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| Original Text | 日本語訳 |
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| The fermionic nature of neutrinos and the origin of their tiny masses remain unresolved issues in particle physics, intrinsically connected to lepton number symmetry-conserved for Dirac, violated for Majorana, and effectively pseudo-Dirac when global symmetries invoked for conservation are broken by quantum gravity. We investigate whether distinctive gravitational-wave (GW) signatures can illuminate the nature of neutrino masses and their underlying symmetries, particularly in scenarios where Yukawa couplings are not unnaturally small. To this end, we consider the minimal $B-L$ gauge extension of the Standard Model, where quantum numbers of beyond-SM states determine the neutrino nature and the scale of spontaneous $B-L$ breaking governs mass generation. In this framework, we show that neutrinos yield characteristic GW spectra: Majorana neutrinos with high-scale breaking ($\sim 10^{14}$ GeV) produce local cosmic strings and a flat spectrum across broad frequencies, Dirac neutrinos with low-scale breaking ($\sim 10^{7}$ GeV) generate peaked spectra from first-order phase transitions, and pseudo-Dirac scenarios give kink-like features from domain wall annihilation. | ニュートリノのフェルミオン的性質とその微小質量の起源は、素粒子物理学における未解決の問題であり、本質的にはレプトン数対称性の保存、マヨラナ対称性の破れ、そして保存のために想定される大域的対称性が量子重力によって破れた場合には擬ディラック対称性となることと関連している。 本研究では、特徴的な重力波（GW）シグネチャーが、特に湯川結合が不自然に小さくないシナリオにおいて、ニュートリノ質量とその背後にある対称性の性質を解明できるかどうかを調査する。 この目的のために、標準模型の極小$B-L$ゲージ拡張を考察する。 この拡張では、標準模型外状態の量子数がニュートリノの性質を決定し、自発的$B-L$の破れのスケールが質量生成を支配する。 この枠組みにおいて、ニュートリノが特徴的な重力スペクトルを生成することを示す。 高スケールの破れ（$\sim 10^{14}$ GeV）を持つマヨラナニュートリノは局所宇宙弦と広い周波数範囲にわたる平坦なスペクトルを生成する。 低スケールの破れ（$\sim 10^{7}$ GeV）を持つディラックニュートリノは一次相転移からピーク状のスペクトルを生成する。 擬ディラックシナリオはドメインウォール消滅からキンクのような特徴を与える。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Entanglement entropies computed using the holographic Ryu-Takayanagi formula are known to obey an infinite set of linear inequalities, which define the so-called RT entropy cone. The general structure of this cone, or equivalently the set of all valid inequalities, is unknown. It is also unknown whether those same inequalities are also obeyed by entropies computed using the covariant Hubeny-Rangamani-Takayanagi formula, although significant evidence has accumulated that they are. Using Markov states, we develop a test of this conjecture in a heretofore unexplored regime. The test reduces to checking that a given inequality obeys a certain majorization property, which is easy to evaluate. We find that the RT inequalities pass this test and, surprisingly, only RT inequalities do so. Our results not only provide strong new evidence that the HRT and RT cones coincide, but also offer a completely new characterization of that cone. | ホログラフィック龍-高柳公式を用いて計算されるエンタングルメントエントロピーは、いわゆるRTエントロピーコーンを定義する無限の線形不等式に従うことが知られています。 このコーンの一般的な構造、あるいはそれと同等に、すべての有効な不等式の集合は未知です。 また、共変フベニー-ランガマニ-高柳公式を用いて計算されるエントロピーが、同じ不等式に従うかどうかも未知ですが、従うという重要な証拠が蓄積されています。 マルコフ状態を用いて、我々はこれまで未踏の領域におけるこの予想の検証法を開発します。 この検証法は、与えられた不等式が、評価が容易な特定のマジョライゼーション特性に従うかどうかを確認することに帰着します。 RT不等式はこの検証法をパスし、驚くべきことに、RT不等式だけがパスすることがわかりました。 私たちの研究結果は、HRT錐体とRT錐体が一致するという強力な新たな証拠を提供するだけでなく、その錐体の全く新しい特徴づけも提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose a Symmetry Topological Field Theory (SymTFT) for continuous spacetime symmetries. For a $d$-dimensional theory, it is given by a $(d+1)$-dimensional BF-theory for the spacetime symmetry group, and whenever $d$ is even, it can also include Chern-Simons couplings that encode conformal and gravitational anomalies. We study the boundary conditions for this SymTFT and describe the general setup to study symmetry breaking of spacetime symmetries. We then specialize to the conformal symmetry case and derive the dilaton action for conformal symmetry breaking. To further substantiate that our setup captures spacetime symmetries, we demonstrate that the topological defects of the SymTFT realize the associated spacetime symmetry transformations. Finally, we study the relation to gravity and holography. The proposal classically coincides with two-dimensional Jackiw-Teitelboim gravity for $d=1$ as well as the topological limit of four-dimensional gravity in the $d=3$ case. | 連続時空対称性に対する対称位相場理論（SymTFT）を提案する。 $d$次元理論の場合、この理論は時空対称群の$(d+1)$次元BF理論によって与えられ、$d$が偶数であるときはいつでも、共形異常および重力異常を符号化するチャーン・サイモンズ結合も含むことができる。 このSymTFTの境界条件を研究し、時空対称性の対称性の破れを研究するための一般的な設定を記述する。 次に、共形対称性の場合に特化し、共形対称性の破れに対するディラトン作用を導出する。 この設定が時空対称性を捉えていることをさらに実証するために、SymTFTの位相欠陥が関連する時空対称変換を実現することを示す。 最後に、重力とホログラフィーとの関係を研究する。 この提案は、古典的には、$d=1$ の場合の 2 次元 Jackiw-Teitelboim 重力と一致するだけでなく、$d=3$ の場合の 4 次元重力の位相的極限とも一致する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This work focuses on the emergence of dark phases (dark energy-induced phases) in the radial wave function of scalar particles. We achieve this by presenting novel solutions to the Klein-Gordon equation in a spherically symmetric spacetime, which encompasses a black hole, a quintessential fluid, and a cloud of strings. We determine the exact solution for the spacetime metric, analyze the admissible ranges for its physical parameters, and discuss the formation of the event horizon. Subsequently, we detail the solution of the Klein-Gordon equation and explore three distinct cases of dark phases, corresponding to the quintessence state parameter $\alpha_{Q}$ taking the values $0$, $1/2$, and $1$. Notably, the case where $\alpha_{Q} = 1$ holds particular significance due to current observational constraints on dark energy. | 本研究は、スカラー粒子の動径波動関数におけるダークフェーズ（ダークエネルギー誘起フェーズ）の出現に焦点を当てています。 ブラックホール、クインテッセンス流体、そして弦の雲を包含する球対称時空におけるクライン・ゴルドン方程式の新しい解を提示することで、この研究を達成しました。 時空計量の厳密解を決定し、その物理的パラメータの許容範囲を解析し、事象の地平線の形成について議論します。 続いて、クライン・ゴルドン方程式の解を詳細に示し、クインテッセンス状態パラメータ$\alpha_{Q}$が$0$、$1/2$、$1$の値をとる3つの異なるダークフェーズの場合を考察します。 特に、ダークエネルギーに関する現在の観測的制約のため、$\alpha_{Q} = 1$の場合が特に重要です。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate elliptical Wilson loops in ${\cal N}=4$ Super Yang--Mills theory at weak and strong coupling for small values of the eccentricity. We obtain analytical results for the vacuum expectation value of the Wilson loop in the form of a series in the eccentricity parameter. At weak coupling, we use perturbation theory in ${\cal N}=4$ Super Yang--Mills. At strong coupling, we use the AdS/CFT correspondence, which maps the Wilson loop to the minimal-area worldsheet of an open string in AdS space. We present a novel perturbative method to solve the Nambu--Goto equations allowing us to describe the minimal surface in terms of a coordinate parameterization in Euclidean AdS$_3$. Our results for the regularized area agree with those obtained by Dekel in [1] based on the Polyakov action. | 我々は、離心率が小さい場合の弱結合および強結合における楕円ウィルソンループを、離心率パラメータの級数の形で、${\cal N}=4$ スーパーヤンミルズ理論で調べる。 ウィルソンループの真空期待値の解析的結果を、離心率パラメータの級数の形で得る。 弱結合においては、${\cal N}=4$ スーパーヤンミルズにおける摂動論を用いる。 強結合においては、ウィルソンループをAdS空間における開弦の極小面積世界面へ写像するAdS/CFT対応を用いる。 我々は、南部-後藤方程式を解くための新たな摂動法を提示し、極小面をユークリッドAdS$_3$における座標パラメータ化によって記述することを可能にする。 