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| Original Text | 日本語訳 |
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| Recently, Hou \emph{et al.} [Astrophys. J. Lett. \textbf{988}, L51 (2025)] revealed that the Electric Vector Position Angle (EVPA) of polarization vectors in the near-horizon images is governed solely by the spacetime geometry and is irrespective of the plasma flows. Here, we generalize the study to the scenario of a rotating hair black hole within the Horndeski gravity and probe the effects of the hairy parameter on the EVPA. For a fixed inclination, the hairy parameter enhances the observed EVPA in the slowly rotating case, but decreases it in the rapidly rotating case. For a fixed black hole spin, the influence of the hairy parameter on the observed EVPA under different observer inclinations is further modulated by the azimuthal angle of the observed polarization vector. The hairy parameter's impact is more distinct in the low inclination case as the azimuthal angle lies within a specific range, but is almost independent of the observer inclination as the azimuthal angle is beyond this specific range. Furthermore, the dependence of the hairy parameter's impact on the EVPA is stronger with respect to the black hole spin than to the inclination angle. These results could help to further understand the near-horizon polarized images and Horndeski gravity. | 最近、Hou \emph{et al.} [Astrophys. J. Lett. \textbf{988}, L51 (2025)] は、近視野像における偏光ベクトルの電気ベクトル位置角（EVPA）は、時空の幾何学によってのみ支配され、プラズマ流とは無関係であることを明らかにした。 本研究では、この研究を、ホーンデスキー重力場における回転するヘアブラックホールのシナリオに一般化し、ヘアパラメータがEVPAに及ぼす影響を調べた。 傾斜角が固定されている場合、ヘアパラメータは、低速回転の場合は観測されるEVPAを増大させるが、高速回転の場合はEVPAを減少させる。 ブラックホールのスピンが固定されている場合、異なる観測者傾斜角におけるヘアパラメータが観測されるEVPAに及ぼす影響は、観測される偏光ベクトルの方位角によってさらに変調される。 ヘアリーパラメータの影響は、方位角が特定の範囲内にある低傾斜角の場合により顕著ですが、方位角がこの特定の範囲を超えると、観測者の傾斜角にはほとんど依存しなくなります。 さらに、ヘアリーパラメータのEVPAへの影響は、傾斜角よりもブラックホールのスピンに対してより強く依存します。 これらの結果は、地平線近傍の偏光画像とホーンデスキー重力の理解を深めるのに役立つ可能性があります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Fluctuations of observables provide unique insights into the nature of physical systems, and their study stands as a cornerstone of both theoretical and experimental science. Generalized fluctuations, or cumulants, provide information beyond the mean and variance of an observable. In this paper, we develop a systematic method to determine the asymptotic behavior of cumulants of local observables as the region becomes large. Our analysis reveals that the expansion is closely tied to the geometric characteristics of the region and its boundary, with coefficients given by convex moments of the connected correlation function: the latter is integrated against intrinsic volumes of convex polytopes built from the coordinates, which can be interpreted as average shadows. A particular application of our method shows that, in two dimensions, the leading behavior of odd cumulants of conserved quantities is topological, specifically depending on the Euler characteristic of the region. We illustrate these results with the paradigmatic strongly-interacting system of two-dimensional quantum Hall state at filling fraction $1/2$, by performing Monte-Carlo calculations of the skewness (third cumulant) of particle number in the Laughlin state. | 観測量の変動は物理系の性質に関する独自の洞察をもたらし、その研究は理論科学と実験科学の双方にとって基礎となっています。 一般化された変動、すなわちキュムラントは、観測量の平均と分散を超えた情報を提供します。 本論文では、領域が大きくなるにつれて局所観測量のキュムラントの漸近的挙動を決定するための体系的な手法を開発します。 解析の結果、この拡大は領域とその境界の幾何学的特性と密接に結びついており、係数は連結相関関数の凸モーメントによって与えられることが明らかになりました。 相関関数は、座標から構築された凸多面体の固有体積に対して積分され、平均影として解釈できます。 本手法の特定の応用は、2次元において、保存量の奇キュムラントの主要な挙動が位相的であり、具体的には領域のオイラー特性に依存することを示しています。 これらの結果を、充填率1/2の2次元量子ホール状態の典型的な強相互作用系を用いて、ラフリン状態における粒子数の歪度（第3キュムラント）のモンテカルロ計算を行うことで示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate black hole solutions within a phenomenological approach to quantum gravity based on spacetime thermodynamics developed by Alonso-Serrano and Li\v{s}ka. The field equations are traceless, similarly to unimodular gravity, and include quadratic curvature corrections. We find that static, spherically symmetric, vacuum spacetimes in this theory split into two branches. The first branch is indistinguishable from corresponding solutions in unimodular gravity and describes Schwarzschild-(Anti) de Sitter black holes. The second branch instead describes horizonless solutions and is characterized by large values of the spatial curvature. We analyze the dynamics of first-order metric perturbations on both branches, showing that there are no deviations from unimodular gravity at this level. | 我々は、アロンソ＝セラーノとリー・ブスカによって開発された時空熱力学に基づく量子重力への現象論的アプローチを用いて、ブラックホール解を研究する。 場の方程式はユニモジュラー重力と同様にトレースレスであり、二次曲率補正を含む。 この理論における静的、球対称な真空時空は2つの枝に分岐することを見出した。 最初の枝はユニモジュラー重力における対応する解と区別がつかず、シュワルツシルト＝（反）ド・ジッターブラックホールを記述する。 2番目の枝は地平線のない解を記述し、大きな空間曲率を持つことを特徴とする。 両枝における1次計量摂動のダイナミクスを解析し、このレベルではユニモジュラー重力からの逸脱がないことを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We provide a field-theoretic method to calculate entanglement entropy of CFT in all dimensions. This method works for entangling surfaces of arbitrary shape. The formalism manifests a field-theoretic proof of the Ryu-Takayanagi formula. | CFTのエンタングルメントエントロピーを全次元で計算するための場の理論的手法を提供する。 この手法は、任意の形状のエンタングルメント面に適用できる。 この形式論は、Ryu-Takayanagiの公式の場の理論的証明を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a new formulation of self-dual nonlinear electrodynamics in which interactions are determined by an auxiliary-field potential, with causality ensuring a unique solution to the auxiliary-field equation. The long-standing problem of an explicit Lagrangian for the generic `analytic' theory is simply solved by restriction to potentials that are even functions of the auxiliary field. In this case the Lagrangian can be linearised in quadratic field-strength scalars by the introduction of an additional pseudoscalar auxiliary field; this generalises, to all analytic self-dual theories, a well-known construction of the Born-Infeld theory. | 我々は、相互作用が補助場ポテンシャルによって決定され、因果律によって補助場方程式の唯一の解が保証されるような、自己双対非線形電磁気学の新しい定式化を提示する。 一般的な「解析的」理論のための明示的なラグランジアンという長年の課題は、ポテンシャルを補助場の偶関数に制限することで簡単に解決される。 この場合、ラグランジアンは、追加の擬スカラー補助場を導入することで、場の強度の2乗スカラーで線形化することができる。 これは、ボルン・インフェルト理論のよく知られた構成を、すべての解析的自己双対理論に一般化するものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| I revisit whether black-hole remnants, from sub-Planckian compact objects to Planck relics and up to (super)massive black holes, can preserve Standard-Model (SM) electric charge. Two exterior-field mechanisms -- Coulomb-focused capture from ambient media and QED Schwinger pair production -- robustly neutralize such objects across cosmic history. I first derive the general capture rate including both Coulomb and gravitational focusing, and sum the stepwise discharge time in closed form via the trigamma function, exhibiting transparent Coulomb- and gravity-dominated limits. I then integrate the Schwinger rate over the near-horizon region to obtain an explicit $\dot Q(Q)$ law: discharge proceeds until the horizon field falls below $E_{\rm crit}$, leaving a residual charge $Q_{\rm stop}^{(e)}\!\propto\! r_h^2$ that is $\ll e$ for Planck radii. Mapping the mass dependence from sub-Planckian to astrophysical scales, I also analyze dark-sector charges with heavy carriers (including kinetic mixing and massive mediators). In a conservative ``no-Schwinger'' limit where vacuum pair creation is absent, cumulative ambient exposures alone force discharge of any integer SM charge. Three possible loopholes remain. (i) A fine-tuned SM corner in which the relic sits arbitrarily close to Reissner-Nordstr\"om extremality so greybody factors suppress charged absorption, while Schwinger pair creation is absent due to Planck-scale physics. (ii) Charge relocated to a hidden $U(1)_D$ with no light opposite carriers, e.g. if the lightest state is very heavy and/or kinetic mixing with $U(1)_{\rm EM}$ is vanishingly small. (iii) Discrete or topological charges rather than ordinary SM electric charge. Outside these cases, the conclusion is robust: within SM electromagnetism, charged black-hole relics neutralize efficiently and cannot retain charge over cosmological times. | プランク準コンパクト天体からプランク残骸、そして（超）大質量ブラックホールに至るまで、ブラックホール残骸が標準模型（SM）の電荷を保存できるかどうかを再検証する。 2つの外場メカニズム、すなわち周囲媒質からのクーロン集束捕獲とQEDシュウィンガー対生成は、宇宙の歴史を通じてこれらの天体をロバストに中和する。 まず、クーロン集束と重力集束の両方を含む一般的な捕獲率を導出し、段階的な放電時間を三ガンマ関数を用いて閉じた形で合計し、クーロンおよび重力支配の明確な極限を示す。 次に、シュウィンガー率を地平線近傍領域で積分し、明示的な$\dot Q(Q)$法則を得る。 放電は地平線場が$E_{\rm crit}$を下回るまで進行し、残留電荷$Q_{\rm stop}^{(e)}\!\propto\!を残す。 プランク半径に対しては$\ll e$であるr_h^2$である。 サブプランクスケールから天体物理学的スケールまで質量依存性をマッピングし、 重いキャリア（運動学的混合と質量を持つメディエーターを含む）によるダークセクター電荷も解析する。 真空対生成が存在しない保守的な「シュウィンガー効果なし」極限では、累積的な周囲光照射のみで、整数の標準電荷を放電させる。 3つの抜け穴が残っている。 (i) 微調整された標準模型コーナー このコーナーでは、残存ブラックホールはライスナー・ノルドストローム極限性に任意に近い位置にあり、 そのためグレーボディ因子が荷電吸収を抑制しますが、プランクスケールの物理によりシュウィンガー対生成は発生しません。 (ii) 電荷が隠れた$U(1)_D$に再配置され、軽い反対キャリアが存在しない。 例えば、最軽量状態が非常に重い場合、および/または$U(1)_{\rm EM}$との運動学的混合が無視できるほど小さい場合など。 (iii) 通常の標準模型電荷ではなく、離散的またはトポロジカルな電荷。 これらのケース以外では、結論は堅牢です。 標準模型電磁気学の範囲内では、 荷電ブラックホール残存物は効率的に中和され、宇宙論的時間を超えて電荷を保持することはできません。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The chiral central charge $c_-$ is a key topological invariant of the edge characterizing the bulk two-dimensional chiral topological order, but its direct evaluation in microscopic spin models has long been a challenge, especially for non-abelian topological order. Building on the recently developed modular commutator formalism, we numerically obtain $c_-$ directly from single ground-state wave functions of two-dimensional interacting spin models that have chiral topological order. This provides a geometry-independent and bulk diagnostic of chirality. We study two nonintegrable systems -- the Zeeman-Kitaev honeycomb model and the kagome antiferromagnet -- both subjected to scalar spin chirality perturbations. We find that the modular commutator yields results consistent with the expected topological quantum field theories. We also compute the topological entanglement entropy which provides an independent diagnostic of the topological orders. Our work establishes modular commutators as a powerful numerical probe of chiral topological order in strongly correlated quantum magnets. | カイラル中心電荷$c_-$は、バルク2次元カイラルトポロジカル秩序を特徴付けるエッジの重要なトポロジカル不変量であるが、微視的スピン模型におけるその直接的な評価は、特に非可換トポロジカル秩序の場合、長年の課題であった。 最近開発されたモジュラー交換子形式に基づき、カイラルトポロジカル秩序を持つ2次元相互作用スピン模型の単一基底状態波動関数から$c_-$を数値的に直接得る。 これは、形状に依存しないバルクカイラリティ診断を提供する。 我々は、スカラースピンカイラリティ摂動を受ける2つの非積分系、ゼーマン-キタエフハニカム模型とカゴメ反強磁性体を研究する。 モジュラー交換子は、期待されるトポロジカル量子場理論と整合する結果をもたらすことがわかった。 また、トポロジカル秩序の独立した診断を提供するトポロジカルエンタングルメントエントロピーも計算する。 我々の研究は、モジュラー交換子を、強相関量子磁性体におけるカイラル位相秩序の強力な数値的プローブとして確立するものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The charged (symmetry-resolved) vacuum R\'enyi entanglement entropy on a disk is computed in the limit of large U(1) global charge for any R\'enyi index. We show that it behaves universally for a broad class of conformal field theories including the O(2) Wilson-Fisher fixed-point, by using the effective field theory at large global charge. The result establishes one of the first concrete computations of entanglement quantities in strongly-coupled field theories. | 円板上の荷電（対称性分解）真空R\'enyiエンタングルメントエントロピーを、任意のR\'enyi指数に対して、U(1)大域荷電の極限で計算する。 