits. The interpolation between Type I and Type II surfaces reveals an analytic continuation of the extremal surface across the light cone. Our analysis also finds the existence of a Ryu Takayanagi surface (Type I) even for time like separations in the confining field theory case. | 量子場の理論におけるスラブ状領域のエンタングルメントエントロピーを、ホログラフィック双対を用いて研究する。 空間的分離と時間的分離の間の遷移に焦点を当てる。 共形および閉じ込めホログラフィック背景におけるブーストされた部分系を考慮することにより、実数面（タイプI）と複素数面（タイプII）の2種類の極限曲面を特定する。 これらは、通常のRyu Takayanagiの規定とその時間的一般化の間を補間する。 共形および閉じ込めの場合の両方において、エンタングルメントエントロピーの明示的な表現を導出する。 相転移および零極限にわたるそれらの挙動を議論する。 タイプI面とタイプII面間の補間は、光円錐を横切る極限曲面の解析接続を明らかにする。 また、閉じ込め場の理論の場合において、時間的分離に対してもRyu Takayanagi面（タイプI）が存在することを解析的に明らかにする。 |