正規化面積に関する我々の結果は、ポリヤコフ作用に基づいて[1]でDekelによって得られた結果と一致する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the performance of the spatially-flat dynamical dark energy (DE) $w_0w_a$CDM parameterization, with redshift-dependent DE fluid equation of state parameter $w(z) = w_0 + w_a z/(1+z)$, with and without a varying CMB lensing consistency parameter $A_L$, against Planck cosmic microwave background (CMB) data (P18 and lensing) and a combination of non-CMB data composed of baryonic acoustic oscillation (BAO) measurements that do not include DESI BAO data, Pantheon+ type Ia supernovae (SNIa) observations, Hubble parameter [$H(z)$] measurements, and growth factor ($f\sigma_8$) data points. From our most restrictive data set, P18+lensing+non-CMB, for the $w_0w_a$CDM+$A_L$ parameterization, we obtain $w_0=-0.879\pm 0.060$, $w_a=-0.39^{+0.26}_{-0.22}$, the asymptotic limit $w(z\to\infty) = w_0+w_a=-1.27^{+0.20}_{-0.17}$, and $A_L=1.078^{+0.036}_{-0.040}$ (all $1\sigma$ errors). This joint analysis of CMB and non-CMB data favors DE dynamics over a cosmological constant at $\sim 1\sigma$ and $A_L>1$ at $\sim 2\sigma$, i.e. more smoothing of the Planck CMB anisotropy data than is predicted by the best-fit model. For the $w_0w_a$CDM parameterization with $A_L=1$ the evidence in favor of DE dynamics is larger, $\sim 2\sigma$, suggesting that at least part of the evidence for DE dynamics comes from the excess smoothing of the Planck CMB anisotropy data. For the $w_0w_a$CDM parameterization with $A_L=1$, there is a difference of $2.8\sigma$ between P18 and non-CMB cosmological parameter constraints and $2.7\sigma$ between P18+lensing and non-CMB constraints. When $A_L$ is allowed to vary these tensions reduced to $1.9\sigma$ and $2.1\sigma$ respectively. Our P18+lensing+non-CMB data compilation positively favors the $w_0w_a$CDM parameterization without and with a varying $A_L$ parameter over the flat $\Lambda$CDM model, and $w_0w_a$CDM+$A_L$ is also positively favored over $w_0w_a$CDM. | 我々は、赤方偏移依存のDE流体状態方程式パラメータ$w(z) = w_0 + w_a z/(1+z)$を用いた空間的に平坦な動的ダークエネルギー(DE)$w_0w_a$CDMパラメータ化の性能を、CMBレンズ効果整合パラメータ$A_L$の変動の有無にかかわらず、プランク宇宙マイクロ波背景放射(CMB)データ(P18およびレンズ効果)、およびDESI BAOデータを含まないバリオン音響振動(BAO)測定、パンテオン+型Ia超新星(SNIa)観測、ハッブルパラメータ[$H(z)$]測定、および成長係数($f\sigma_8$)データポイントからなる非CMBデータの組み合わせに対して研究する。 最も制限の厳しいデータセットであるP18+レンズ効果+非CMBから、$w_0w_a$CDM+$A_L$パラメータ化に対して、$w_0=-0.879\pm 0.060$、$w_a=-0.39^{+0.26}_{-0.22}$、漸近極限$w(z\to\infty) = w_0+w_a=-1.27^{+0.20}_{-0.17}$、そして$A_L=1.078^{+0.036}_{-0.040}$が得られる（すべて1\sigma誤差）。 このCMBデータと非CMBデータの統合解析では、$\sim 1\sigma$では宇宙定数よりもDEダイナミクスが、$\sim 2\sigma$では$A_L>1$が宇宙定数よりも優位であることが示され、つまり、プランクCMB異方性データの平滑化が最良適合モデルで予測されるよりも大きいことが示唆される。 $A_L=1$の$w_0w_a$CDMパラメータ化では、DEダイナミクスを支持する証拠がより大きく、$\sim 2\sigma$となり、DEダイナミクスの証拠の少なくとも一部はプランクCMB異方性データの過剰な平滑化に由来することを示唆している。 $A_L=1$の$w_0w_a$CDMパラメータ化では、P18宇宙論パラメータ制約と非CMB宇宙論パラメータ制約の間には$2.8\sigma$の差があり、P18+レンズ効果と非CMB宇宙論パラメータ制約の間には$2.7\sigma$の差がある。 $A_L$ が変動することを許容すると、これらの張力はそれぞれ $1.9\sigma$ と $2.1\sigma$ に減少しました。 P18+レンズ効果+非CMBデータの統合により、$w_0w_a$CDM パラメータ化は、変動する $A_L$ パラメータの有無にかかわらず、平坦な $\Lambda$CDM モデルよりも有利であることが示されました。 また、$w_0w_a$CDM+$A_L$ も、$w_0w_a$CDM よりも有利であることが示されました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate a higher-form symmetry in type IIB superstring theory, which possesses an ${\rm SL}(2,\mathbb{Z})$ symmetry. From the point of view of the low-energy effective field theory, the ${\rm SL}(2,\mathbb{Z})$ symmetry is treated as a gauge symmetry. Hence, an $8$-form global symmetry $\mathbb{Z}_{12}^{[8]}$ emerges as a quantum symmetry. In this paper, we present an explicit construction of the topological operator associated with the $\mathbb{Z}_{12}^{[8]}$ symmetry. In this construction, the discriminant $\Delta(\tau)$ plays a central role. As a result, it becomes manifest that $\mathbb{Z}_{12}^{[8]}$ is the solitonic symmetry of $7$-branes. Furthermore, taking into account the extensions of the duality group, we also discuss what global symmetries emerge when considering not ${\rm SL}(2,\mathbb{Z})$ but ${\rm Mp}(2,\mathbb{Z})$, ${\rm GL}(2,\mathbb{Z})$, and ${\rm Pin}^+({\rm GL}(2,\mathbb{Z}))={\rm GL}^+(2,\mathbb{Z})$. | 我々は、タイプIIB超弦理論における高次形式対称性、すなわち${\rm SL}(2,\mathbb{Z})$対称性を持つ対称性を研究する。 低エネルギー有効場の理論の観点から、${\rm SL}(2,\mathbb{Z})$対称性はゲージ対称性として扱われる。 したがって、$8$形式大域対称性$\mathbb{Z}_{12}^{[8]}$が量子対称性として出現する。 本論文では、$\mathbb{Z}_{12}^{[8]}$対称性に関連する位相演算子の明示的な構成を示す。 この構成において、判別式$\Delta(\tau)$が中心的な役割を果たす。 その結果、$\mathbb{Z}_{12}^{[8]}$ が $7$ 次元ブレーンのソリトン対称性であることが明らかになる。 さらに、双対群の拡張を考慮して、${\rm SL}(2,\mathbb{Z})$ ではなく、${\rm Mp}(2,\mathbb{Z})$、${\rm GL}(2,\mathbb{Z})$、および ${\rm Pin}^+({\rm GL}(2,\mathbb{Z}))={\rm GL}^+(2,\mathbb{Z})$ を考慮した場合にどのような大域対称性が現れるかについても議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recently, the first author with A. Ardehali, M. Lemos, and L. Rastelli introduced the notion of graded unitarity for vertex algebras. This generalization of unitarity is motivated by the SCFT/VOA correspondence and introduces a novel Hilbert space structure on the state space of a large class of vertex algebras that are not unitary in the conventional sense. In this paper, we study the relative semi-infinite cohomology of graded-unitary vertex algebras that admit a chiral quantum moment map for an affine current algebra at twice the critical level. We show that the relative semi-infinite chain complex for such a graded-unitary vertex algebra has a structure analogous to that of differential forms on a compact K\"ahler manifold, generalizing a strong form of the classic construction of Banks--Peskin and Frenkel--Garland--Zuckerman. We deduce that the relative semi-infinite cohomology is itself graded-unitary, which establishes graded unitarity for a large class of vertex operator algebras arising from three- and four-dimensional supersymmetric quantum field theories. We further establish an outer USp$(2)$ action on the semi-infinite cohomology (which does not respect cohomological grading), analogous to the Lefschetz $\mathfrak{sl}(2)$ in K\"ahler geometry. We also show that the semi-infinite chain complex is quasi-isomorphic as a differential graded vertex algebra to its cohomology, in analogy to the formality result of Deligne--Griffiths--Morgan--Sullivan for the de Rham cohomology of compact K\"ahler manifolds. We conclude by observing consequences of these results to the associated Poisson vertex algebras and related finite-type derived Poisson reductions. | 最近、筆頭著者はA. Ardehali、M. Lemos、L. Rastelliと共に、頂点代数に対する次数付きユニタリー性の概念を導入した。 このユニタリー性の一般化はSCFT/VOA対応に着目したものであり、従来の意味でユニタリーではない多くの頂点代数の状態空間に新しいヒルベルト空間構造を導入する。 本論文では、臨界レベルの2倍でアフィンカレント代数に対するカイラル量子モーメント写像を許容する次数付きユニタリー頂点代数の相対半無限コホモロジーを研究する。 このような次数付きユニタリー頂点代数の相対半無限鎖複体は、コンパクト K\"ahler 多様体上の微分形式に類似した構造を持ち、Banks-Peskin と Frenkel-Garland-Zuckerman の古典的な構成の強い形式を一般化していることを示す。 相対半無限コホモロジー自体が次数付きユニタリーであることが示され、これにより 3 次元および 4 次元超対称量子場の理論から生じる多くの頂点作用素代数に次数付きユニタリー性が確立される。 さらに、K\"ahler 幾何学における Lefschetz $\mathfrak{sl}(2)$ に類似した、半無限コホモロジー（コホモロジー次数を尊重しない）に対する外接 USp$(2)$ 作用を確立する。 また、半無限鎖複体が、そのコホモロジーに対する微分次数付き頂点代数として準同型であることを示す。 これは、コンパクト・ケーラー多様体のド・ラーム・コホモロジーに対するドリーニュ-グリフィス-モーガン-サリバンの形式性の結果と類似している。 