我々は、大域荷電における有効場の理論を用いて、O(2)ウィルソン・フィッシャー不動点を含む広範な共形場の理論に対して、このエンタングルメントエントロピーが普遍的に振る舞うことを示す。 この結果は、強結合場の理論におけるエンタングルメント量の具体的な計算法の一つを確立するものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The main purpose behind this work has been to construct a supersymmetric extension of axionic electrodynamics, inspired by the supersymmetric Lorentz-symmetry-violating Carroll-Field-Jackiw (CFJ) scenario. Thus, in addition to the axion and the photon, our model naturally incorporates its supersymmetric partners - the axino and the photino - and allows for the interaction between them. This enriches the Axionic Electrodynamics not only from a theoretical standpoint but also for its phenomenological relevance, providing additional interactions between possible dark matter candidates. | この研究の主目的は、超対称ローレンツ対称性を破るキャロル・フィールド・ジャッキー（CFJ）シナリオに着想を得た、アクシオン電磁力学の超対称拡張を構築することです。 したがって、アクシオンと光子に加えて、私たちのモデルは、その超対称パートナーであるアクシオンとフォティーノを自然に組み込み、それらの相互作用を許容します。 これにより、アクシオン電磁力学は理論的観点だけでなく、現象論的意義においても豊かになり、暗黒物質候補間の相互作用の可能性がさらに広がります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study quantum-corrected solitons in global, three-dimensional, anti-de Sitter (AdS) space-time. These static solitons have a regular origin and arise as solutions of the linearized quantum-corrected Einstein equations (LQCEE). On the right-hand-side of the LQCEE is the renormalized expectation value of the stress-energy tensor operator for a massless, conformally coupled, quantum scalar field in a nonrotating thermal state, computed in quantum field theory (QFT), or using relativistic kinetic theory (RKT). We calculate the mass of the solitons and compare the results from QFT and RKT. | 我々は、大域的、3次元、反ド・ジッター（AdS）時空における量子補正ソリトンを研究する。 これらの静的ソリトンは規則的な起源を持ち、線形化量子補正アインシュタイン方程式（LQCEE）の解として生じる。 LQCEEの右辺は、非回転熱状態における質量ゼロ、共形結合、量子スカラー場に対する応力エネルギーテンソル演算子の繰り込まれた期待値であり、量子場の理論（QFT）または相対論的運動論（RKT）を用いて計算される。 我々はソリトンの質量を計算し、QFTとRKTの結果を比較する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study dissipative effects for a system consisting of a massless real scalar field satisfying Neumann boundary conditions on a space and time-dependent surface, in d+1 dimensions. We focus on the comparison of the results for this system with the ones corresponding to Dirichlet conditions, and the same surface space-time geometry. We show that, in d=1, the effects are equal up to second order for rather arbitrary surfaces, and up to fourth order for wavelike surfaces. For d>1, we find general expressions for their difference. | 我々は、d+1次元の空間・時間依存面上のノイマン境界条件を満たす質量ゼロの実スカラー場からなる系の散逸効果を研究する。 この系の結果と、ディリクレ条件に対応する結果、および同一の表面時空幾何における結果との比較に焦点を当てる。 d=1において、効果は、比較的任意の面では2次まで、波状面では4次まで等しいことを示す。 d>1の場合、それらの差を表す一般的な表現を見出す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate tricritical phase transitions in a holographic model of topological superconductivity using Einstein-Maxwell gravity coupled with a charged scalar field in Anti-de Sitter spacetime. By incorporating both gravitational backreaction and quartic self-interaction $V(\phi) = \lambda \phi^4$, we demonstrate that the system exhibits both second-order and first-order phase transitions separated by a tricritical point at $(q_{\mathrm{tri}},T_{\mathrm{tri}})=(2.00\pm0.02,0.1521\pm0.0003)$ in the $(q,T)$ parameter space, where $q$ is the dimensionless charge parameter. The backreacted critical temperature shows enhancement by a factor of 1.22 compared to the probe limit, revealing the importance of strong coupling effects. Tricritical scaling analysis yields an exponent $\phi=0.40\pm0.03$, deviating significantly from mean-field predictions ($\phi=2/3$) due to finite-size effects and holographic geometric corrections. The order parameter critical exponent $\beta=0.50\pm0.02$ remains consistent with mean-field theory due to large-$N$ suppression of quantum fluctuations. The frequency-dependent conductivity exhibits a superconducting gap with energy ratio $\omega_{g}/T_{c}=3.18\pm0.05$, representing a $10\%$ deviation from BCS theory. Holographic entanglement entropy provides quantum information signatures that clearly distinguish transition types. Our results establish that gravitational backreaction, combined with scalar self-interaction, is essential for generating tricritical behavior in holographic superconductors. | 我々は、反ド・ジッター時空における荷電スカラー場と結合したアインシュタイン-マクスウェル重力を用いて、トポロジカル超伝導のホログラフィックモデルにおける三重臨界相転移を調べた。 重力反作用と4次自己相互作用$V(\phi) = \lambda \phi^4$の両方を組み込むことで、系が$(q,T)$パラメータ空間において$(q_{\mathrm{tri}},T_{\mathrm{tri}})=(2.00\pm0.02,0.1521\pm0.0003)$の三重臨界点によって隔てられた二次および一次相転移を示すことを示す。 ここで、$q$は無次元荷電パラメータである。 反作用臨界温度はプローブ限界と比較して1.22倍に上昇し、強結合効果の重要性を明らかにした。 三重臨界スケーリング解析の結果、指数は$\phi=0.40\pm0.03$となり、有限サイズ効果とホログラフィック幾何学的補正により平均場理論の予測値（$\phi=2/3$）から大きく逸脱する。 秩序パラメータ臨界指数$\beta=0.50\pm0.02$は、大$N$による量子ゆらぎの抑制により平均場理論と整合する。 周波数依存の伝導率は超伝導ギャップを示し、エネルギー比は$\omega_{g}/T_{c}=3.18\pm0.05$となり、BCS理論から$10\%$の偏差を示す。 ホログラフィックエンタングルメントエントロピーは、遷移の種類を明確に区別する量子情報の特徴を提供する。 我々の結果は、重力反作用とスカラー自己相互作用の組み合わせが、ホログラフィック超伝導体における三重臨界挙動の発生に不可欠であることを示している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider heterotic string theories in nine and eight dimensions. We identify the disconnected part of the spacetime gauge group by studying the outer automorphism of the charge lattices. The absence of the global symmetry indicates the existence of non-supersymmetric codimension two branes. Moreover, we provide a list of gauge groups and matter contents of non-supersymmetric rank-reduced heterotic string theories (a branch corresponding to the $E_8$ string on $S^1$) from the orbifolding of the outer automorphism as well as the fermion parity. We also provide examples in eight dimensions. | 9次元および8次元におけるヘテロティック弦理論を考察する。 電荷格子の外自己同型性を調べることで、時空ゲージ群の不連続部分を同定する。 大域対称性の欠如は、非超対称な余次元2のブレーンの存在を示唆する。 さらに、外自己同型のオービフォールディングとフェルミオンパリティーから、非超対称なランク縮退ヘテロティック弦理論（$S^1$上の$E_8$弦に対応する枝）のゲージ群と物質内容のリストを与える。 また、8次元における例も示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Eigenstate Thermalization Hypothesis(ETH) is a standard tool to understand the thermalization properties of an isolated quantum system. Its generalization to higher order correlations of matrix elements of local operators, dubbed the full ETH, predicts the decomposition of higher-order correlation function into thermal free cumulants. In this work, we numerically test these predictions of full ETH using exact diagonalization of two spin models: the Ising and the XXZ Heisenberg models. The differences from the behavior of full ETH prediction in chaotic systems are highlighted and contrasted along the way. We also show that although in these integrable spin models the dynamics of the four-time correlators, specifically the out-of-time-ordered correlator (OTOC), is encoded in the fourth order free cumulant, it exhibits late-time dynamics that is different from nonintegrable systems. | 固有状態熱化仮説（ETH）は、孤立量子系の熱化特性を理解するための標準的なツールである。 局所演算子の行列要素の高次相関へのETHの一般化は、完全ETHと呼ばれ、高次相関関数が熱自由キュムラントに分解されることを予測する。 本研究では、2つのスピンモデル（イジングモデルとXXZハイゼンベルグモデル）の正確な対角化を用いて、完全ETHのこれらの予測を数値的に検証する。 その過程で、カオス系における完全ETH予測の挙動との相違点を明らかにし、対比する。 また、これらの積分可能なスピンモデルでは、4時間相関子、特に時間順序外相関子（OTOC）のダイナミクスが4次自由キュムラントに符号化されているものの、積分不可能な系とは異なる後期時間ダイナミクスを示すことを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Gauged fermionic projected entangled pair states (GFPEPS) and their Gaussian counterpart (GGFPEPS) are a novel type of lattice gauge theory Ansatz state that combine ideas from the Monte Carlo and tensor network communities. In particular, computation of observables for such states boils down to a Monte Carlo integration over possible gauge field configurations that have probabilities dictated by a fermionic tensor network contraction that accounts for the matter in that background configuration. Crucially, this probability distribution is positive definite and real so that there is no sign problem. When the underlying PEPS is Gaussian, tensor network contraction can be done efficiently, and in this scenario the Ansatz has been tested well numerically. In this work we propose to gauge superpositions of Gaussian PEPS and demonstrate that one can still efficiently compute observables when few Gaussians are in the superposition. As we will argue, the latter is exactly the case for bound states on top of the strongly interacting LGT vacuum, which makes this Ansatz particularly suitable for that scenario. As a corollary, we will provide an exact representation of the LGT ground state as a gauged PEPS. | ゲージドフェルミオン射影エンタングルドペア状態（GFPEPS）とそのガウス型対応物（GGFPEPS）は、モンテカルロ法とテンソルネットワーク法の考え方を組み合わせた、格子ゲージ理論における新しいタイプの仮説状態です。 特に、このような状態の観測量の計算は、背景構成における物質を考慮したフェルミオンテンソルネットワークの縮約によって決定される確率を持つ、可能なゲージ場構成にわたるモンテカルロ積分に帰着します。 重要なのは、この確率分布が正定値かつ実数であるため、符号問題がないことです。 基礎となるPEPSがガウス型の場合、テンソルネットワークの縮約は効率的に実行でき、このシナリオでは仮説が数値的に十分に検証されています。 本研究では、ガウス型PEPSの重ね合わせをゲージ化し、重ね合わせに含まれるガウス型PEPSが少ない場合でも、観測量を効率的に計算できることを示します。 我々が論じるように、後者はまさに 強く相互作用するLGT真空の上にある束縛状態の場合であり、 この仮説は特にそのシナリオに適している。 系として、LGT基底状態の正確な表現を ゲージ付きPEPSとして提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We model the Hayden--Preskill (HP) information recovery protocol in 2d CFTs via local joining quenches. Euclidean path integrals with slits prepare the HP subsystems: the message $M$, its reference $N$, the Page-time black hole $B$, the early radiation $E$, and the late radiation $R$; the remaining black hole after emitting $R$ is denoted as $B'$. The single-slit geometry provides an analytically tractable toy model, while the bounded-slit geometry more closely captures the HP setup. In the free Dirac fermion 2d CFT, the mutual information $I(N\!:\!B')$ shows quasi-particle dynamics with partial or full revivals, whereas that in holographic 2d CFTs, which are expected to be maximally chaotic, exhibit sharp transitions: in the bounded-slit case, when the size of the late radiation becomes comparable to that of the reference $N$, $I(N\!:\!B')$ does vanish at late time, otherwise it remains finite. This contrast between free CFTs and holographic CFTs gives a clear characterization of the HP recovery threshold. | 我々は、局所結合クエンチを介して、2次元CFTにおけるヘイデン-プレスキル（HP）情報回復プロトコルをモデル化する。 スリットを用いたユークリッド経路積分は、HPサブシステム（メッセージ$M$、その参照$N$、ページ時間ブラックホール$B$、初期放射$E$、および後期放射$R$）を準備する。 $R$を放出した後に残るブラックホールは、$B'$と表記される。 単一スリット形状は、解析的に扱いやすいトイモデルを提供する一方、境界付きスリット形状は、HPセットアップをより厳密に捉える。 自由ディラック電子2次元CFTでは、相互情報量$I(N\!:\!B')$は部分的あるいは完全な復活を伴う準粒子ダイナミクスを示す。 一方、最大カオス性を示すと予想されるホログラフィック2次元CFTでは、相互情報量は鋭い遷移を示す。 境界付きスリットの場合、後期放射の大きさが基準$N$の大きさに匹敵すると、$I(N\!:\!B')$は後期にゼロになるが、そうでない場合は有限のままである。 自由CFTとホログラフィックCFTのこの対比は、HP回復閾値を明確に特徴づける。