結論として、これらの結果が関連するポアソン頂点代数および関連する有限型導来ポアソン還元に及ぼす影響について考察する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| It is well known that continuous symmetries of quantum fields can be realized non-linearly, e.g. in the context of sigma models, and can also be spontaneously broken on non-compact spacetimes. In this note we study how these effects are realized in the context of the topological symmetry theory for continuous symmetries. In particular, we explain cosets realizations and their higher $p$-form symmetry versions from this perspective, as well as uplifts to higher groups and non-invertible symmetries. Moreover, using a setup with boundaries and corners, we explore spontaneous symmetry breaking scenarios for higher $p$-form symmetries as well as non-Abelian $0$-form symmetries. | 量子場の連続対称性は、例えばシグマ模型の文脈において非線形的に実現され得ること、また非コンパクト時空上では自発的に破れることがよく知られている。 本稿では、これらの効果が連続対称性の位相対称性理論の文脈においてどのように実現されるかを考察する。 特に、この観点から、剰余類実現とその高次p型対称性版、そして高次群および非可逆対称性への上昇を説明する。 さらに、境界とコーナーを含む設定を用いて、高次p型対称性および非アーベル0型対称性における自発的対称性の破れのシナリオを探求する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the collective dynamics of multivortex assemblies in a two dimensional (2D) toroidal fluid film of distinct curvature and topology. The incompressible and inviscid nature of the fluid allows a Hamiltonian description of the vortices, along with a self-force of geometric origin, arising from the standard Kirchhoff-Routh regularization procedure. The Hamiltonian dynamics is constructed in terms of $q$-digamma functions $\Psi_q(z)$, closely related to the Schottky-Klein prime function known to arise in multiply connected domains. We show the fundamental motion of the two-vortex system and identify five classes of geodesics on the torus for the special case of a vortex dipole, along with subtle distinctions from vortices in quantum superfluids. In multivortex assemblies, we observe that a randomly initialized cluster of vortices of the same sign and strength (chiral cluster) remains geometrically confined on the torus, while undergoing an overall drift along the toroidal direction, exhibiting collective dynamics. A cluster of fast and slow vortices also show the collective toroidal drift, with the fast ones predominantly occupying the core region and the slow ones expelled to the periphery of the revolving cluster. Vortex clusters of mixed sign but zero net circulation (achiral cluster) show unconfined dynamics and scatter all over the surface of the torus. A chiral cluster with an impurity in the form of a single vortex of opposite sign also show similar behavior as a pure chiral cluster, with occasional ``jets" of dipoles leaving and re-entering the revolving cluster. The work serves as a step towards analysis of vortex clusters in models that incorporate harmonic velocities in the Hodge decomposition. | 我々は、異なる曲率と位相を持つ2次元（2D）トロイダル流体膜における多重渦集合体の集団ダイナミクスを解析する。 流体の非圧縮性かつ非粘性の性質により、標準的なキルヒホッフ・ラウス正則化手順から生じる幾何学的起源の自己力とともに、渦のハミルトン記述が可能となる。 ハミルトン力学は、多重連結領域で生じることが知られるショットキー・クライン素関数と密接に関連する$q$-ディガンマ関数$\Psi_q(z)$によって構成される。 我々は2渦系の基本運動を示し、特別な場合である渦双極子について、トーラス上の測地線の5つのクラスを特定するとともに、量子超流体における渦との微妙な違いを明らかにする。 多重渦集合体では、同じ符号と強度を持つランダムに初期化された渦のクラスター（カイラルクラスター）が、トーラス上に幾何学的に閉じ込められたまま、全体としてトロイダル方向に沿ってドリフトし、集団ダイナミクスを示すことが観測されます。 高速渦と低速渦のクラスターもまた集団的なトロイダルドリフトを示し、高速渦は主にコア領域を占め、低速渦は回転クラスターの周縁へと追い出されます。 混合符号だが正味循環がゼロの渦クラスター（アキラルクラスター）は、閉じ込められていないダイナミクスを示し、トーラス表面全体に散らばります。 単一で反対符号の渦という不純物を含むカイラルクラスターも、純粋なカイラルクラスターと同様の挙動を示し、時折、双極子の「ジェット」が回転するクラスターから出て再びクラスターに入る。 本研究は、ホッジ分解に調和速度を取り入れたモデルにおける渦クラスターの解析に向けた一歩となる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We calculate the Casimir energy for the configuration of two parallel plates coupled to nonabelian gauge fields with a Yang-Mills action. We consider both 2+1 and 3+1 dimensions in the manifestly gauge-invariant formalism we have pursued over the last several years which allows us to factor out the gauge degrees of freedom. A boundary action in the functional integral, equivalent to the insertion of operators representing the plates, is used to enforce the required boundary conditions for the gauge fields. The result is for a kinematic regime corresponding to the exchange of gluons with a dynamically generated mass. We find good agreement in 2+1 dimensions and reasonable agreement in 3+1 dimensions with lattice-based numerical evaluations. | ヤン・ミルズ作用を持つ非可換ゲージ場と結合した2枚の平行板の配置におけるカシミールエネルギーを計算する。 過去数年間にわたり我々が追求してきた、ゲージ自由度を因数分解することを可能にする明白なゲージ不変な形式論において、2+1次元と3+1次元の両方を考慮する。 関数積分における境界作用（板を表す演算子の挿入と同等）は、ゲージ場に必要な境界条件を強制するために用いられる。 結果は、動的に生成された質量を持つグルーオンの交換に対応する運動学的領域となる。 格子ベースの数値評価と、2+1次元では良好な一致が、3+1次元では妥当な一致が得られた。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We use the well established duality of topological gravity to a double scaled matrix model with the Airy spectral curve to define what we refer to as topological gravity with arbitrary Dyson index $\upbeta$ ($\upbeta$ topological gravity). On the matrix model side this is an interpolation in the Dyson index between the Wigner-Dyson classes, on the gravity side it can be thought of as interpolating between orientable and unorientable manifolds in the gravitational path integral, opening up the possibility to study moduli space volumes of manifolds ``in between''. Using the perturbative loop equations we study correlation functions of this theory and prove several structural properties, having clear implications on the generalised moduli space volumes. Additionally we give a geometric interpretation of these properties using the generalisation to arbitrary Dyson index of the recently found Mirzakhani-like recursion for unorientable surfaces. Using these properties, we investigate whether $\upbeta$-topological gravity is quantum chaotic in the sense of the BGS conjecture. Along the way we answer this question for the last Wigner-Dyson class not studied in the literature, the symplectic one, and establish strong evidence for quantum chaos for this variety of the theory, and thus for all bosonic varieties of topological gravity. For the general $\upbeta$ case we also argue for the case of quantum chaoticity, based on novel constraints we find to be obeyed by genuinely non Wigner-Dyson parts of the moduli space volumes. As for the general $\upbeta$ case the universal behaviour expected from a chaotic system is not known analytically we give first steps how to obtain it, starting with the result of $\upbeta$ topological gravity and comparing then to a numerical evaluation of the universal result. | 我々は、エアリースペクトル曲線を用いた二重スケール行列モデルに対する位相重力の確立された双対性を用いて、任意のダイソン指数$\upbeta$を持つ位相重力（$\upbeta$位相重力）を定義する。 行列モデル側ではこれはウィグナー-ダイソン類間のダイソン指数の補間であり、重力側では重力経路積分における向き付け可能な多様体と向き付け不可能な多様体間の補間と考えることができ、「中間の」多様体のモジュライ空間体積を研究する可能性を開く。 摂動ループ方程式を用いて、この理論の相関関数を研究し、一般化モジュライ空間体積に明確な意味を持ついくつかの構造的性質を証明する。 さらに、向き付け不可能な曲面に対して最近発見されたミルザハニ型再帰の任意のダイソン指数への一般化を用いて、これらの性質の幾何学的解釈を与える。 これらの性質を用いて、$\upbeta$-位相重力がBGS予想の意味で量子カオス的であるかどうかを検証する。 その過程で、文献で研究されていない最後のウィグナー-ダイソン類、シンプレクティック類についてこの問いに答え、この理論多様体、ひいては位相重力のすべてのボソン多様体について量子カオスの強力な証拠を確立する。 一般的な$\upbeta$の場合については、モジュライ空間体積の真に非ウィグナー-ダイソン部分が従うと判明した新しい制約に基づいて、量子カオス性の場合についても議論する。 一般的な$\upbeta$の場合については、カオス系に期待される普遍的な振る舞いは解析的に分かっていないため、$\upbeta$位相重力の結果から始めて、その普遍的な結果の数値評価と比較することにより、それを得るための第一歩を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Lattice gauge theories in varying dimensions, lattice volumes, and truncations offer a rich family of targets for Hamiltonian simulation on quantum devices. In return, formulating quantum simulations can provide new ways of thinking about the quantum structure of gauge theories. In this work, we consider pure $SU(3)$ gauge theory in two and three spatial dimensions in a streamlined version of the electric basis. We use a formulation of the theory that balances locality of the Hamiltonian and size of the gauge-invariant state space, and we classically pre-compute dictionaries of plaquette operator matrix elements for use in circuit construction. We build circuits for simulating time evolution on arbitrary lattice volumes, spanning circuits suitable for NISQ era hardware to future fault-tolerant devices. Relative to spin models, time evolution in lattice gauge theories involves more complex local unitaries, and the Hilbert space of all quantum registers may have large unphysical subspaces. Based on these features, we develop general, volume-scalable tools for optimizing circuit depth, including pruning and fusion algorithms for collections of large multi-controlled unitaries. We describe scalings of quantum resources needed to simulate larger circuits and some directions for future algorithmic development. | 様々な次元、格子体積、および切断における格子ゲージ理論は、量子デバイス上のハミルトニアンシミュレーションのための豊富なターゲットファミリーを提供します。 その見返りとして、量子シミュレーションの定式化は、ゲージ理論の量子構造に関する新しい考え方を提供します。 本研究では、簡素化された電気基底における2次元および3次元の純粋SU(3)ゲージ理論を考察します。 ハミルトニアンの局所性とゲージ不変状態空間のサイズのバランスをとる理論の定式化を使用し、回路構築に用いるプラケット作用素行列要素の辞書を古典的な方法で事前計算します。 NISQ時代のハードウェアから将来のフォールトトレラントデバイスまで、任意の格子体積上の時間発展をシミュレーションするための回路を構築します。 スピンモデルと比較して、格子ゲージ理論における時間発展はより複雑な局所ユニタリーを伴い、すべての量子レジスタのヒルベルト空間は大きな非物理的な部分空間を持つ可能性がある。 これらの特徴に基づき、我々は回路の深さを最適化するための汎用的でボリュームスケーラブルなツールを開発する。 これには、大規模な多重制御ユニタリーの集合に対する枝刈りおよび融合アルゴリズムが含まれる。 我々は、大規模回路のシミュレーションに必要な量子リソースのスケーリングと、将来のアルゴリズム開発の方向性について述べる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present an approach to deriving positivity bounds on effective field theories by analyzing the thermodynamic behavior of thermal quantum field systems. Focusing on scalar theories with higher-dimensional operators, we compute the finite-temperature entropy using thermal field theory techniques. We argue that consistency with fundamental thermodynamic principles--specifically, the expectation that entropy increases with the introduction of new degrees of freedom--imposes nontrivial constraints on Wilson coefficients. In particular, we show that the coefficient of the leading dimension-8 operator must be strictly positive. This thermodynamic perspective offers an alternative to traditional S-matrix-based derivations of positivity bounds and provides a complementary perspective into the interplay between entropy, unitarity, and causality in quantum field theory. | 熱量子場系の熱力学的挙動を解析することにより、有効場の理論における正値性上界を導く手法を提示する。 高次元演算子を持つスカラー理論に焦点を当て、熱場理論の手法を用いて有限温度エントロピーを計算する。 基本的な熱力学原理との整合性、具体的には、新しい自由度の導入に伴ってエントロピーが増加するという期待は、ウィルソン係数に非自明な制約を課すと主張する。 特に、8次元演算子の係数は厳密に正でなければならないことを示す。 この熱力学的な視点は、従来のS行列に基づく正値性上界の導出に代わるものであり、場の量子論におけるエントロピー、ユニタリー性、因果律の相互作用に対する補完的な視点を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Symmetric teleparallel gravity and its $f(Q)$ extensions have emerged as promising alternatives to General Relativity (GR), yet the role of explicit geometry-matter couplings remains largely unexplored. In this work, we address this gap by proposing a generalized $f(Q,\mathcal{L}_m)$ theory, where the gravitational Lagrangian density depends on both the non-metricity scalar $Q$ and the matter Lagrangian $\mathcal{L}_m$. This formulation naturally includes Coincident GR and the Symmetric Teleparallel Equivalent of GR as special cases. Working in the metric formalism, we derive the corresponding field equations, which generalize those of the standard $f(Q)$ gravity, and obtain the modified Klein-Gordon equation for scenarios involving scalar fields. The cosmological implications of the theory are explored in the context of the Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker (FLRW) universe. As a first step, we obtain the modified Friedmann equations for $f(Q,\mathcal{L}_m)$ gravity in full generality. We then investigate specific cosmological models arising from both linear and non-linear choices of $f(Q,\mathcal{L}_m)$, performing detailed comparisons with the standard $\Lambda$CDM scenario and examining their observational consequences. | 対称テレパラレル重力理論とその$f(Q)$拡張は、一般相対論（GR）の有望な代替として浮上しているが、明示的な幾何学-物質結合の役割は未だほとんど未解明である。 本研究では、一般化$f(Q,\mathcal{L}_m)$理論を提案することでこのギャップを埋める。 この理論では、重力ラグランジアン密度は非計量性スカラー$Q$と物質ラグランジアン$\mathcal{L}_m$の両方に依存する。 この定式化には当然のことながら、一致一般相対論と一般相対論の対称テレパラレル等価が特別な場合として含まれる。 計量形式論を用いて、標準的な$f(Q)$重力の方程式を一般化する対応する場の方程式を導出し、スカラー場を含むシナリオに対する修正されたクライン・ゴルドン方程式を得る。 この理論の宇宙論的含意を、フリードマン・ルメートル・ロバートソン・ウォーカー（FLRW）宇宙の文脈で探求する。 第一段階として、$f(Q,\mathcal{L}_m)$重力に対する修正フリードマン方程式を完全な一般性で得る。 次に、$f(Q,\mathcal{L}_m)$の線形および非線形の選択から生じる特定の宇宙論モデルを調査し、標準的な$\Lambda$CDMシナリオとの詳細な比較を行い、それらの観測的帰結を検証する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We use the framework of $\textit{BCFT tensor networks}$ to present a microscopic CFT derivation of the correspondence between reflected entropy (RE) and entanglement wedge cross section (EW) in AdS$_3$/CFT$_2$, for both bipartite and multipartite settings. These fixed-point tensor networks, obtained by triangulating Euclidean CFT path integrals, allow us to explicitly construct the canonical purification via cutting-and-gluing CFT path integrals. Employing modular flow in the large-$c$ limit, we demonstrate that these intrinsic CFT manipulations reproduce bulk geometric prescriptions, without assuming the AdS/CFT dictionary. The emergence of bulk geometry is traced to coarse-graining over heavy states in the large-$c$ limit. Universal coarse-grained BCFT data for compact 2D CFTs, through the relation to Liouville theory with ZZ boundary conditions, yields hyperbolic geometry on the Cauchy slice. The corresponding averaged replica partition functions reproduce all candidate EWs, arising from different averaging patterns, with the dominant one providing the correct RE and EW. In this way, many heuristic tensor-network intuitions in toy models are made precise and established directly from intrinsic CFT data. | 我々は$\textit{BCFTテンソルネットワーク}$の枠組みを用いて、AdS$_3$/CFT$_2$における反射エントロピー（RE）とエンタングルメントウェッジ断面積（EW）の対応関係を、二部および多部設定の両方について、微視的CFT法で導出する。 ユークリッドCFT経路積分を三角分割することで得られるこれらの固定点テンソルネットワークは、CFT経路積分の切断と接着による正準精製を明示的に構築することを可能にする。 大$c$極限におけるモジュラーフローを用いることで、これらの固有のCFT操作が、AdS/CFT辞書を仮定することなく、バルク幾何学的規定を再現することを示す。 バルク幾何学の出現は、大$c$極限における重い状態上の粗視化に遡ることができる。 コンパクト2次元CFTに対する普遍的粗視化BCFTデータは、ZZ境界条件を伴うリウヴィル理論との関連を通して、コーシースライス上の双曲幾何学をもたらす。 対応する平均レプリカ分割関数は、異なる平均化パターンから生じるすべての候補EWを再現し、支配的な関数が正しいREとEWを提供する。 このようにして、トイモデルにおける多くのヒューリスティックなテンソルネットワークの直感は、固有のCFTデータから直接的に精密化され、確立される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Within the liquid drop model built up with the nuclear interaction parametrization Sk$\chi$450, which is based on the chiral effective field theory, we calculate numerically the internal energy density for each of nuclear pasta phases and for the uniform nuclear matter. We provide quantitative arguments in favor of coexistence of various nuclear matter phases at a significant range of total pressure within the inner crust of neutron stars, a concept known as crystal polymorphism. Specifically, we find that differences of the internal energy per baryon for various phases are typically less than the thermal energy per a freedom degree at temperature about $10^8$--$10^9$ K, which sets the energetic scale for thermal fluctuations of state of Fermi liquid from the ground state. The nuclear energy contributions are described using the same parametrization Sk$\chi$450 for the bulk, plain surface and curvature terms. We find that the introduction of the curvature correction changes the ground state in a relevant way. This may be understood as a consequence of the corresponding change in size of the nucleus, which significantly modifies the phase transition densities. Using the calculated structural parameters from liquid drop model, we explore the physical consequences of the expected Cooper pairing of protons in lasagna phase. In this case, we find a crossover between the discreet layered and the three-dimensional anisotropic regimes of superconductivity. Additionally, we study the magnetic stress in lasagna accounting for a rotational lag between superfluid neutrons and the crystal lattice, which is believed to develop naturally in pulsars and magnetars. Our results offer a preliminary insight into rich magnetic properties of the inner crust of neutron stars. | カイラル有効場理論に基づく核相互作用パラメータ化Sk$\chi$450を用いて構築された液滴モデルにおいて、各核相および均一核物質の内部エネルギー密度を数値的に計算する。 