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the thermodynamics of the Ay\'{o}n-Beato-Garc\'{i}a black hole and the relationship between photon orbits and the thermodynamic phase transitions of the black hole in AdS spacetime. We then examine the interactions between the microstructures of the black hole using Ruppeiner geometry. The radius of the photon orbit and the minimum impact parameter behave non-monotonically below the critical point, mimicking the behaviour of Hawking temperature and pressure in extended thermodynamics. Their changes during the large black hole--small black hole phase transition serve as the order parameter, possessing a critical exponent of $1/2$. The results demonstrate that the gravity and thermodynamics of the Ay\'{o}n-Beato-Garc\'{i}a black hole are closely related. Furthermore, we explore the thermodynamic geometry, which provides insight into the microstructure interactions of the black hole. We find that the large black hole phase is analogous to a bosonic gas with a dominant attractive interaction, while the small black hole phase behaves like an anyonic gas with both attractive and repulsive interactions. | 我々は、Ay\'{o}n-Beato-Garc\'{i}a ブラックホールの熱力学と、AdS 時空におけるブラックホールの光子軌道と熱力学的相転移との関係を研究する。 次に、ルッパイナー幾何学を用いてブラックホールの微細構造間の相互作用を調べる。 光子軌道の半径と最小影響パラメータは、臨界点以下では非単調に振る舞い、拡張熱力学におけるホーキング温度と圧力の挙動を模倣する。 大ブラックホール-小ブラックホール相転移中のこれらの変化は秩序パラメータとして機能し、臨界指数は 1/2 となる。 この結果は、Ay\'{o}n-Beato-Garc\'{i}a ブラックホールの重力と熱力学が密接に関連していることを示している。 さらに、ブラックホールの微細構造間の相互作用に関する知見をもたらす熱力学的幾何学を探求する。 我々は、大きなブラックホールの位相は、支配的な引力相互作用を持つボソン気体に類似しているのに対し、小さなブラックホールの位相は、引力相互作用と斥力相互作用の両方を持つエニオン気体のように振舞うことを発見した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In Ref.~\cite{Grozdanov:2024wgo}, we derived a spectral duality relation applicable to the spectra of 3$d$ conformal field theories (CFTs) and their holographically dual 4$d$ black holes. In this work, we further elaborate on the properties of this duality relation and argue that the same relation can be applied to certain pairs of thermal correlator spectra in large-$N$ quantum field theories in any number of spacetime dimensions, provided the correlators are meromorphic functions with only simple poles and satisfy the thermal product formula. We discuss a rich set of properties that such retarded two-point functions must exhibit. We then show that the spectral duality relation and its implications apply to pairs of correlators in double-trace deformed CFTs and, more generally, to correlators in theories related by the Legendre transform. We illustrate, through several examples, how the spectrum of one correlator can be reconstructed from that of its dual correlation function. Notably, this includes cases relating the thermal spectra of scalar primary operators at ultraviolet and infrared fixed points, as well as current operators in a CFT$_3$ and its particle-vortex dual. | 文献~\cite{Grozdanov:2024wgo}において、我々は3次元共形場理論（CFT）とそのホログラフィック双対4次元ブラックホールのスペクトルに適用可能なスペクトル双対関係を導出した。 本研究では、この双対関係の性質をさらに詳しく述べ、任意の時空次元数の大N量子場理論における特定の熱相関スペクトルのペアに、相関関数が単純な極のみを持つ有理型関数であり、熱積公式を満たす限り、同じ関係を適用できることを主張する。 我々は、このような遅延2点関数が示さなければならない豊富な性質について議論する。 そして、スペクトル双対関係とその含意が、二重トレース変形CFTの相関関数のペア、そしてより一般的には、ルジャンドル変換によって関連付けられる理論の相関関数に適用されることを示す。 いくつかの例を用いて、ある相関関数のスペクトルがその双対相関関数のスペクトルからどのように再構成されるかを示す。 特に、紫外線および赤外線固定点におけるスカラー一次演算子の熱スペクトル、およびCFT$_3$とその粒子渦双対におけるカレント演算子を関係付ける例が含まれる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The physics of gravitational waves and other classical fields on specifically four-dimensional backgrounds of black holes exhibits electric-magnetic-like dualities. In this paper, we discuss the structure of such dualities in terms of geometrical quantities with a physically-intuitive interpretation. In turn, we explain the interplay between the algebraic structure of black hole spacetimes and their associated dualities. For large classes of black hole geometries, explicit constructions are presented. We then use these results and apply them to the holographic study of three-dimensional conformal field theories (CFTs), discussing how such dualities place stringent constraints on the thermal spectra of correlators. In particular, the dualities enforce the recently-developed spectral duality relation along with a multitude of implications for the physics of thermal CFTs. A number of numerical results supporting our conclusions is also presented, including a demonstration of how the longitudinal spectrum of quasinormal modes determines the transverse spectrum, and vice versa. | ブラックホールの特に4次元背景における重力波やその他の古典場の物理は、電磁気的双対性を示す。 本論文では、このような双対性の構造を、物理的に直観的な解釈を伴う幾何学的量の観点から議論する。 次に、ブラックホール時空の代数構造とそれに伴う双対性との間の相互作用を説明する。 ブラックホールの多くの幾何学について、明示的な構成を示す。 次に、これらの結果を用いて3次元共形場理論（CFT）のホログラフィック研究に適用し、このような双対性が相関子の熱スペクトルにどのように厳しい制約を課すかを議論する。 特に、これらの双対性は、最近開発されたスペクトル双対性関係を強制するとともに、熱CFTの物理学に対する多くの示唆を与える。 我々の結論を裏付けるいくつかの数値結果も提示されており、その中には、準正規モードの縦方向スペクトルが横方向スペクトルを決定し、その逆も成り立つことの実証も含まれている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider the economical 331 model, based on $\beta=-1/\sqrt{3}$, with three $SU(3)$ triplets with a softly broken $\mathbb{Z}_2$ symmetry. The resulting scalar potential is commonly used in phenomenology. We systematically determine all the potential minima and obtain the conditions under which the electroweak vacuum is global with the help of orbit space methods. For the case the electroweak vacuum is not global, we calculate bounds on the scalar couplings from metastability. We find a parametrisation of the potential couplings in terms of physical quantities and use it to show the available parameter space. | 我々は、$\beta=-1/\sqrt{3}$ に基づく経済的な 331 モデルを考察する。 このモデルは、$\mathbb{Z}_2$ 対称性が緩やかに破れた 3 つの $SU(3)$ トリプレットを持つ。 結果として得られるスカラーポテンシャルは、現象論において一般的に用いられる。 我々は、すべてのポテンシャル極小値を系統的に決定し、軌道空間法を用いて電弱真空が大域的となる条件を得る。 電弱真空が大域的でない場合は、準安定性からスカラー結合の境界を計算する。 我々は、物理量を用いてポテンシャル結合のパラメータ化を求め、それを用いて利用可能なパラメータ空間を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider a two-dimensional scalar field theory that modifies the standard $\phi^4$ model by introducing a smooth breaking of translational invariance through a hyperbolic generalizing function. This function explicitly breaks the $\mathbb{Z}_2$ symmetry; however, it also introduces a mechanism capable of generating new energy minima (vacua) and of localizing or delocalizing field fluctuations around these vacua. Thus, this mechanism enables the continuous transformation of the kink/antikink-like configurations into compacted asymmetric double-kink/antikink structures. Accordingly, this transformation gives rise to new classes of configurations resembling asymmetric non-topological solitons, characterized by a soft breaking of the $\mathbb{Z}_2$ symmetry. These findings are particularly compelling, as they are consistent with results describing Su-Schrieffer-Heeger (SSH) domain walls in dimerized polymer systems. | 我々は、標準的な$\phi^4$模型を修正し、双曲型一般化関数を通して並進不変性を滑らかに破る2次元スカラー場の理論を考察する。 この関数は$\mathbb{Z}_2$対称性を明示的に破るが、同時に新たなエネルギー極小点（真空）を生成し、これらの真空の周囲に場の揺らぎを局在化または非局在化させるメカニズムも導入する。 したがって、このメカニズムは、キンク／反キンクのような構成を、コンパクトな非対称二重キンク／反キンク構造へと連続的に変換することを可能にする。 したがって、この変換は、$\mathbb{Z}_2$対称性のソフトな破れを特徴とする、非対称非トポロジカルソリトンに似た新しいクラスの構成を生み出す。 これらの発見は、二量体ポリマー系におけるSu-Schrieffer-Heeger（SSH）ドメイン壁を記述する結果と一致するため、特に説得力があります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the dynamics of a two-field scalar model consisting of an axion-saxion pair with both kinetic and potential couplings, as motivated by string theory compactifications. We extend the dynamical systems (DS) toolkit by introducing a new set of variables that not only close the system and enable a systematic stability analysis, but also disentangle the role of the kinetic coupling. Within this framework we derive a compact, general expression for the non-geodesicity (turning-rate) parameter evaluated at fixed points, valid for arbitrary couplings. This provides a transparent way of diagnosing non-geodesic dynamics, with direct applications to both dark energy and multifield inflation. We first consider exponential coupling functions to establish analytic control and facilitate comparison with previous literature. In this case, we uncover a pair of genuinely non-geodesic fixed points, which act as attractors within a submanifold of the full system. In contrast, when the axion shift symmetry remains unbroken, our analysis shows that the apparent non-geodesic fixed point reported previously does not persist once the full dynamics are taken into account. Finally, we illustrate how our approach naturally extends to more realistic string-inspired models, such as power-law axion potentials combined with exponential saxion couplings, and present an explicit supergravity realisation. | 弦理論のコンパクト化に着目し、運動論的結合とポテンシャル結合の両方を持つアキシオン-サキシオン対からなる2場スカラー模型のダイナミクスを研究する。 新しい変数群を導入することで、力学系（DS）ツールキットを拡張する。 この変数群は、系を閉じて系統的な安定性解析を可能にするだけでなく、運動論的結合の役割を解きほぐす。 この枠組みの中で、任意の結合に対して有効な、固定点で評価された非測地線性（回転速度）パラメータのコンパクトで一般的な表現を導出する。 これは、非測地線ダイナミクスを診断するための透明な方法を提供し、ダークエネルギーと多場インフレーションの両方に直接応用できる。 まず、解析的制御を確立し、先行研究との比較を容易にするために、指数結合関数を考察する。 この場合、完全な系の部分多様体内でアトラクターとして機能する、真に非測地線的な固定点のペアを発見する。 対照的に、アクシオンシフト対称性が破れていない場合、我々の解析は、以前に報告された見かけ上の非測地線的固定点は、完全なダイナミクスを考慮すると持続しないことを示しています。 最後に、我々のアプローチが、指数関数的サクシオン結合と組み合わせたべき乗則アクシオンポテンシャルなど、より現実的な弦理論に着想を得たモデルにどのように自然に拡張されるかを示し、明示的な超重力実現を提示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We identify raising and lowering operators of the de Sitter algebra with focus on their action on states in particular in 4 spacetime dimensions. There isn't a unique solution to the question of how the de Sitter ladder operators act on states. By fixing the action of certain generators one can conclude on the action of the rest. Our main aim is to be able to identify highest and lowest weight states such that we can recognize them for quantized fields on a rigid de Sitter background. | 我々は、ド・ジッター代数の上昇作用素と下降作用素を、特に4次元時空における状態への作用に焦点を当てて同定する。 ド・ジッター梯子作用素が状態にどのように作用するかという問題には、唯一の解は存在しない。 特定の生成子の作用を固定することで、残りの生成子の作用を結論づけることができる。 我々の主な目的は、剛性ド・ジッター背景上の量子化場において、重みの最も高い状態と最も低い状態を識別できるようにすることである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Purpose To investigate synthesis of nuclei in pycnonuclear reactions in dense medium of neutron stars on the basis of understanding, how the compound nucleus is formed during collision of two nuclei. To implement microscopic formulation of nuclear interactions and fusion in pycnonuclear reactions in dense medium. Methods (1) Nuclei synthesis in pycnonuclear reaction in dense medium of neutron star is investigated in the folding approximation of the cluster model. (2) Formation of compound nucleus in dense medium is studied with the method of Multiple Internal Reflections. Results (1) Wave functions of resonance states of $^{24}$Mg are determined by interaction of two $^{12}$C nuclei. (2) Clear maxima of probability of formation of compound nucleus in dense stellar medium are established at first time. (3) Difference between quasibound energies for potential of Woods-Saxon type and folding potentials with the shell-model approximation for wave functions is essential. (4) Formation of the compound nucleus is much more probable in the quasibound states than in states of zero-point vibrations. (5) Only the first quasibound energies for $^{12}$C + $^{12}$Care smaller than the barrier maximums. At these energies compound nuclear system has barrier which prevents its decay going through tunneling phenomenon. This is the new excited nucleus $^{24}$Mg synthesised in the neutron star. \item[Conclusions] Cluster approach with folding potential provides significant modification of picture of formation of compound nucleus, previously obtained concerning the potential of Woods-Saxon type. The highest precision is provided by the folding potential, created by semi-realistic nucleon-nucleon potential and shell-model description of the internal structure of interacting $p$-shell nuclei. | 目的：中性子星の高密度媒質におけるピュクノ核反応における原子核合成を、2つの原子核の衝突中に複合原子核がどのように形成されるかを理解した上で調査する。 高密度媒質におけるピュクノ核反応における原子核相互作用と核融合の微視的定式化を行う。 方法：（1）中性子星の高密度媒質におけるピュクノ核反応における原子核合成を、クラスターモデルのフォールディング近似を用いて調査する。 （2）高密度媒質における複合原子核の形成を、多重内部反射法を用いて研究する。 結果：（1）2つのC原子核の相互作用によって、Mgの共鳴状態の波動関数が決定される。 （2）高密度媒質における複合原子核形成確率の明確な最大値が初めて確立される。 (3) Woods-Saxon型ポテンシャルの準束縛エネルギーと、波動関数の殻模型近似を用いたフォールディングポテンシャルとの差は本質的である。 (4) 複合核の形成は、零点振動状態よりも準束縛状態の方がはるかに起こりやすい。 (5) $^{12}$C + $^{12}$Carの最初の準束縛エネルギーのみが障壁最大値よりも小さい。 これらのエネルギーでは、複合核系はトンネル現象による崩壊を防ぐ障壁を持つ。 これは、中性子星で合成された新しい励起核$^{24}$Mgである。 \item[結論] フォールディングポテンシャルを用いたクラスターアプローチは、Woods-Saxon型ポテンシャルに関して以前に得られた複合核形成の描像を大幅に修正する。 最も高い精度は、半現実的な核子-核子ポテンシャルと、相互作用するp殻核の内部構造の殻模型記述によって生成されるフォールディングポテンシャルによって得られます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Using the recent six loop renormalization group functions for Lee-Yang and percolation theory constructed by Schnetz from a scalar cubic Lagrangian, we deduce the $\epsilon$ expansion of the critical exponents for both cases. Estimates for the exponents in three, four and five dimensions are extracted using two-sided Pad\'{e} approximants and shown to be compatible with values from other approaches. | リー・ヤン理論とパーコレーション理論のための最近の6ループ繰り込み群関数を用いて シュネッツがスカラー3次ラグランジアンから構築した 我々は、両方のケースにおける臨界指数の$\epsilon$展開を導出した。 3次元、4次元、5次元における指数の推定値は、両側Pad\'{e}近似を用いて抽出され、 他のアプローチから得られた値と整合することを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We show that the ground-state expectation value of twisting operator is a topological order parameter for $\text{U}(1)$- and $\mathbb{Z}_{N}$-symmetric symmetry-protected topological (SPT) phases in one-dimensional "spin" systems -- it is quantized in the thermodynamic limit and can be used to identify different SPT phases and to diagnose phase transitions among them. We prove that this (non-local) order parameter must take values in $N$-th roots of unity, and its value can be changed by a generalized lattice translation acting as an $N$-ality transformation connecting distinct phases. This result also implies the Lieb-Schultz-Mattis ingappability for SU($N$) spins if we further impose a general translation symmetry. Furthermore, our exact result for the order parameter of SPT phases can predict a large number of LSM ingappabilities by the general lattice translation. We also apply the $N$-ality property to provide an efficient way to construct possible multi-critical phase transitions starting from a single Hamiltonian with a unique gapped ground state. | ねじり演算子の基底状態期待値は、1次元「スピン」系における$\text{U}(1)$対称および$\mathbb{Z}_{N}$対称な対称性保護されたトポロジカル相（SPT相）のトポロジカル秩序パラメータであることを示す。 このパラメータは熱力学的極限において量子化されており、異なるSPT相を識別し、それらの相転移を診断するために使用できる。 この（非局所的な）秩序パラメータは1の$N$乗根の値を取らなければならないこと、そしてその値は、異なる相を繋ぐ$N$乗変換として作用する一般化された格子並進によって変化し得ることを証明する。 この結果はまた、さらに一般的な並進対称性を課すと、SU($N$)スピンに対するLieb-Schultz-Mattis適用可能性も意味する。 さらに、SPT相の秩序パラメータに関する厳密な結果は、一般的な格子変換によって多数のLSM適用可能性を予測することができます。 また、$N$性の性質を適用することで、唯一のギャップのある基底状態を持つ単一のハミルトニアンから出発して、可能な多重臨界相転移を効率的に構築する方法を提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Building on the recent lattice simulations of ultra-slow-roll (USR) dynamics presented in arXiv:2410.23942, we investigate the role of the nonlinear relation between the inflaton field configuration and the curvature perturbation $\zeta$, the key observable after inflation. Using a nonperturbative $\delta N$ approach applied to the lattice output, we generate fully nonlinear three-dimensional maps of $\zeta$. This calculation captures both the non-Gaussianity arising from the nonlinear mapping between $\phi$ and $\zeta$, and the intrinsic non-Gaussianity generated around Hubble crossing by the nonlinear field dynamics, which is neglected in stochastic approaches. We find that the nonlinear mapping has a profound impact on the statistics, significantly enhancing the positive tail of the $\zeta$ probability distribution, with important implications for observable quantities. A central part of this work is the comparison with the standard perturbative treatment based on a gauge transformation, which allows us to quantify when and how the perturbative picture breaks down as fluctuations grow large. Together with arXiv:2410.23942, this work sets the basis for robust, nonperturbative predictions of primordial black hole production and scalar-induced gravitational wave emission from inflation using lattice simulations. | arXiv:2410.23942 で発表された超スローロール（USR）ダイナミクスの最近の格子シミュレーションに基づき、インフレーション後の重要な観測量である曲率摂動$\zeta$とインフレーション場の配置との間の非線形関係の役割を調査する。 格子出力に非摂動的な$\delta N$アプローチを適用することにより、$\zeta$の完全な非線形3次元写像を生成する。 この計算は、$\phi$と$\zeta$間の非線形写像から生じる非ガウス性と、確率論的アプローチでは無視される、ハッブル宇宙望遠鏡通過周辺で非線形場のダイナミクスによって生成される固有の非ガウス性の両方を捉える。 我々は、非線形写像が統計に大きな影響を与え、$\zeta$確率分布の正の裾を著しく強調し、観測量に重要な意味を持つことを発見した。 本研究の中心的な部分は、ゲージ変換に基づく標準的な摂動論的扱いとの比較であり、これにより、揺らぎが大きくなるにつれて摂動論的描像がいつ、どのように破綻するかを定量化することができる。 arXiv:2410.23942と併せて、本研究は、格子シミュレーションを用いた原始ブラックホール生成とインフレーションからのスカラー誘起重力波放出のロバストで非摂動的な予測の基礎を築く。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Temperature plays a crucial role in metastable phenomena, not only by contributing to determine the state (phase) of a system, but also ruling the decay probability to more stable states. Such a situation is encountered in many different physical systems, ranging from chemical reactions to magnetic structures. The characteristic decay timescale is not always straightforward to estimate since it depends on the microscopic details of the system. A paradigmatic example in quantum field theories is the decay of the false vacuum, manifested via the nucleation of bubbles. In this paper, we measure the temperature dependence of the timescale for the false vacuum decay mechanism in an ultracold atomic quantum spin mixture which exhibits ferromagnetic properties. Our results show that the false vacuum decay rate scales with temperature as predicted by the finite-temperature extension of the instanton theory, and confirm atomic systems as an ideal platform where to study out-of-equilibrium field theories. | 温度は準安定現象において極めて重要な役割を果たし、系の状態（相）の決定に寄与するだけでなく、より安定な状態への崩壊確率も左右します。 このような状況は、化学反応から磁気構造に至るまで、多くの異なる物理系で発生します。 特性崩壊タイムスケールは系の微視的詳細に依存するため、必ずしも容易に推定できるとは限りません。 量子場の理論における典型的な例は、バブルの核生成によって現れる偽真空の崩壊です。 本論文では、強磁性を示す極低温原子量子スピン混合物における偽真空崩壊機構のタイムスケールの温度依存性を測定します。 結果は、インスタントン理論の有限温度拡張によって予測されるように、偽真空の崩壊率が温度に比例することを示し、原子系が非平衡場の理論を研究するための理想的なプラットフォームであることを裏付けています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a parametric study of the spacetime structures in the dyonic Reissner-Nordstr\"{o}m solution in Weyl's conformal theory of gravity. We derive expressions for photon sphere radii and horizons for this metric in terms of the conformal gravity parameters, from which we then obtain analytic formulae for extremal limits and Hawking temperatures. Due to the surprising lack of the inverse quadratic $1/r^2$ term in this fourth-order metric, there is no guarantee for the innermost horizon of a black hole spacetime to be a Cauchy horizon, which is in direct contrast to the corresponding metric in general relativity. For example, for certain parameter values, a ``nested black hole'' is seen to exist; in such a spacetime, we find a Cauchy horizon trapped between two event horizons, which is not a structure known to be obtainable in standard general relativity. In addition to such exotic spacetimes, we also find a critical value for the electric and magnetic charges, at which the stable and unstable photon spheres of the metric merge, and we obtain extremal limits where three horizons collide. | 我々は、ワイルの共形重力理論におけるダイオニック・ライスナー-ノルドシュトラ\"{o}m解における時空構造のパラメトリック研究を提示する。 我々は、共形重力パラメータを用いて、この計量における光子球半径と地平線の表式を導出し、そこから極限極限とホーキング温度の解析的公式を得る。 この4次の計量には驚くべきことに逆2次項$1/r^2$が存在しないことから、ブラックホール時空の最も内側の地平線がコーシー地平線であるという保証はなく、これは一般相対論における対応する計量とは正反対である。 例えば、特定のパラメータ値では、「入れ子になったブラックホール」が存在することが観察される。 このような時空では、2つの事象の地平線に挟まれたコーシー地平線が見られるが、これは標準的な一般相対論では得られることが知られていない構造である。 このようなエキゾチックな時空に加えて、我々はまた、電荷と磁荷の臨界値を見つけ、その値において計量の安定光子球と不安定光子球が融合し、3つの地平が衝突する極限値を得る。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we study the thermodynamic behavior of charged AdS black holes in higher-dimensional spacetimes within the framework of conformal holographic extended thermodynamics. This formalism is based on a novel AdS/CFT dictionary in which the conformal rescaling factor of the boundary conformal field theory (CFT) is treated as a thermodynamic parameter, while Newton's constant is held fixed and the AdS radius is allowed to vary. We explore how variations in the CFT state, represented by its central charge, influence the bulk thermodynamics, phase structure, and stability of black holes in five and six dimensions. Our analysis reveals the emergence of Van der Waals like phase transitions and critical phenomena governed by the central charge. Additionally, we find that the thermodynamic behavior of AdS black holes is affected by the dimensionality of the bulk spacetime, as we compare higher-dimensional black holes to lower-dimensional ones, such as BTZ black holes. These findings provide new insights into the role of boundary degrees of freedom in shaping the thermodynamics of gravitational systems via holography. | 本論文では、高次元時空における荷電AdSブラックホールの熱力学的挙動を、共形ホログラフィック拡張熱力学の枠組みを用いて研究する。 この形式論は、境界共形場理論（CFT）の共形リスケーリング因子を熱力学的パラメータとして扱い、ニュートン定数を固定し、AdS半径を変化させる新しいAdS/CFT辞書に基づく。 中心電荷で表されるCFT状態の変化が、5次元および6次元ブラックホールのバルク熱力学、相構造、および安定性にどのように影響するかを考察する。 解析の結果、中心電荷に支配されるファンデルワールス的な相転移や臨界現象の出現が明らかになった。 さらに、高次元ブラックホールとBTZブラックホールなどの低次元ブラックホールを比較すると、AdSブラックホールの熱力学的挙動はバルク時空の次元性によって影響を受けることがわかった。 これらの発見は、ホログラフィーを介して重力系の熱力学を形成する境界自由度の役割について新たな知見を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We introduce a new methodology to characterize properties of quantum spacetime in a strongly quantum-fluctuating regime, using tools from topological data analysis. Starting from a microscopic quantum geometry, generated nonperturbatively in terms of dynamical triangulations (DT), we compute the Betti numbers of a sequence of coarse-grained versions of the geometry as a function of the coarse-graining scale, yielding a characteristic ``topological finger print". We successfully implement this methodology in Lorentzian and Euclidean 2D quantum gravity, defined via lattice quantum gravity based on causal and Euclidean DT, yielding different results. Effective topology also enables us to formulate necessary conditions for the recovery of spacetime symmetries in a classical limit. | 我々は、位相データ解析のツールを用いて、強い量子揺らぎ領域における量子時空の特性を特徴付けるための新しい方法論を導入する。 動的三角測量（DT）を用いて非摂動的に生成された微視的量子幾何学から出発し、その幾何学の粗視化バージョンの列のベッティ数を粗視化スケールの関数として計算し、特徴的な「位相的指紋」を得る。 我々はこの方法論を、因果的DTとユークリッドDTに基づく格子量子重力によって定義されるローレンツ型およびユークリッド型の2次元量子重力に実装し、異なる結果を得ることに成功した。 