中性子星内部殻内の全圧のかなりの範囲において、様々な核物質相が共存することを支持する定量的な議論を提示する。 この概念は結晶多形性として知られる。 具体的には、様々な相における重粒子あたりの内部エネルギーの差は、典型的には、フェルミ液体の基底状態からの熱揺らぎのエネルギースケールを設定する約10^8～10^9Kの温度において、自由度あたりの熱エネルギーよりも小さいことを見出した。 核エネルギーの寄与は、バルク、平面表面、および曲率項に対して同じパラメータ化Sk$\chi$450を用いて記述される。 曲率補正の導入により、基底状態が重要な形で変化することがわかりました。 これは、原子核のサイズがそれに応じて変化し、相転移密度が大きく変化した結果であると理解できます。 液滴モデルから計算された構造パラメータを用いて、ラザニア相における陽子のクーパー対形成の物理的影響を検証しました。 この場合、超伝導の離散層状領域と三次元異方性領域の間のクロスオーバーが見られます。 さらに、パルサーやマグネターで自然に発生すると考えられている、超流動中性子と結晶格子間の回転遅れを説明するラザニア相の磁気応力についても調べました。 私たちの結果は、中性子星内部の豊富な磁気特性についての予備的な知見を提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Models of quantum spacetime that are consistent with quantum energy inequalities potentially enable the formation of Planck scale wormholes. Building on the proposal of Morris, Thorne, and Yurtsever that such microscopic spacetime structures might be enlarged to macroscopic size, we revisit Roman's analysis of a wormhole in an inflationary de Sitter background. In this context, we introduce a refined quasi-local toy mechanism, which we call the local inflation bubble. This construction inflates a compact region of spacetime and thereby magnifies the underlying microstructure. Using the Einstein equations we determine the required stress-energy to sustain the bubble and obtain intrinsic lower bounds for the corresponding energy density, while acknowledging the continued reliance on exotic matter. | 量子エネルギー不等式と整合する量子時空モデルは、プランクスケールのワームホールの形成を可能にする可能性がある。 Morris、Thorne、およびYurtseverによる、このような微視的時空構造が巨視的サイズにまで拡大される可能性があるという提案に基づき、インフレーション・ド・ジッター背景におけるワームホールに関するRomanの解析を再検討する。 この文脈において、我々は改良された準局所玩具メカニズムを導入し、これを局所インフレーション・バブルと呼ぶ。 この構成は、コンパクトな時空領域を膨張させ、それによって基礎にある微視構造を拡大する。 アインシュタイン方程式を用いて、バブルを維持するために必要な応力エネルギーを決定し、対応するエネルギー密度の固有の下限値を得る。 ただし、エキゾチック物質への依存が継続していることを認識している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Feigin-Frenkel homomorphism underpinning the Wakimoto construction realises an affine Lie algebra at critical level in terms of the $\beta\gamma$-system of free fields. It was recently shown that much of the construction also goes through for double loop algebras. However, certain divergent sums appear. In this paper, we show that, suggestively, these sums vanish when one performs $\zeta$-function regularisation. | 脇本構成の基盤となるフェイギン・フレンケル準同型は、自由体の$\beta\gamma$系を用いて臨界レベルのアフィン・リー代数を実現する。 最近、この構成の大部分は二重ループ代数に対しても成立することが示された。 しかしながら、ある種の発散和が現れる。 本論文では、示唆的なことに、これらの和が$\zeta$関数正則化を行うと消滅することを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We compute the modular flow and conjugation of time interval algebras of conformal Generalized Free Fields (GFF) in $(0+1)$-dimensions in vacuum. For non-integer scaling dimensions, for general time-intervals, the modular conjugation and the modular flow of operators outside the algebra are non-geometric. This is because they involve a Generalized Hilbert Transform (GHT) that treats positive and negative frequency modes differently. However, the modular conjugation and flows viewed in the dual bulk AdS$_2$ are local, because the GHT geometrizes as the local antipodal symmetry transformation that pushes operators behind the Poincar\'e horizon. These algebras of conformal GFF satisfy a $\textit{Twisted Modular Inclusion}$ and a $\textit{Twisted Modular Intersection}$ property. We prove the converse statement that the existence of a (twisted) modular inclusion/intersection in any quantum system implies a representation of the (universal cover of) conformal group $PSL(2,\mathbb{R})$, respectively. We discuss the implications of our result for the emergence of Stringy AdS$_2$ geometries in large $N$ theories without a large gap. Our result applied to higher dimensional eternal AdS black holes explains the emergence of two copies of $PSL(2,\mathbb{R})$ on future and past Killing horizons. | 真空中の $(0+1)$ 次元における共形一般化自由場 (GFF) の時間区間代数のモジュラーフローと共役を計算する。 非整数スケーリング次元の場合、一般の時間区間では、代数外部の作用素のモジュラー共役とモジュラーフローは非幾何的である。 これは、これらが正と負の周波数モードを別々に扱う一般化ヒルベルト変換 (GHT) を伴うためである。 しかし、双対バルク AdS$_2$ から見たモジュラー共役とフローは局所的である。 なぜなら、GHT は作用素をポアンカレ地平線の背後に押しやる局所対蹠対称変換として幾何化するからである。 これらの共形 GFF 代数は、$\textit{Twisted Modular Inclusion}$ と $\textit{Twisted Modular Intersection}$ の性質を満たす。 我々は、任意の量子系における（ねじれた）モジュラー包含／交差の存在は、それぞれ共形群$PSL(2,\mathbb{R})$（の普遍被覆）の表現を意味するという逆の命題を証明する。 我々は、大きなギャップのない大規模$N$理論におけるストリングAdS$_2$幾何学の出現に対する我々の結果の含意を議論する。 我々の結果を高次元永遠AdSブラックホールに適用することで、未来および過去のキリング地平線における$PSL(2,\mathbb{R})$の2つのコピーの出現を説明する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate coupling selection rules in heterotic string theory on non-Abelian orbifolds. Since boundary conditions on the orbifolds are classified by conjugacy classes of space group elements, non-Abelian orbifolds give rise to non-invertible selection rules on couplings among twisted sectors as well as ones including untwisted sectors. Furthermore, we find that non-invertible selection rules lead to characteristic patterns of Yukawa matrices. | 非アーベルオービフォールド上のヘテロティック弦理論における結合選択則を考察する。 オービフォールド上の境界条件は空間群元の共役類によって分類されるため、非アーベルオービフォールドは、ねじれセクター間の結合だけでなく、ねじれていないセクターを含む結合にも非可逆な選択則をもたらす。 さらに、非可逆な選択則は湯川行列の特徴的なパターンにつながることを見いだした。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Berry phase is a geometric phase that is important in explaining topological quantum phenomena. The Berry phase is also important in non-perturbative phenomena, as the imaginary part of the phase explains the non-perturbative transitions. However, problems arose because the singular perturbation with respect to the Planck constant has not been treated adequately in conventional calculations, where the most serious problem is the arbitrariness of approximate calculations. To solve this problem, we consider the exact WKB, which is a mathematical method that treats perturbative expansion with respect to the Planck constant as a rigorous singular perturbation. This method is also a powerful computational tool that makes analytical computation much easier for mathematical software. Using the exact WKB, we analyze the derivation of the dynamical and the geometric exponents in generalized Landau-Zener models, highlighting the differences from other calculational methods. The discontinuity of complex geometric factor is a universal phenomenon that manifests itself in phase transitions, boundaries, particle generation, and topology changes. These phenomena are ``non-perturbative'' in physics, while mathematically, these discontinuities can be deeply related to the singular structure of complex analysis. The mathematical structure of these phenomena will be revealed by using the exact WKB. | ベリー位相は、位相量子現象を説明する上で重要な幾何学的位相である。 