有効トポロジーはまた、古典極限における時空対称性の回復に必要な条件を定式化することも可能にする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In a novel application of the tools of topological data analysis (TDA) to nonperturbative quantum gravity, we introduce a new class of observables that allows us to assess whether quantum spacetime really resembles a ``quantum foam" near the Planck scale. The key idea is to investigate the Betti numbers of coarse-grained path integral histories, regularized in terms of dynamical triangulations, as a function of the coarse-graining scale. In two dimensions our analysis exhibits the well-known fractal structure of Euclidean quantum gravity. | 位相データ解析（TDA）ツールを非摂動量子重力理論に新たに応用することで、量子時空がプランクスケール近傍で本当に「量子泡」に似ているかどうかを評価できる新しいクラスの観測量を導入する。 鍵となるアイデアは、粗視化スケールの関数として、動的三角測量によって正則化された粗視化経路積分履歴のベッティ数を調べることである。 2次元において、私たちの解析はユークリッド量子重力理論のよく知られたフラクタル構造を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| It has been proposed that the stellar cores observed in ultra-faint dwarf (UFD) galaxies reflect underlying dark matter (DM) cores that cannot be formed by stellar feedback acting on collisionless cold dark matter (CDM) halos. Assuming this claim is correct, we investigate the constraints that arise if such cores are produced by self-interacting dark matter (SIDM). We derive the range of SIDM cross-sections (sigma/m) required to reproduce the observed core sizes. These can result from halos in either the core-formation phase (low sigma/m) or the core-collapse phase (high sigma/m), yielding a wide allowed range (sim 0.3 -- 200 cm2/g) consistent with values reported in the literature for more massive galaxies. We also construct a simple model relating stellar mass to core radius - two observables likely connected in SIDM. This model reproduces the stellar core sizes and masses in UFDs with sigma/m consistent with those derived above. It also predicts a trend of increasing core radius with stellar mass, in agreement with observations of more massive dwarf galaxies. The model central DM densities match observations when assuming the SIDM profile to originate from an initial CDM halo that follows the mass-concentration relation. Since stellar feedback is insufficient to form cores in these galaxies, UFDs unbiasedly anchor sigma/m at low velocities. If the core-collapse scenario holds (i.e., high sigma/m), UFD halos are thermalized on kpc scales, approximately two orders of magnitude larger than the stellar cores. These large thermalization scales could potentially influence substructure formation in more massive systems. | 超低輝度矮小銀河（UFD）で観測される恒星コアは、衝突なしの冷たい暗黒物質（CDM）ハローに作用する恒星フィードバックでは形成されない、基底の暗黒物質（DM）コアを反映しているという説が提唱されている。 この主張が正しいと仮定し、このようなコアが自己相互作用暗黒物質（SIDM）によって生成される場合に生じる制約条件を検証する。 観測されるコアサイズを再現するために必要なSIDM断面積（σ/m）の範囲を導出する。 これらの断面積は、コア形成期（低σ/m）またはコア崩壊期（高σ/m）のいずれかにあるハローから生じる可能性があり、より質量の大きい銀河の文献で報告されている値と一致する広い許容範囲（概算0.3～200 cm²/g）が得られる。 また、SIDMにおいて関連している可能性が高い2つの観測量である恒星質量とコア半径を関連付ける単純なモデルを構築する。 このモデルは、UFDにおける恒星コアのサイズと質量を、上記で導出されたσ/mと整合して再現する。 また、より質量の大きい矮小銀河の観測結果と一致するように、恒星質量とともにコア半径が増加する傾向も予測する。 SIDMプロファイルが質量濃度関係に従う初期のCDMハローに由来すると仮定した場合、モデルの中心核密度は観測結果と一致する。 これらの銀河では恒星からのフィードバックがコア形成に不十分であるため、UFDは低速度においてσ/mを偏りなく固定する。 コア崩壊シナリオが成立する場合（すなわち、σ/mが高い場合）、UFDハローはkpcスケールで熱化され、これは恒星コアよりも約2桁大きい。 これらの大きな熱化スケールは、より質量の大きい系におけるサブストラクチャ形成に影響を与える可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Changes in magnetic helicity are often discussed across a variety of fields, from condensed matter physics to early universe cosmology. It is frequently stated that the helicity change is given by the integral of the gauge field strength tensor and its dual over spacetime, $\int F \wedge F$. However, this is incorrect when magnetic monopoles once exist in the spacetime. In this paper, we show the correct formula of the helicity change in such a case for the Maxwell theory with the magnetic monopoles. We also discuss what happens when we embed the Maxwell theory with magnetic monopoles into non-Abelian gauge theories. We show that a similar formula holds for the 't Hooft--Polyakov monopole. In particular, we find the winding numbers and the zeroes of the Higgs field in the non-Abelian gauge theory play a crucial role in the helicity change. The same discussion is also applicable to the electroweak theory, and we discuss the implication of our findings to the baryon number change via the chiral anomaly in the early universe. | 磁気ヘリシティの変化は、凝縮系物理学から初期宇宙論に至るまで、様々な分野でしばしば議論されています。 ヘリシティの変化は、ゲージ場強度テンソルとその双対である時空上の積分 $\int F \wedge F$ によって与えられるとよく言われます。 しかし、時空に磁気モノポールが存在する場合には、これは誤りです。 本論文では、磁気モノポールを含むマクスウェル理論において、このような場合のヘリシティ変化の正しい式を示します。 また、磁気モノポールを含むマクスウェル理論を非アーベルゲージ理論に埋め込んだ場合に何が起こるかについても考察します。 同様の式が 't Hooft-Polyakov モノポールにも成り立つことを示します。 特に、非アーベルゲージ理論におけるヒッグス場の巻き数と零点が、ヘリシティ変化に重要な役割を果たすことがわかります。 同じ議論は電弱理論にも当てはまり、 我々の発見が初期宇宙におけるカイラル異常を介した重粒子数の変化にどのような影響を与えるかについて議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the observational viability of non-minimally coupled scalar-Einstein-Gauss-Bonnet (GB) gravity, during inflation and post-inflationary reheating dynamics, from the perspective of the latest ACT-DR6 combined with the Planck 2018 and BAO data. It turns out that the ACT result considerably affects the inflationary e-fold number compared to the case where only Planck 2018 data is taken into account. The viable parameter spaces corresponding to the inflationary ACT-DR6+Planck18+BAO substantially influence the reheating phenomenology via the reheating equation of state ($w_\mathrm{eff}$) and the reheating temperature. In particular, the ACT-DR6+Planck18+BAO data seems to disfavor $w_\mathrm{eff} < 1/3$ during the reheating stage, which is unlike to that of only Planck 2018 case. These reveal how the ACT-DR6 data hits the early universe phenomenology from inflation to reheating in the context of higher curvature like scalar-Einstein-GB theory of gravity. | 我々は、最新のACT-DR6とPlanck 2018およびBAOデータを組み合わせた観点から、インフレーション期およびインフレーション後の再加熱ダイナミクスにおける非最小結合スカラー・アインシュタイン・ガウス・ボネ（GB）重力の観測的実現可能性を調査する。 その結果、ACTの結果は、Planck 2018データのみを考慮した場合と比較して、インフレーションのe-fold数に大きく影響することが判明した。 インフレーション期のACT-DR6+Planck18+BAOに対応する実現可能なパラメータ空間は、再加熱状態方程式（$w_\mathrm{eff}$）と再加熱温度を介して、再加熱現象に大きな影響を与える。 特に、ACT-DR6+Planck18+BAOのデータは、再加熱段階において$w_\mathrm{eff} < 1/3$を不利にしているように思われ、これはPlanck 2018のみの場合とは異なります。 これらは、ACT-DR6データが、スカラー・アインシュタイン-GB重力理論のような高曲率の文脈において、インフレーションから再加熱までの初期宇宙現象にどのように影響するかを明らかにしています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| GW231123 is a binary black hole merger whose primary component lies within or above the pair-instability mass gap, while the secondary component falls within this gap. The standard theory of stellar evolution is significantly challenged by this event. We investigate the formation of candidate progenitors of GW231123 in Population III (Pop3) star clusters. We find that they could form through stellar mergers, binary black hole mergers, and mixed mergers. The mass distribution of these candidate progenitors covers the component masses of GW231123. Their predicted merger rate density spans the range of $0.001{\rm Gpc^{-3}yr^{-1}}-0.26{\rm Gpc^{-3}yr^{-1}}$, encompassing that of GW231123. These findings suggest that GW231123 may originate from Pop3 star clusters. Furthermore, such candidate progenitors are expected to be detectable by future gravitational wave detectors LISA/Taiji/TianQin/DECIGO/CE/ET, which would provide valuable insights into the formation scenarios of events like GW231123. | GW231123は連星ブラックホール合体であり、その主成分は対不安定性質量ギャップ内またはそれより上に位置し、副成分はギャップ内に収まっている。 この事象は、恒星進化の標準理論に大きな疑問を投げかける。 我々は、種族III（Pop3）星団におけるGW231123の候補となる天体の形成を調査する。 その結果、それらは恒星合体、連星ブラックホール合体、および混合合体によって形成される可能性があることがわかった。 これらの候補となる天体の質量分布は、GW231123の成分質量をカバーしている。 それらの合体速度密度は、GW231123の質量を含む、$0.001{\rm Gpc^{-3}yr^{-1}}～$0.26{\rm Gpc^{-3}yr^{-1}}の範囲に及ぶと予測される。 これらの発見は、GW231123がPop3星団から発生した可能性を示唆しています。 さらに、これらの候補となる起源星は、将来の重力波検出器であるLISA/Taiji/TianQin/DECIGO/CE/ETによって検出されると予想されており、GW231123のようなイベントの形成シナリオに関する貴重な知見をもたらすでしょう。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Modular invariance is a fundamental symmetry in string compactifications, constraining both the structure of the effective theory and the dynamics of moduli and matter fields. It has also gained renewed importance in the context of swampland conjectures and, independently, flavour physics. We investigate a modular-invariant scalar potential arising from heterotic orbifolds, where the flavour structure and moduli dynamics are jointly shaped by the underlying geometry. Focusing on a string-inspired, two-moduli truncation, we uncover a rich vacuum structure featuring anti-de Sitter minima and unstable de Sitter saddle points. We identify large regions in moduli space supporting multifield hilltop quintessence consistent with observations. All solutions satisfy refined swampland de Sitter bounds. Our results illustrate how modular symmetry can guide the construction of controlled, string-motivated quintessence scenarios within consistent effective theories. | モジュラー不変性は弦理論のコンパクト化における基本的な対称性であり、有効理論の構造とモジュライおよび物質場のダイナミクスの両方に制約を与えます。 また、スワンプランド予想、そして独立してフレーバー物理学の文脈においても新たな重要性を帯びています。 我々は、ヘテロティック・オービフォールドから生じるモジュラー不変スカラーポテンシャルを研究します。 このポテンシャルでは、フレーバー構造とモジュライダイナミクスが基礎となる幾何学によって共同で形作られます。 弦理論に着想を得た2モジュライの切断に焦点を当て、反ド・ジッター極小値と不安定なド・ジッター鞍点を特徴とする豊富な真空構造を明らかにします。 我々は、観測結果と整合する多場ヒルトップ・クインテセンスを支持するモジュライ空間の広い領域を特定しました。 すべての解は、洗練されたスワンプランド・ド・ジッター境界を満たしています。 我々の結果は、モジュラー対称性が、整合した有効理論の中で、弦理論に動機付けられた制御されたクインテセンスシナリオの構築をどのように導くかを示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Momentum space entanglement of four fermion field theory is calculated from the Wilsonian effective action pertubatively using replica trick, local terms in low energy effective action are proved to be non-relevant pertubatively and nonlocal terms are the only source of entanglement between different momentum modes. The final result again can be represented by a set of basketball feynmann diagrams with new feynmann rules proposed to inteprete them. | 4フェルミオン場の理論における運動量空間エンタングルメントは、レプリカトリックを用いてウィルソン有効作用から摂動的に計算され、低エネルギー有効作用における局所項は摂動的に無関係であることが証明され、非局所項は異なる運動量モード間のエンタングルメントの唯一の発生源であることが証明された。 最終結果は、バスケットボール型のファインマン図と、それらを解釈するための新しいファインマン規則によって表すことができる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this note, we propose a conjecture that clarifies the relationship between the number of degree d elliptic curves in complex four-dimensional projective Fano hypersurfaces and their degree d elliptic Gromov-Witten (GW) invariants. The elliptic GW invariants are computed using the elliptic virtual structure constants proposed in our previous works. | 本稿では、複素4次元射影ファノ超曲面におけるd次楕円曲線の個数と、それらのd次楕円グロモフ・ウィッテン（GW）不変量との関係を明らかにする予想を提案する。 楕円GW不変量は、これまでの研究で提案した楕円仮想構造定数を用いて計算される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We complete our investigation into the residual symmetries of the Kerr-Schild double copy for the Schwarzschild solution. In the first paper in this series, we showed that the infinite-dimensional residual gauge algebra collapses to the finite-dimensional global isometries when restricted to Killing vectors. Here, we extend the analysis to proper conformal Killing vectors (CKVs), solving the field equations via the method of characteristics to obtain explicit conformal solutions. While asymptotic flatness and horizon regularity remove divergent contributions, the surviving components form a non-trivial infinite-dimensional algebra, revealing a structural mismatch with the canonical Schwarzschild solution. We resolve this by constructing a unified, Weyl-compensated BRST complex, showing that the infinite-dimensional modes are BRST-exact and do not correspond to physical degrees of freedom. This demonstrates the quantum consistency of the Kerr-Schild double copy, confirming that the physical spectrum is restricted to global isometries. | シュワルツシルト解に対するカー・シルト二重コピーの残差対称性に関する調査を完了する。 本シリーズの最初の論文では、無限次元残差ゲージ代数がキリングベクトルに制限されると有限次元大域等長変換に収束することを示した。 本稿では、この解析を適切な共形キリングベクトル（CKV）に拡張し、特性関数法を用いて場の方程式を解き、明示的な共形解を得る。 漸近平坦性と地平正則性によって発散寄与は除去されるが、残存する成分は非自明な無限次元代数を形成し、標準的なシュワルツシルト解との構造的不一致が明らかになる。 我々は、統一されたワイル補償BRST複体を構築することでこの不一致を解決し、無限次元モードがBRST正確であり、物理的な自由度に対応しないことを示す。 これはカー・シルト二重コピーの量子整合性を実証し、物理的スペクトルがグローバル等長変換に制限されていることを確認しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Kerr-Schild (KS) double copy is celebrated for producing exact gravitational spacetimes from gauge fields, yet the preservation of symmetry content remains largely unexplored. We investigate the fate of residual symmetries in the KS double copy, focusing on the Schwarzschild solution. On the gauge theory side, we derive the residual transformations that preserve the Abelian and non-Abelian KS ansatz\"e, finding they both form an infinite-dimensional Lie algebra parameterized by arbitrary null functions. On the gravity side, we analyze the resulting residual diffeomorphisms of the KS Schwarzschild metric. Restricting our focus to the Killing vector class of solutions, we find that the only surviving diffeomorphisms are the finite-dimensional global isometries of Schwarzschild, reducing the residual gauge algebra to the subalgebra generated by time translations and spatial rotations. This finding reveals a fundamental structural mismatch: the infinite-dimensional algebra of the gauge side admits no simple counterpart in this constrained gravitational sector. We formalize this by showing that the BRST operator for the residual symmetry is trivialized under the Killing condition. This result serves as a crucial consistency check, validating the kinematic algebraic collapse within a quantum field theoretic framework. This paper is the first of a two-part series. In the second paper, we complete this analysis by examining the more complex proper conformal Killing vector (CKV) class of solutions and formulating a unified BRST framework to definitively test the structural obstruction. | カー・シルト（KS）二重コピーは、ゲージ場から正確な重力時空を生成することで知られていますが、対称性の保存については、ほとんど未解明のままです。 本研究では、シュワルツシルト解に焦点を当て、KS二重コピーにおける残余対称性の運命を考察します。 ゲージ理論側では、アーベルおよび非アーベルKS仮説を保存する残差変換を導出し、どちらも任意のヌル関数によってパラメータ化された無限次元リー代数を形成することを発見した。 重力側では、KSシュワルツシルト計量の結果として得られる残差微分同相写像を解析する。 キリングベクトルの解のクラスに焦点を絞ると、唯一残存する微分同相写像はシュワルツシルトの有限次元大域等長写像であり、残差ゲージ代数は時間並進と空間回転によって生成される部分代数に還元されることがわかった。 この発見は根本的な構造的不一致を明らかにする。 すなわち、ゲージ側の無限次元代数は、この制約付き重力セクターにおいて単純な対応物を持たなくなる。 これを定式化するために、残差対称性のBRST演算子はキリング条件の下で自明になることを示す。 この結果は重要な整合性チェックを行い、量子場の理論的枠組みの中で運動学的代数的崩壊を検証する。 本論文は2部構成のシリーズの第1部である。 第2部では、より複雑な真共形キリングベクトル（CKV）の解のクラスを検証し、統一的なBRSTフレームワークを定式化して構造的障害を明確に検証することにより、この分析を完了する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct dimer graphs for relativistic Toda chains associated with classical untwisted Lie algebras of A, B, C$_0$, C$_\pi$, D types and twisted A, D types. We show that the Seiberg-Witten curve of 5d $\mathcal{N}=1$ pure supersymmetric gauge theory of gauge group $G$ is a spectral curve of the relativistic Toda chain of the dual group $G^\vee$. | A, B, C$_0$, C$_\pi$, D 型およびツイストされた A, D 型の古典的な非ツイストリー代数に付随する相対論的トダ連鎖のダイマーグラフを構成する。 ゲージ群 $G$ の 5d $\mathcal{N}=1$ 純粋超対称ゲージ理論のザイバーグ・ウィッテン曲線が、双対群 $G^\vee$ の相対論的トダ連鎖のスペクトル曲線であることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We extend the study of relevant deformations connecting 2d (0,2) gauge theories on D1-branes probing toric Calabi-Yau 4-folds beyond pure mass deformations. The underlying geometry provides powerful insights when field-theoretic tools are still lacking. We observe that the volume of the Sasaki-Einstein base of the Calabi-Yau 4-fold grows towards the IR, signaling the relevance of deformations. We exploit the map between gauge theory fields and GLSM fields to compute scaling dimensions directly from divisor volumes, allowing for a sharper determination of whether terms in the Lagrangian are relevant or irrelevant. Moreover, this map provides a systematic way to determine the precise set of terms needed to realize a given deformation. We also explore the interplay between general relevant deformations and triality, studying cases where non-mass deformations are mapped to mass deformations in a dual theory, and resolving puzzles that seem to require non-holomorphic couplings in one of the dual phases. Finally, we present evidence that when the Hilbert series of the mesonic moduli space is refined only under the U(1) R-symmetry, it becomes invariant even under non-mass relevant deformations of the brane brick models corresponding to toric Calabi-Yau 4-folds related by a birational transformation, extending previous results to a broader class of deformations. | 我々は、D1ブレーン上の2次元(0,2)ゲージ理論を結び付ける関連する変形の研究を拡張し、純粋な質量変形を超えてトーリックカラビヤウ四次元多様体を調べる。 基礎となる幾何学は、場の理論的ツールがまだ不足している状況において強力な洞察を提供する。 カラビヤウ四次元多様体の佐々木-アインシュタイン基底の体積がIRに向かって増加し、変形の関連性を示唆していることを観測する。 ゲージ理論場とGLSM場の間の写像を利用して、因子体積から直接スケーリング次元を計算し、ラグランジアン中の項が関連するか関連しないかをより明確に判断できるようにする。 さらに、この写像は、与えられた変形を実現するために必要な項の正確な集合を決定するための体系的な方法を提供する。 また、一般的な関連変形とトライアリティの相互作用についても探究し、非質量変形が双対理論における質量変形にマッピングされる場合を研究し、双対相の1つにおいて非正則結合を必要とすると思われるパズルを解き明かす。 最後に、中間子モジュライ空間のヒルベルト級数がU(1) R対称性の下でのみ精密化されると、双有理変換によって関連付けられたトーリック・カラビ・ヤウ4次元多様体に対応するブレーン・ブリック模型の非質量関連変形下でも不変になるという証拠を示し、これまでの結果をより広いクラスの変形に拡張する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Nuclear symmetry energy $E_{\mathrm{sym}}(\rho)$ encoding the cost to make nuclear matter more neutron rich has been the most uncertain component of the EOS of dense neutron-rich nucleonic matter. It affects significantly the radii, tidal deformations, cooling rates and frequencies of various oscillation modes of isolated neutron stars as well as the strain amplitude and frequencies of gravitational waves from their mergers, besides its many effects on structures of nuclei as well as the dynamics and observables of their collisions. Siemens (1970s) observed that $E_{\mathrm{sym}}(\rho)$ scales as $(\rho/\rho_0)^{2/3}$ near the saturation density $\rho_0$ of nuclear matter, since both the kinetic part and the potential contribution (quadratic in momentum) exhibit this dependence. The scaling holds if: (1) the nucleon isoscalar potential is quadratic in momentum, and (2) the isovector interaction is weakly density dependent. After examining many empirical evidences and understanding theoretical findings in the literature we conclude that: (1) Siemens' $\rho^{2/3}$ scaling is robust and serves as a valuable benchmark for both nuclear theories and experiments up to $2\rho_0$ but breaks down at higher densities, (2) Experimental and theoretical findings about $E_{\mathrm{sym}}(\rho)$ up to $2\rho_0$ are broadly consistent, but uncertainties remain large for its curvature $K_{\mathrm{sym}}$ and higher-order parameters, (3) Above $2\rho_0$, uncertainties grow due to poorly constrained spin-isospin dependent tensor and three-body forces as well as the resulting nucleon short-range correlations. Looking forward, combining multimessengers from both observations of neutron stars and terrestrial heavy-ion reaction experiments is the most promising path to finally constraining precisely the high-density $E_{\mathrm{sym}}(\rho)$ and the EOS of supradense neutron-rich matter. | 核物質を中性子過剰にするためのコストを表す核対称エネルギー$E_{\mathrm{sym}}(\rho)$は、高密度中性子過剰核物質のEOSにおいて最も不確実な要素である。 これは、孤立中性子星の半径、潮汐変形、冷却速度、様々な振動モードの周波数、そしてそれらの合体から発生する重力波の歪み振幅と周波数に大きく影響する。 さらに、核構造や衝突のダイナミクスや観測量にも多くの影響を与える。 Siemens (1970年代)は、核物質の飽和密度$\rho_0$付近で、$E_{\mathrm{sym}}(\rho)$が$(\rho/\rho_0)^{2/3}$に比例することを観察した。 これは、運動量成分とポテンシャル寄与（運動量の2乗）の両方がこの依存性を示すためである。 このスケーリングは、(1) 核子アイソスカラーポテンシャルが運動量の2乗であること、(2) アイソベクトル相互作用が弱密度依存であること、の条件を満たす場合に成立する。 多くの経験的証拠を検討し、文献における理論的知見を理解した上で、我々は以下の結論に達した。 (1) シーメンスの$\rho^{2/3}$スケーリングはロバストであり、$2\rho_0$までは原子核理論と実験の両方にとって有用なベンチマークとなるが、高密度では破綻する。 (2) $E_{\mathrm{sym}}(\rho)$に関する実験的知見と理論的知見は$2\rho_0$まで概ね整合しているが、曲率$K_{\mathrm{sym}}$と高次パラメータについては依然として大きな不確実性が存在する。 (3) $2\rho_0$を超えると、スピン-アイソスピン依存のテンソル力と三体力の制約が不十分なこと、およびそれによって生じる核子短距離相関のために不確実性が増大する。 今後、中性子星の観測と地上の重イオン反応実験の両方から得られるマルチメッセンジャーを組み合わせることが、高密度$E_{\mathrm{sym}}(\rho)$と超高密度中性子過剰物質のEOSを最終的に正確に制限するための最も有望な道筋となるでしょう。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In the context of asymptotic $2$-to-$2$ scattering process in AdS/CFT, the Connected Wedge Theorem identifies the existence of $O(1/G_N)$ mutual information between suitable boundary subregions, referred to as decision regions, as a necessary but not sufficient condition for bulk-only scattering processes, i.e., nonempty bulk scattering region $S_0$. Recently, Liu and Leutheusser proposed an enlarged bulk scattering region $S_E$ and conjectured that the non-emptiness of $S_E$ fully characterizes the existence of $O(1/G_N)$ mutual information between decision regions. Here, we provide a geometrical or general relativity proof for a slightly modified version of their conjecture. | AdS/CFTにおける漸近的2対2散乱過程の文脈において、連結ウェッジ定理は、決定領域と呼ばれる適切な境界小領域間の相互情報量$O(1/G_N)$が存在することを、バルクのみの散乱過程、すなわち空でないバルク散乱領域$S_0$の必要条件ではあるが十分条件ではないことを明らかにする。 最近、Liuと Leutheusserは拡大バルク散乱領域$S_E$を提案し、$S_E$が空でないことが決定領域間の相互情報量$O(1/G_N)$の存在を完全に特徴付けると予想した。 本稿では、彼らの予想を若干修正したバージョンについて、幾何学的あるいは一般相対論的な証明を与える。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct a new rotating solution of Einstein's theory in vacuum by exploiting the Lie point symmetries of the field equations in the complex potential formalism of Ernst. In particular, we perform a discrete symmetry transformation, known as inversion, of the gravitational potential associated with the Kerr metric. The resulting metric describes a rotating generalization of the Schwarzschild--Levi-Civita spacetime, and we refer to it as the Kerr--Levi-Civita metric. We study the key geometric features of this novel spacetime, which turns out to be free of curvature singularities, topological defects, and closed timelike curves. These attractive properties are also common to the extremal black hole and the super-spinning case. The solution is algebraically general (Petrov-type I), and its horizon structure is exactly that of the Kerr spacetime. The ergoregions, however, are strongly influenced by the Levi-Civita-like asymptotic structure, producing an effect akin to the magnetized Kerr--Newman and swirling solutions. Interestingly, while its static counterpart permits a Kerr--Schild representation, the Kerr--Levi-Civita metric does not admit such a formulation. | 我々は、エルンストの複素ポテンシャル形式における場の方程式のリー点対称性を利用することにより、真空中におけるアインシュタイン理論の新しい回転解を構築する。 