また、ベリー位相は非摂動論的現象においても重要であり、位相の虚数部は非摂動論的遷移を説明する。 しかしながら、従来の計算ではプランク定数に関する特異摂動が適切に扱われていなかったために問題が発生し、最も深刻な問題は近似計算の任意性であった。 この問題を解決するために、我々は厳密なWKB法を検討する。 これは、プランク定数に関する摂動展開を厳密な特異摂動として扱う数学的手法である。 この手法はまた、数学ソフトウェアによる解析計算を大幅に容易にする強力な計算ツールでもある。 我々は厳密なWKB法を用いて、一般化ランダウ・ツェナー模型における動的指数と幾何学的指数の導出を解析し、他の計算手法との違いを明らかにする。 複素幾何因子の不連続性は、相転移、境界、粒子生成、トポロジー変化といった形で現れる普遍的な現象です。 これらの現象は物理学では「非摂動論的」ですが、数学的には、これらの不連続性は複素解析の特異構造と深く関連していると考えられます。 これらの現象の数学的構造は、厳密なWKBを用いることで明らかにされます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This work explores the prospect of using the plunge to identify potential black hole mimickers. We show that the plunge excites two generic spectral features. (i) At low frequencies, there is a comb of sharp resonances at the real parts of the mimicker quasi-normal modes. (ii) Above a threshold $M\omega_{\rm th}\!\approx\!0.39$ (for the dominant mode), the spectrum undergoes a qualitative break: with the black hole mimicker displaying significant deviations from the black hole. Though individual plunge SNRs in extreme mass ratio events are low and detecting them in a sea of noise is difficult, the coherent spectral features identified here may allow for enhancing the SNR by using multiple events. | 本研究では、プランジ現象を用いて潜在的なブラックホール模倣物体を特定する可能性を探る。 プランジ現象は2つの一般的なスペクトル特性を励起することを示す。 (i) 低周波数域では、模倣物体の準正規モードの実部において、鋭い共鳴の櫛形構造が見られる。 (ii) 閾値$M\omega_{\rm th}\!\approx\!0.39$（支配的なモードの場合）を超えると、スペクトルは質的に変化し、ブラックホール模倣物体はブラックホールから著しく逸脱する。 極端な質量比の事象における個々のプランジ現象のSNRは低く、ノイズの海の中で検出することは困難であるが、ここで特定されたコヒーレントなスペクトル特性は、複数の事象を用いることでSNRを向上させる可能性を秘めている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We discuss the relationship between the Swampland program and QM2-branes, which are supersymmetric M2-branes with discrete spectrum. The worldvolume description of these M2-branes is well-known. The global description is given in terms of twisted torus bundles with monodromy in $\mathrm{SL}(2,\mathbb{Z})$. In particular, we show that the towers of states that ensure the Swampland Distance Conjecture for type II maximal supergravity in nine dimensions are directly related to QM2-branes with trivial monodromy on a background that is toroidally compactified. | 我々は、スワンプランド計画とQM2ブレーンとの関係について議論する。 QM2ブレーンは離散スペクトルを持つ超対称M2ブレーンである。 これらのM2ブレーンの世界体積記述はよく知られている。 大域記述は、モノドロミーを持つねじれたトーラス束によって与えられる。 $\mathrm{SL}(2,\mathbb{Z})$ において。 特に、9次元におけるタイプII最大超重力に対するスワンプランド距離予想を保証する状態の塔が、トーラス状にコンパクト化された背景上の自明なモノドロミーを持つQM2ブレーンと直接関連していることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we study the holographic quantum entanglement structure in the finite-temperature CFT state/planar BTZ black hole correspondence from the perspective of entanglement threads. Unlike previous studies based on bit threads, these entanglement threads provide a more detailed characterization of the contribution sources to the von Neumann entropy of boundary subregions, in particular by quantitatively deriving the flux function of entanglement threads that traverse the wormhole horizon and connect the two asymptotic boundaries. Since entanglement threads are naturally and closely related to tensor network states, the results are argued to imply the existence of the perfect-type entanglement formed jointly by the entanglement threads crossing the wormhole and the internal threads in the single-sided boundary. We also discuss the close connections of this work with concepts such as bit threads and partial entanglement entropy. | 本論文では、有限温度CFT状態/平面BTZブラックホール対応におけるホログラフィック量子エンタングルメント構造を、エンタングルメントスレッドの観点から考察する。 ビットスレッドに基づくこれまでの研究とは異なり、これらのエンタングルメントスレッドは、特にワームホール地平線を横断し、2つの漸近境界を結ぶエンタングルメントスレッドのフラックス関数を定量的に導くことにより、境界小領域のフォン・ノイマン・エントロピーへの寄与源についてより詳細な特徴付けを提供する。 エンタングルメントスレッドはテンソルネットワーク状態と自然に密接に関連しているため、これらの結果は、ワームホールを横断するエンタングルメントスレッドと片側境界内の内部スレッドによって共同で形成される完全型エンタングルメントの存在を意味すると主張される。 また、本研究とビットスレッドや部分エンタングルメントエントロピーなどの概念との密接な関連性についても議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In a recent article we showed that the analog of the cosmological constant in two spacetime dimensions for a wide variety of integrable quantum field theories has the form $\rho_{\rm vac} = - m^2 /2 \mathfrak{g} $ where $m$ is a physical mass and $\mathfrak{g} $ is a generalized coupling, where in the free field limit $\mathfrak{g} \to 0$, $\rho_{\rm vac}$ diverges. We speculated that in four spacetime dimensions $\rho_{\rm vac} $ takes a similar form $\rho_{\rm vac} = - m^4/2 \mathfrak{g}$, but did not support this idea in any specific model. In this article we study this problem for $\lambda \phi^4$ theory in $d$ spacetime dimensions. We show how to obtain the exact $\rho_{\rm vac}$ for the sinh-Gordon theory in the weak coupling limit by using a saddle point approximation. This calculation indicates that the cosmological constant can be well-defined, positive or negative, without spontaneous symmetry breaking. We also show that $\rho_{\rm vac}$ satisfies a Callan-Symanzik type of renormalization group equation. For the most interesting case physically, $\rho_{\rm vac}$ is positive and can arise from a marginally relevant negative coupling $\mathfrak{g}$ and the cosmological constant flows to zero at low energies. | 最近の論文で、様々な積分可能な量子場の理論において、2次元時空における宇宙定数の類似体が $\rho_{\rm vac} = - m^2 /2 \mathfrak{g} $ の形をとることを示した。 ここで $m$ は物理的な質量、$\mathfrak{g} $ は一般化された結合であり、自由場の極限 $\mathfrak{g} \to 0$ では $\rho_{\rm vac}$ は発散する。 4次元時空においては $\rho_{\rm vac} $ は同様の形 $\rho_{\rm vac} = - m^4/2 \mathfrak{g}$ をとると推測したが、この考えを特定のモデルで裏付けることはできなかった。 本論文では、この問題を $d$ 次元時空における $\lambda \phi^4$ 理論について考察する。 鞍点近似を用いて、弱結合極限における sinh-Gordon 理論の正確な $\rho_{\rm vac}$ を得る方法を示す。 この計算は、宇宙定数が自発的対称性の破れなしに、正または負の値を明確に定義できることを示している。 また、$\rho_{\rm vac}$ が Callan-Symanzik 型のくりこみ群方程式を満たすことも示す。 物理的に最も興味深いケースとして、$\rho_{\rm vac}$ は正であり、限界的に重要な負の結合 $\mathfrak{g}$ から生じ、低エネルギーで宇宙定数がゼロに流れ込む場合がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present multifermions in the spherically symmetric Einstein-Dirac system. Dirac fermions are self-localized within a spherically symmetric Einstein gravity, i.e., the Schwarzschild-like space-time metric. Most of previous studies of the Einstein-Dirac system are restricted to two neutral fermions or to many fermions with the same high-angular momentum filling a single shell. Our model considers full-filling of fermions in multiple shells, similarly to the conventional nuclear shell model. We solve the model for fermion numbers $N_\textrm{f}=2,6,12$ and $20$, which can realize a spherically symmetric system. Even single-shell multifermions exhibit a multipeak structure and fragmentation in the high redshift region. The behavior observed in our multishell model can be explained by interactions between the shells and resulting delocalization. We also investigate the pressure of the solutions which defines the existence (or absence) of intershell interactions. The radial pressure is attractive, supporting compactness of the solutions. Finally, we show the correlations between the nontrivial changes in the Shannon entropy (a logarithmic measure of information content) and the structural deformations of the solutions. | 球対称アインシュタイン-ディラック系におけるマルチフェルミオンを提示する。 ディラックフェルミオンは、球対称アインシュタイン重力、すなわちシュワルツシルト型時空計量内に自己局在する。 これまでのアインシュタイン-ディラック系研究のほとんどは、2つの中性フェルミオン、または単一の殻を満たす同じ高角運動量を持つ多数のフェルミオンに限定されている。 我々のモデルは、従来の原子核殻モデルと同様に、複数の殻におけるフェルミオンの完全充填を考慮する。 球対称系を実現できるフェルミオン数$N_\textrm{f}=2, 6, 12$、および$20$についてモデルを解く。 単一殻のマルチフェルミオンでさえ、高赤方偏移領域で多ピーク構造とフラグメンテーションを示す。 我々のマルチシェルモデルで観測される挙動は、シェル間の相互作用と、その結果生じる非局在化によって説明できる。 また、シェル間相互作用の有無を定義する解の圧力についても調べた。 ラジアル圧力は引力であり、解のコンパクト性を支持する。 最後に、シャノンエントロピー（情報量の対数的尺度）の非自明な変化と解の構造変形との間の相関関係を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We provide a rigorous proof of the Gang-Yonekura formula describing the transformation of the 3D index under Dehn filling a cusp in an orientable 3-manifold. The 3D index, originally introduced by Dimofte, Gaiotto and Gukov, is a physically inspired q-series that encodes deep topological and geometric information about cusped 3-manifolds. Building on the interpretation of the 3D index as a generating function over Q-normal surfaces, we introduce a relative version of the index for ideal triangulations with exposed boundary. This notion allows us to formulate a relative Gang-Yonekura formula, which we prove by developing a gluing principle for relative indices and establishing an inductive framework in the case of layered solid tori. Our approach makes use of Garoufalidis-Kashaev's meromorphic extension of the index, along with new identities involving q-hypergeometric functions. As an application, we study the limiting behaviour of the index for large fillings. We also develop code to perform certified computations of the index, guaranteeing correctness up to a specified accuracy. Our extensive computations support the topological invariance of the 3D index and suggest a well-defined extension to closed manifolds. | 我々は、有向3次元多様体におけるカスプをデーン充填する3次元インデックスの変換を記述するGang-Yonekura公式の厳密な証明を与える。 Dimofte、Gaiotto、Gukovによって最初に導入された3次元インデックスは、物理的にインスパイアされたq級数であり、カスプ3次元多様体に関する深い位相的および幾何学的情報を符号化する。 3次元インデックスをQ正規面上の生成関数として解釈することに基づき、露出した境界を持つイデアル三角形分割に対する相対的なインデックスを導入する。 この概念により、相対的なGang-Yonekura公式を定式化することが可能になり、相対インデックスの接着原理を展開し、層状立体トーラスの場合の帰納的枠組みを確立することでこれを証明した。 我々のアプローチでは、Garoufalidis-Kashaevによるインデックスの有理型拡張と、q超幾何関数を含む新しい恒等式を利用する。 応用として、我々は大きな充填に対する指数の極限挙動を研究する。 また、指定された精度までの正確性を保証する指数の保証計算を実行するコードも開発する。 我々の広範な計算は、3次元指数の位相不変性を支持し、閉多様体への明確な拡張を示唆する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we introduce a new toolkit for analyzing cloning games, a notion that captures stronger and more quantitative versions of the celebrated quantum no-cloning theorem. This framework allows us to analyze a new cloning game based on binary phase states. Our results provide evidence that these games may be able to overcome important limitations of previous candidates based on BB84 states and subspace coset states: in a model where the adversaries are restricted to making a single oracle query, we show that the binary phase variant is $t$-copy secure when $t=o(n/\log n)$. Moreover, for constant $t$, we obtain the first optimal bounds of $O(2^{-n})$, asymptotically matching the value attained by a trivial adversarial strategy. We also show a worst-case to average-case reduction which allows us to show the same quantitative results for the new and natural notion of Haar cloning games. Our analytic toolkit, which we believe will find further applications, is based on binary subtypes and uses novel bounds on the operator norms of block-wise tensor products of matrices. To illustrate the effectiveness of these new techniques, we present two applications: first, in black-hole physics, where our asymptotically optimal bound offers quantitative insights into information scrambling in idealized models of black holes; and second, in unclonable cryptography, where we (a) construct succinct unclonable encryption schemes from the existence of pseudorandom unitaries, and (b) propose and provide evidence for the security of multi-copy unclonable encryption schemes. | 本研究では、クローンゲームを解析するための新しいツールキットを導入する。 これは、量子クローン非存在定理のより強力で定量的なバージョンを捉える概念である。 この枠組みにより、バイナリ位相状態に基づく新しいクローンゲームを解析することができる。 我々の解析結果は、これらのゲームがBB84状態と部分空間剰余類状態に基づく従来の候補ゲームの重要な限界を克服できる可能性を示す。 すなわち、敵対者が単一のオラクルクエリしか実行できないモデルにおいて、バイナリ位相変種は$t=o(n/\log n)$のとき$t$コピー安全であることを示す。 さらに、定数$t$に対して、最初の最適境界$O(2^{-n})$が得られ、これは自明な敵対戦略によって達成される値と漸近的に一致する。 また、最悪ケースから平均ケースへの縮減を示し、これにより、新しい自然な概念であるハールクローンゲームに対して同様の定量的な結果を示すことができる。 我々の解析ツールキットは、さらなる応用が期待されるものであり、バイナリサブタイプに基づいており、行列のブロック単位のテンソル積の作用素ノルムに新たな境界値を用いています。 これらの新技術の有効性を示すために、2つの応用例を示します。 1つ目はブラックホール物理学への応用です。 ここでは、漸近的に最適な境界値を用いることで、ブラックホールの理想化されたモデルにおける情報スクランブルに関する定量的な知見が得られます。 2つ目は複製不可能暗号への応用です。 ここでは、(a)擬似乱数ユニタリーの存在から簡潔な複製不可能暗号方式を構築し、(b)複数コピー複製不可能暗号方式の安全性を提案し、その証拠を示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this article, we propose the realization of conformal manifolds, which are smooth manifolds of scale-conformal invariant interacting Hamiltonians in two-dimensional quantum many-body systems. Such phenomena can occur in various interacting systems, including topological surfaces or 2D bulks. Building on previous observations, we demonstrate that a conformal manifold can emerge as an exact solution when the number of fermion colors, \(N_c\), becomes infinite. We identify distinct exact marginal deformation operators uniquely associated with the conformal manifolds. By considering \(N_c\) as finite but large, we show that quantum fluctuations induce a fermion field renormalization that results in mildly infrared relevant or irrelevant renormalization-group (RG) flow within a conformal manifold, producing standard isolated infrared stable Wilson-Fisher fixed points. These can be grouped with ultraviolet stable fixed points into a discrete manifold due to the spontaneous symmetry breaking of an emergent \(SO(\mathcal{N})\) dynamical symmetry in the RG flow as \(N_c \rightarrow \infty\). Additionally, we find a correlation between the direction of the RG flow within the manifold and an increase in EPR-like entanglement entropy. The infrared-stable Wilson-Fisher fixed points, induced by quantum fluctuations, are linked to theories on the conformal manifold where interaction operators are maximally entangled in flavor space. Our studies provide an effective framework for addressing topological quantum critical points with high-dimensional interaction parameter spaces, potentially housing many fixed points of various stabilities. They also highlight the central role of entangled conformal operators and their entropy in shaping universality classes of surface topological quantum phase transitions. We conclude with open questions and possible future directions. | 本稿では、2次元量子多体系におけるスケール共形不変な相互作用ハミルトニアンの滑らかな多様体である共形多様体の実現を提案する。 このような現象は、位相面や2次元バルク体など、様々な相互作用系で発生し得る。 これまでの観察結果に基づき、フェルミオンカラーの数\(N_c\)が無限大になったときに、共形多様体が厳密解として現れることを示す。 共形多様体に一意に関連付けられた、明確に区別できる正確な周辺変形演算子を特定する。 \(N_c\)を有限だが大きい値とみなすことで、量子ゆらぎがフェルミオン場のくりこみを引き起こし、その結果、共形多様体内に弱く赤外関連または無関係なくりこみ群(RG)フローが生じ、標準的な孤立した赤外安定なウィルソン・フィッシャー不動点が生成されることを示す。 これらは、RGフローにおける\(SO(\mathcal{N})\)動的対称性の自発的破れにより、紫外安定な固定点とともに離散多様体にグループ化できます。 \(N_c \rightarrow \infty\) として。 さらに、多様体内のRGフローの方向とEPR型エンタングルメントエントロピーの増加との間に相関関係があることが分かりました。 量子ゆらぎによって誘起される赤外安定なウィルソン・フィッシャー固定点は、相互作用演算子がフレーバー空間で最大限にエンタングルメントされている共形多様体上の理論と関連しています。 本研究は、高次元相互作用パラメータ空間を持つ位相的量子臨界点を扱うための効果的な枠組みを提供し、様々な安定性の多くの固定点を包含する可能性があります。 また、エンタングルされた共形作用素とそのエントロピーが、表面トポロジカル量子相転移の普遍性類を形成する上で中心的な役割を果たしていることも明らかにしました。 