特に、カー計量に関連する重力ポテンシャルの離散対称変換（反転）を実行する。 結果として得られる計量は、シュワルツシルト-レヴィ-チヴィタ時空の回転一般化を記述し、カー-レヴィ-チヴィタ計量と呼ぶ。 我々はこの新しい時空の主要な幾何学的特徴を研究し、曲率特異点、位相欠陥、そして閉じた時間的曲線が存在しないことが判明した。 これらの魅力的な性質は、極限ブラックホールや超自転の場合にも共通する。 この解は代数的に一般（ペトロフ型I）であり、その地平構造はカー時空のそれと全く同じである。 しかしながら、エルゴ領域はレヴィ＝チヴィタ型の漸近構造の影響を強く受け、磁化カー＝ニューマン解や旋回解に類似した効果を生み出します。 興味深いことに、その静的対応物はカー＝シルト表現を許容しますが、カー＝レヴィ＝チヴィタ計量ではそのような定式化は許容されません。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Scalar fields interacting with the primordial curvature perturbation during inflation may communicate their statistics to the latter. This situation motivates the study of how the probability density function (PDF) of a light spectator field $\varphi$ in a pure de Sitter space-time, becomes non-Gaussian under the influence of a scalar potential ${\mathcal V(\varphi)}$. One approach to this problem is offered by the stochastic formalism introduced by Starobinsky and Yokoyama. It results in a Fokker-Planck equation for the time-dependent PDF $\rho (\varphi , t)$ describing the statistics of $\varphi$ which, in the limit of equilibrium gives one back the solution $\rho (\varphi) \propto \exp \big[ - \frac{8 \pi^2}{3 H^4} {\mathcal V(\varphi)} \big]$. We study the derivation of $\rho (\varphi , t)$ using quantum field theory tools. Our approach yields an almost Gaussian distribution function, distorted by minor corrections comprised of terms proportional to powers of $\mathcal O_\varphi {\mathcal V(\varphi)}$, where $\mathcal O_\varphi$ stands for a derivative operator acting on ${\mathcal V(\varphi)}$ proportional to $\Delta N$, the number of $e$-folds succeeding the Hubble-horizon crossing of $\varphi$'s wavelengths. This general form is obtained perturbatively and remains valid even with loop corrections. Our solution satisfies a Fokker-Planck equation that receives corrections with respect to the one found within the stochastic approach, allowing us to comment on the validity of the standard equilibrium solution for generic potentials. We posit that higher order corrections to the Fokker-Planck equation may become important towards the equilibrium. | インフレーション中に原始曲率摂動と相互作用するスカラー場は、その統計量を原始曲率摂動に伝達する可能性がある。 この状況は、純粋なド・ジッター時空における光傍観者場$\varphi$の確率密度関数（PDF）が、スカラーポテンシャル${\mathcal V(\varphi)}$の影響下でどのように非ガウス分布になるかを研究する動機となる。 この問題に対する一つのアプローチは、StarobinskyとYokoyamaによって導入された確率論的形式論によって提供される。 その結果、時間依存PDF $\rho (\varphi , t)$ に対するフォッカー・プランク方程式が得られ、これは $\varphi$ の統計量を記述します。 この方程式は、平衡極限において解 $\rho (\varphi) \propto \exp \big[ - \frac{8 \pi^2}{3 H^4} {\mathcal V(\varphi)} \big]$ を返します。 量子場理論のツールを用いて $\rho (\varphi , t)$ の導出を検討します。 我々のアプローチは、$\mathcal O_\varphi {\mathcal V(\varphi)}$ のべき乗に比例する項からなる小さな補正によって歪んだ、ほぼガウス分布関数を与える。 ここで、$\mathcal O_\varphi$ は、${\mathcal V(\varphi)}$ に作用する微分演算子を表し、$\Delta N$ は、$\varphi$ の波長がハッブル地平線を横切った後の e 倍の数である。 この一般形は摂動論的に得られ、ループ補正を加えても有効である。 我々の解は、確率的アプローチで得られる方程式に対する補正を受けるフォッカー・プランク方程式を満たすため、一般的なポテンシャルに対する標準的な平衡解の妥当性についてコメントすることができる。 我々は、フォッカー・プランク方程式の高次の補正が平衡に向けて重要になる可能性があると仮定する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the holographic dual of the extended thermodynamics of spherically symmetric, charged Gauss-Bonnet AdS black holes in the context of the AdS/CFT correspondence. The gravitational thermodynamics of Gauss-Bonnet AdS black holes can be extended by allowing for variations of the cosmological constant and Newton's constant. In the dual CFT this corresponds to including the central charge C and its chemical potential $\mu$ as a new pair of conjugate thermodynamic variables. In addition, compared to Einstein's theory of gravity, Gauss-Bonnet gravity introduces higher-order curvature terms. The coupling constants of these higher-order curvature terms $\alpha$ can serve as new thermodynamic quantities, which will also be dual to thermodynamic quantities on the boundary CFT, a feature not present in the CFT dual to Einstein's gravity previously. Based on the holographic dictionary, we consider the critical behavior and phase transition phenomena of the CFT description of the charged Gauss-Bonnet black holes in $d=4$ and $d=5$ in ensemble at fixed $(C, \mathcal{V}, \tilde{Q}, \tilde{\mathcal{A}})$. We find that the conventional description of free energy cannot adequately describe the phase transitions and critical behavior of the CFT in this ensemble. Perhaps a new understanding and description should be introduced. | 我々は、球対称の荷電ガウス・ボネAdSブラックホールの拡張熱力学のホログラフィック双対をAdS/CFT対応の文脈で研究する。 ガウス・ボネAdSブラックホールの重力熱力学は、宇宙定数とニュートン定数の変動を許容することで拡張できる。 双対CFTにおいて、これは中心電荷Cとその化学ポテンシャル$\mu$を新たな共役熱力学変数のペアとして含めることに対応する。 さらに、アインシュタインの重力理論と比較して、ガウス・ボネ重力は高次の曲率項を導入する。 これらの高次曲率項の結合定数$\alpha$は新たな熱力学量として働くことができ、境界CFT上で熱力学量と双対になる。 これは、これまでのアインシュタイン重力のCFT双対には見られなかった特徴である。 ホログラフィック辞書に基づいて、$d=4$ および $d=5$ の荷電ガウス・ボネブラックホールのCFT記述における臨界挙動と相転移現象を、固定された$(C, \mathcal{V}, \tilde{Q}, \tilde{\mathcal{A}})$における集団で考察する。 従来の自由エネルギー記述では、この集団におけるCFTの相転移と臨界挙動を適切に記述できないことがわかった。 おそらく、新たな理解と記述を導入する必要があるだろう。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Light-flavor baryon resonances in the $J^P=3/2^+$, $J^P=5/2^+$, and $J^P=5/2^-$ families are investigated in a soft-wall AdS/QCD model at finite temperature, including the zero temperature limit. Regge-like trajectories relating the configurational entropy underlying these resonances to both the radial quantum number and the baryon mass spectra are constructed, allowing for the extrapolation of the higher-spin light-flavor baryonic mass spectra to higher values of the radial quantum number. The configurational entropy is shown to increase drastically with temperature, in the range beyond T ~ 38 MeV. The mass spectra of baryon families are analyzed, supporting a phase transition nearly above the Hagedorn | $J^P=3/2^+$、$J^P=5/2^+$、および$J^P=5/2^-$ファミリーにおける軽フレーバー重粒子共鳴を、零温度極限を含む有限温度におけるソフトウォールAdS/QCD模型を用いて調べた。 これらの共鳴の基礎となる配置エントロピーを動径量子数と重粒子質量スペクトルの両方に関連付けるRegge型軌跡を構築し、高スピン軽フレーバー重粒子質量スペクトルをより高い動径量子数に外挿することを可能にした。 配置エントロピーは、T ~ 38 MeVを超える範囲で温度とともに劇的に増加することが示された。 重粒子ファミリーの質量スペクトルを解析し、ほぼHagedorn曲線を超える温度での相転移を支持した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Algebraic non-covariant gauges are used often in string theory, Chern-Simons theory, gravitation and gauge theories. Loop integrals, however, have spurious singularities that need to be regularized. The most popular and consistent regularization is the Mandelstam- Leibbrandt(ML) prescription. This paper extends the ML prescription outside the light cone. It shares all the properties of light-cone ML regularization: It preserves naive power counting and gauge invariance. Moreover, using dimensional regularization(DR), we get a closed form for the basic integrals, including divergent and finite pieces. These results simplify calculations in gauge theories and open new avenues for applications in non-local models. | 代数的非共変ゲージは、弦理論、チャーン・サイモンズ理論、重力理論、ゲージ理論でよく用いられます。 しかし、ループ積分には偽の特異点があり、これを正則化する必要があります。 最も一般的で一貫性のある正則化は、マンデルスタム・ライブラント(ML)法です。 本論文では、ML法を光円錐の外に拡張します。 これは、光円錐ML法のすべての性質を共有します。 すなわち、単純なべき乗計算とゲージ不変性を保ちます。 さらに、次元正則化(DR)を用いることで、発散部分と有限部分を含む基本積分の閉じた形が得られます。 これらの結果は、ゲージ理論における計算を簡素化し、非局所モデルへの応用に新たな道を開きます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a comprehensive study of the Kerr-Newman quasinormal mode spectrum in the Dudley-Finley approximation, where the linear gravitoelectromagnetic perturbations are decoupled by "freezing" either one of the fields to its background value. First, we reassess the accuracy of this approximation by comparing it to calculations that solve the coupled system of gravitoelectromagnetic perturbation equations across the subextremal spin-charge parameter space. We find that for the $(\ell,m,n) = (2,2,0)$, $(2,2,1)$, and $(3,3,0)$ modes, the agreement is typically within $10\%$ and $1\%$ for the real and imaginary parts of the frequencies, respectively. Next, we investigate the spectrum in the near-extremal limit, and study the family of long-lived ("zero-damped") gravitational modes. We find that the near-extremal parameter space consists of subregions containing either only zero-damped modes, or zero-damped modes alongside modes that retain nonzero damping. We derive analytic expressions for the boundaries between these regions. Moreover, we discuss the connection between the zero-damped and damped modes in the Dudley-Finley approximation and the "near-horizon/photon-sphere" modes of the full Kerr-Newman spectrum. Finally, we analyze the behavior of the quadrupolar gravitational modes with large overtone numbers $n$, and study their trajectories in the complex plane. | 我々は、ダドリー・フィンリー近似におけるカー・ニューマン準正規モードスペクトルの包括的な研究を提示する。 この近似では、線形重力電磁気摂動は、どちらか一方の場を背景値に「凍結」することによって分離される。 まず、この近似の精度を、サブエクストリームスピン-チャージパラメータ空間にわたる重力電磁気摂動方程式の結合系を解く計算と比較することにより再評価する。 $(\ell,m,n) = (2,2,0)$、$(2,2,1)$、$(3,3,0)$ モードでは、周波数の実部と虚部について、それぞれ典型的には $10\%$ と $1\%$ 以内の一致が得られることがわかった。 次に、近極限におけるスペクトルを調べ、長寿命（「ゼロ減衰」）重力モードの族について研究する。 極値近傍パラメータ空間は、ゼロ減衰モードのみを含む領域、またはゼロ減衰モードと非ゼロ減衰を保持するモードが共存する領域から構成されることがわかった。 これらの領域間の境界を表す解析的表現を導出する。 さらに、ダドリー・フィンリー近似におけるゼロ減衰モードと減衰モード、およびカー・ニューマンスペクトル全体の「地平線近傍／光子球」モードとの関係について議論する。 最後に、大きな倍音数$n$を持つ四極子重力モードの挙動を解析し、複素平面におけるそれらの軌跡を調べる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present an exact solution for a quantum quench in an integrable system that reveals a new, coherent pathway to thermalization. In chaotic systems, thermalization is understood via the eigenstate thermalization hypothesis (ETH), which implies that a quench from a thermal pure quantum (TPQ) state should exhibit trivial dynamics. In contrast, integrable systems are expected to retain memory of their initial conditions in a non-thermal generalized Gibbs ensemble (GGE). We show that a quench from a TPQ state in the integrable spin-1/2 XX chain defies both expectations. The system thermalizes to a canonical Gibbs ensemble, yet the entanglement dynamics are highly non-trivial, exhibiting a "double plateau" structure. We solve this process exactly using techniques in two-dimensional (2D) conformal field theories (CFT), an exact numerical method based on the matrix Riccati equation, and an asymptotically exact quasiparticle picture. We prove that the non-trivial dynamics are the macroscopic signature of the coherent dephasing of the initial state's anomalous pairing correlations. | 我々は、可積分系における量子クエンチの厳密解を提示し、熱化への新たなコヒーレントな経路を明らかにする。 カオス系において、熱化は固有状態熱化仮説（ETH）によって理解される。 これは、熱的純量子状態（TPQ）からのクエンチが自明なダイナミクスを示すことを示唆している。 対照的に、可積分系は、非熱的一般化ギブス集団（GGE）において初期条件の記憶を保持すると予想される。 我々は、可積分系スピン1/2 XX鎖におけるTPQ状態からのクエンチが、両方の予想に反することを示す。 系は標準的なギブス集団に熱化されるが、エンタングルメントダイナミクスは非常に非自明であり、「二重プラトー」構造を示す。 我々はこの過程を、2次元（2D）共形場理論（CFT）、行列リカッチ方程式に基づく正確な数値解析法、そして漸近的に正確な準粒子描像を用いて厳密に解く。 この非自明なダイナミクスは、初期状態の異常な対相関のコヒーレントな位相ずれの巨視的特徴であることを証明した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider a rational scalar field model in (1+1)-dimensions where the long-range character of the kinks is controllable. We show via numerical simulations that kinks with long-range tails on both sides can exhibit resonance windows. The resonant energy exchange mechanism occurs via the excitation of quasinormal modes, which we obtain via a spectral analysis. Additionally, we locate a resonance window in a family of $\phi^{10}$ models with long-range tails on both sides. Moreover, we propose a new algorithm for initializing long-range kink collisions, based on convection-diffusion dynamics. | 我々は、キンクの長距離特性を制御可能な(1+1)次元有理スカラー場模型を考察する。 