結論として、未解決の問題と今後の方向性について考察します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the renormalisation of Einstein gravity using a novel subtraction scheme in dimensional regularisation. The one-loop beta function for Newton's constant receives contributions from poles in even dimensions and can be mapped to the beta function obtained using a proper-time cutoff. Field redefinitions are used to remove off-shell contributions to the renormalisation group equations. To check the consistency of our approximations we use a general parametrisation of the metric fluctuation. Within truncations of the derivative expansion and the expansion in Newton's constant, we show that the parametrisation dependence can be removed order by order. Going to all orders in the scalar curvature an all-order beta function for Newton's constant is obtained that is independent of the parameterisation. The beta function vanishes at the Reuter fixed point and the critical exponent is in good agreement with non-perturbative calculations. Finally, we compare the critical exponent to the counterpart computed via Causal Dynamical Triangulations (CDT). | 次元正則化における新しい減算法を用いて、アインシュタイン重力の繰り込みを考察する。 ニュートン定数の1ループベータ関数は、偶数次元の極からの寄与を受け、固有時間カットオフを用いて得られるベータ関数に写像できる。 繰り込み群方程式へのオフシェル寄与を除去するために、場の再定義を用いる。 近似値の整合性を確認するために、計量変動の一般的なパラメータ化を用いる。 微分展開とニュートン定数展開の打ち切りの範囲内で、パラメータ化依存性を次数ごとに除去できることを示す。 スカラー曲率のすべての次数について、パラメータ化に依存しないニュートン定数の全次ベータ関数が得られる。 ベータ関数はロイター不動点で零となり、臨界指数は非摂動計算とよく一致する。 最後に、臨界指数を因果動的三角測量（CDT）によって計算された対応する指数と比較します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We develop a unified framework for open quantum systems composed of many mutually interacting quantum spins, or any isomorphic systems like qubits and qudits, surrounded by one or more independent bosonic baths. Our framework, based on Schwinger-Keldysh field theory (SKFT), can handle arbitrary spin value S, dimensionality of space, and geometry, while being applicable to a large parameter space for system and bath or their coupling. It can probe regimes in which non-Markovian dynamics and nonperturbative effects pose formidable challenges for other state-of-the-art theoretical methods. This is achieved by working with the two-particle irreducible (2PI) effective action, which resums classes of Feynman diagrams of SKFT to an infinite order. Furthermore, such diagrams are generated via an expansion in 1/N, where N is the number of Schwinger bosons we employ to map spin operators onto canonically commuting ones, rather than via conventional expansion in system-bath coupling constant. We carefully benchmark our SKFT+2PI-computed results vs. numerically (quasi)exact ones from tensor network calculations applied to the archetypical spin-boson model where both methodologies are applicable. Additionally, we demonstrate the capability of SKFT+2PI to handle a much more complex spin-chain-boson model with multiple baths interacting with each spin where no benchmark from other methods is available at present. The favorable numerical cost of solving integro-differential equations produced by the SKFT+2PI framework with an increasing number of spins and time steps makes it a promising route for simulating driven-dissipative systems in quantum computing, quantum magnonics, and quantum spintronics. | 我々は、相互作用する多数の量子スピン、あるいは1つ以上の独立したボソン浴に囲まれた量子ビットや量子ディットのような同型系からなる開放量子系のための統一的な枠組みを開発する。 シュウィンガー・ケルディッシュ場の理論（SKFT）に基づく我々の枠組みは、任意のスピン値S、空間次元、および幾何学を扱うことができ、系と浴、あるいはそれらの結合のための大規模なパラメータ空間に適用可能である。 この枠組みは、非マルコフ動力学と非摂動効果が他の最先端の理論的手法にとって大きな課題となる領域を調べることができる。 これは、SKFTのファインマン図のクラスを無限の順序にまとめる2粒子既約（2PI）有効作用を利用することで実現される。 さらに、このようなダイアグラムは、従来のシステム-バス結合定数の展開ではなく、1/N の展開によって生成される。 ここで N は、スピン演算子を正準可換なシュウィンガーボソンにマッピングするために用いるシュウィンガーボソンの数である。 我々は、SKFT+2PI で計算した結果と、両方の手法が適用可能な典型的なスピン-ボソン模型にテンソルネットワーク計算を適用して得られた数値的に（準）正確な結果とを慎重にベンチマークする。 さらに、SKFT+2PI が、各スピンと相互作用する複数のバスを持つ、はるかに複雑なスピン-チェイン-ボソン模型を扱う能力を示す。 この模型では、現在他の手法によるベンチマークは利用できない。 SKFT+2PIフレームワークによって生成される積分微分方程式を、スピン数と時間ステップ数の増加とともに解く際の数値コストが有利であることから、SKFT+2PIフレームワークは、量子コンピューティング、量子マグノニクス、量子スピントロニクスにおける駆動散逸システムのシミュレーションに有望な手法となります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose a methodology to infer the reheat temperature ($T_{\rm RH}$) of the Universe from the collider signal of freezing in dark matter (DM). We demonstrate it for the mono-$\gamma$ signal at the electron-positron colliders, which indicates to a low-scale $T_{\rm RH}$, after addressing observed DM abundance, BBN, and other relevant constraints. The method can be used to correlate different reheating dynamics, DM models, and collider signals. | 暗黒物質（DM）の凍結を示す衝突型加速器信号から、宇宙の再加熱温度（$T_{\rm RH}$）を推定する手法を提案する。 観測されたDMの存在量、BBN、その他の関連する制約を考慮した上で、低スケールの$T_{\rm RH}$を示唆する電子陽電子衝突型加速器におけるモノガンマ信号を用いて、この手法を実証する。 この手法は、様々な再加熱ダイナミクス、DMモデル、および衝突型加速器信号を相関させるために使用できる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Complex states of quantum gravity in flat and AdS gravity can have features that are inaccessible to classical asymptotic observers. The missing information appears to such observers to be hidden behind a horizon or in a baby universe. Here we use the gravitational path integral to ask whether quantum observables can access the hidden data. We show that generic probes give a universal result and contain no information about the state. However, a probe appropriately fine-tuned to the state can give a large signal because of novel wormhole saddles in the path integral. Thus, in these settings, asymptotic observers cannot easily determine the state of the universe, but can check a proposal for it. Using these fine-tuned probes we show that an asymptotic observer can detect information hidden in a disconnected baby universe. Furthermore we show that the state of a two-boundary black hole can be detected using Lorentzian operators localised on just one of the boundaries. | 平坦重力とAdS重力における量子重力の複雑な状態は、古典的な漸近観測者にはアクセスできない特徴を持つことがあります。 そのような観測者には、失われた情報は地平線の背後、あるいはベビー宇宙に隠されているように見えます。 ここでは、重力経路積分を用いて、量子観測量が隠されたデータにアクセスできるかどうかを検証します。 一般的なプローブは普遍的な結果を与え、状態に関する情報を含まないことを示します。 しかし、状態に合わせて適切に微調整されたプローブは、経路積分における新しいワームホールサドルのために大きな信号を与える可能性があります。 したがって、これらの設定では、漸近観測者は宇宙の状態を容易に決定することはできませんが、その提案を検証することはできます。 これらの微調整されたプローブを用いて、漸近観測者が切断されたベビー宇宙に隠された情報を検出できることを示します。 さらに、2境界ブラックホールの状態は、境界の1つだけに局在するローレンツ演算子を用いて検出できることを示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We derive expressions for the Virasoro OPE and four-point conformal blocks on the sphere via the resolution of identity recently determined in [Phys. Rev. D 111, 085010 (2025), arXiv:2409.12224]. Even though the resolution of the identity depends on Virasoro singular vectors, our expression for the blocks does not depend on their precise form, but just on their well-known conformal weights. We verify that our expression is compatible with -- but differs from -- Zamolodchikov's $h$-recursion relation and we also examine the impact of various large central charge limits in our formula. A Mathematica notebook with a simple implementation of our expression for the Virasoro conformal blocks is provided as an ancillary file. | 我々は、[Phys. Rev. D 111, 085010 (2025), arXiv:2409.12224] で最近決定された恒等式の解決を用いて、球面上の Virasoro OPE と4点共形ブロックの表現式を導出する。 恒等式の解決は Virasoro 特異ベクトルに依存するが、ブロックの表現式はそれらの正確な形には依存せず、よく知られている共形重みのみに依存する。 我々は、この表現式が Zamolodchikov の $h$ 再帰関係と整合する（ただし異なる）ことを検証し、また、様々な大きな中心電荷極限が我々の公式に与える影響も調べる。 Virasoro 共形ブロックの表現式を簡潔に実装した Mathematica ノートブックを補助ファイルとして提供する。 |