数値シミュレーションにより、両側に長距離テールを持つキンクが共鳴窓を呈することを示す。 共鳴エネルギー交換機構は、スペクトル解析によって得られる擬正規モードの励起によって生じる。 さらに、両側に長距離テールを持つ$\phi^{10}$模型の族に共鳴窓を見出す。 さらに、対流拡散動力学に基づいて、長距離キンク衝突を初期化するための新しいアルゴリズムを提案する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Dense neutrino systems, which display collectivity mediated by the weak interaction, have deep parallels with mean-field kinetic systems governed by other fundamental forces. We identify analogues in fast flavor conversion (FFC) of some time-honored nonlinear phenomena in plasmas and self-gravitating systems. We focus in particular on nonlinear Landau damping and collisionless equilibria, which are likely important pieces of the unsolved puzzle of neutrino oscillations in core-collapse supernovae and neutron star mergers. Our analysis additionally reveals the previously unexplored phenomenon of flavor-wave synchronization. | 弱い相互作用によって集団性を示す高密度ニュートリノ系は、他の基本的な力によって支配される平均場運動学系と深い類似性を持つ。 我々は、プラズマや自己重力系における古くから知られている非線形現象の高速フレーバー変換（FFC）における類似現象を特定する。 特に、非線形ランダウ減衰と無衝突平衡に焦点を当てる。 これらは、コア崩壊型超新星や中性子星合体におけるニュートリノ振動という未解明の謎を解明する上で重要なピースであると考えられる。 さらに、我々の解析は、これまで未解明であったフレーバー波同期現象を明らかにする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Theories with purely virtual particles (fakeons) do not possess a classical action in the strict sense, but rather a "classicized" one, obtained by integrating out the fake particles at tree level. Although this procedure generates nonlocal interactions, we show that the resulting classicized equations of motion are not burdened with the need to specify infinitely many initial conditions. The reason is the inherent link between the fakeonic system and the parent higher-derivative local system: the solution space of the former is an appropriate subspace of solutions of the latter. A somewhat unexpected proviso is that, in order to avoid overcounting, the fakeon prescription must be obtained as a limit or special case of a more generic prescription. Ultimately, the number of degrees of freedom matches physical expectations, the extra ones (ghosts or otherwise) being removed by rendering them purely virtual. We illustrate the counting in simple linear solvable models and provide the general proof. Along similar lines, we analyze Dirac's removal of runaway solutions in classical electrodynamics. | 純粋に仮想的な粒子（フェイクオン）を持つ理論は、厳密な意味での古典的作用ではなく、フェイクオンをツリーレベルで積分することによって得られる「古典化された」作用を持つ。 この手順は非局所的な相互作用を生成するが、結果として得られる古典化された運動方程式は、無限に多くの初期条件を指定する必要がないことを示す。 その理由は、フェイクオン系と親となる高微分局所系との間に固有のつながりがあるためである。 前者の解空間は、後者の解の適切な部分空間となる。 やや意外な但し書きとして、過剰カウントを避けるため、フェイクオンの処方は、より一般的な処方の極限または特殊なケースとして得なければならない。 最終的に、自由度の数は物理的な期待と一致し、余分な自由度（ゴーストなど）は純粋に仮想的なものにすることで除去される。 我々は、単純な線形可解モデルでこのカウント方法を示し、一般的な証明を与える。 同様に、古典電磁力学におけるディラックの暴走解の除去を解析する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In higher dimensional theories, we often assume that the extra dimensions form an orientable space, perhaps with singularities. However, many physical theories are well-defined on non-orientable spaces, and many spaces are not orientable, so it is reasonable to explore what happens if the assumption of orientability is relaxed. Here we consider the simplest example of free 6D theories compactified on a flat Klein bottle. We focus on a Dirac fermion in 6D, with boundary conditions that define ${\rm pin}^+$ and ${\rm pin}^-$ structures. Translation invariance is broken by the boundary conditions, which leads to sharp features localized near the parity walls (fixed points of the reflection used to construct the Klein bottle). For a scalar field, there is a position-dependent energy density, peaked near the parity walls. A Dirac fermion can lead to breaking of parity, charge conjugation and CP in 3+1 dimensions. Order parameters for this breaking are provided by the vevs of certain fermion bilinears, again peaked near the parity walls. As one potential application, these results suggest mechanisms for CP violation and baryogenesis, enabled by compactification on a Klein bottle. | 高次元理論では、余剰次元は、おそらく特異点を含む、向き付け可能な空間を形成すると仮定することが多い。 しかし、多くの物理理論は向き付け不可能な空間上で明確に定義されており、向き付け不可能な空間も数多く存在するため、向き付け可能性の仮定を緩和した場合に何が起こるかを調べることは合理的である。 ここでは、平坦なクライン壷上にコンパクト化された自由6次元理論の最も単純な例を考える。 ${\rm pin}^+$ 構造と ${\rm pin}^-$ 構造を定義する境界条件を持つ、6次元のディラックフェルミオンに注目する。 境界条件によって並進不変性は破れ、パリティ壁（クライン壷を構成するために用いられる反射の固定点）付近に局在する鋭い特徴が生じる。 スカラー場の場合、位置に依存するエネルギー密度が存在し、パリティ壁付近でピークとなる。 ディラックフェルミオンは、3+1次元においてパリティの破れ、電荷共役、そしてCPを生じさせる可能性があります。 この破れの秩序パラメータは、特定のフェルミオン双線形系のvevによって与えられ、これもパリティ壁近傍でピークに達します。 潜在的な応用の一つとして、これらの結果は、クライン壷上のコンパクト化によって可能になるCPの破れとバリオン生成のメカニズムを示唆しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we study the holographic entanglement entropy (HEE) and holographic complexity (HC) for three-dimensional dyonic quantum black holes, incorporating corrections arising from bulk quantum fields in the setup of double holography. We investigate the holographic entanglement entropy through the holographic Ryu-Takayanagi (RT) prescription and the island prescription. Using RT extremization, we evaluate HEE for connected and disconnected (island) surfaces and show islands emerge when RT surfaces intersect the brane; entanglement entropy grows with subregion size and ultimately saturates for quantum black holes as well as dressed defects. For complexity, we analyze both CV (perturbative) and CA (exact, all-orders) prescriptions: the leading quantum corrections feature universal behavior and the late-time growth can be expressed in thermodynamic variables, obeying generalized Lloyd-type bounds. In contrast, quantum dressed defects exhibit vanishing late-time growth. The CA prescription proves to be more tractable nonperturbatively and yields a thermodynamic interpretation of complexity growth. | 本研究では、3次元ダイオニック量子ブラックホールのホログラフィックエンタングルメントエントロピー（HEE）とホログラフィック複雑度（HC）を、二重ホログラフィーの設定におけるバルク量子場から生じる補正を組み込んで研究する。 ホログラフィックエンタングルメントエントロピーは、ホログラフィック龍-高柳（RT）処方とアイランド処方を用いて調査する。 RT極値化を用いて、接続面と非接続面（アイランド）のHEEを評価し、RT面がブレーンと交差するとアイランドが出現することを示す。 エンタングルメントエントロピーはサブ領域のサイズとともに増大し、最終的には量子ブラックホールとドレスド欠陥に対して飽和する。 複雑度については、CV（摂動法）処方とCA（完全、全順序）処方の両方を解析する。 主要な量子補正は普遍的な振る舞いを示し、後期における増大は一般化ロイド型境界に従って熱力学変数で表すことができる。 対照的に、量子ドレッシング欠陥は、後期時間成長がゼロとなる。 CAの処方は、非摂動論的に扱いやすく、複雑性成長の熱力学的解釈をもたらす。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study infinite distance limits in the complex structure moduli space of Type IIB compactifications on Calabi--Yau threefolds, in light of the Emergent String Conjecture. We focus on the so-called type II limits, which, based on the asymptotic behaviour of the physical couplings in the low-energy effective theory, are candidates for emergent string limits. However, due to the absence of Type IIB branes of suitable dimensionality, the emergence of a unique critical string accompanied by a tower of Kaluza--Klein states has so far remained elusive. By considering a broad class of type II$_b$ limits, corresponding to so-called Tyurin degenerations, and studying the asymptotic behaviour of four-dimensional EFT strings in this geometry, we argue that the worldsheet theory of the latter describes a unique critical heterotic string on $T^2\times\mathrm{K3}$ with a gauge bundle whose rank depends on $b$. In addition, we establish the presence of an infinite tower of BPS particles arising from wrapped D3-branes by identifying a suitable set of special Lagrangian 3-cycles in the geometry. The associated BPS invariants are conjectured to be counted by generalisations of modular forms. As a consistency check, we further show that in special cases mirror symmetry identifies the EFT strings with the well-understood emergent string limits in the K\"ahler moduli space of Type IIA compactifications on K3-fibred Calabi--Yau threefolds. Finally, we discuss the implications of the Emergent String Conjecture for type II limits which do not correspond to Tyurin degenerations, and predict new constraints on the possible geometries of type II degenerations which resemble those arising in the Kulikov classification of degenerations of K3 surfaces. | 我々は、創発弦予想に照らし合わせ、カラビ-ヤウ三次元多様体上のタイプIIBコンパクト化の複素構造モジュライ空間における無限距離極限を研究する。 低エネルギー有効理論における物理的結合の漸近的挙動に基づき、創発弦極限の候補となる、いわゆるタイプII極限に焦点を当てる。 しかし、適切な次元を持つタイプIIBブレーンが存在しないため、カルツァ-クライン状態の塔を伴う唯一の臨界弦の創発は、これまで解明されていない。 いわゆるチューリン退化に対応する広範なII$_b$型極限を考察し、この幾何学における4次元EFT弦の漸近的挙動を研究することにより、後者の世界面理論が、ランクがbに依存するゲージバンドルを持つ、$T^2\times\mathrm{K3}$上の唯一の臨界ヘテロティック弦を記述することを主張する。 さらに、この幾何学における適切な特殊ラグランジアン3サイクルの集合を同定することにより、ラップされたD3ブレーンから生じるBPS粒子の無限塔の存在を確立する。 関連するBPS不変量は、モジュラー形式の一般化によって数えられると予想されている。 整合性の検証として、特殊なケースにおいて、ミラー対称性は、EFT弦を、K3ファイバー・カラビ-ヤウ三次元多様体上のタイプIIAコンパクト化のケーラーモジュライ空間におけるよく理解されている創発弦極限と同一視することを示す。 最後に、創発弦予想が、チューリン退化に対応しないタイプII極限に及ぼす影響について議論し、K3曲面の退化のクリコフ分類で生じるものに類似する、タイプII退化の可能な幾何学に対する新たな制約を予測する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| An exact and analytical solution, in four-dimensional general relativity coupled with Maxwell electromagnetism, is built by means of a Lie point symmetry of the Ernst equations, the Harrison transformation. The new spacetime describes a Schwarzschild-like black hole embedded into a general external back-reacting electromagnetic field, which is the superposition of the Levi-Civita-Bertotti-Robinson and the Bonnor-Melvin ones. The relation between the two homogeneous electromagnetic fields is clarified. Conserved charges and the first law of thermodynamics are analysed. Swirling generalisations are also considered. Limits to the known metrics such as Schwarzschild-Bertotti-Robinson, Schwarzschild-Bonnor-Melvin and Bertotti-Robinson-Bonnor-Melvin are discussed. | 4次元一般相対論とマクスウェル電磁気学を結合した厳密かつ解析的な解は、エルンスト方程式のリー点対称性、すなわちハリソン変換を用いて構築される。 この新しい時空は、レヴィ＝チヴィタ＝ベルトッティ＝ロビンソン電磁場とボナー＝メルビン電磁場の重ね合わせである、一般的な外部反作用電磁場に埋め込まれたシュワルツシルト型ブラックホールを記述する。 2つの均質電磁場の関係を明らかにする。 保存電荷と熱力学第一法則を解析する。 旋回一般化も考察する。 シュワルツシルト＝ベルトッティ＝ロビンソン、シュワルツシルト＝ボナー＝メルビン、ベルトッティ＝ロビンソン＝ボナー＝メルビンといった既知の計量の限界について議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In a previous work 2305.04946, we found that supernova and baryon acoustic oscillation data support the hypothesis that late time cosmic acceleration is caused by the potential energy of a scalar field descending its potential, as suggested by holographically defined models of quantum gravity. In this note, we update our analysis using the Dark Energy Survey 5 year supernova data set (DES-SN5YR) and the baryon acoustic oscillation data from the Dark Energy Spectroscopic Instrument Data Release 2 (DESI DR2). Approximating the scalar potential via a first order Taylor series $V \approx V_0 + V_1 \phi$ about the present value, and making use of only recent-time data from DES-SN5YR and DESI DR2, we find that the slope parameter is constrained as $V_1 = 1.49 \pm 0.25$ in a standard likelihood analysis. This is naively a $>5 \sigma$ discrepancy with $\Lambda$CDM (which has $V_1 =0$), though a more detailed analysis not assuming a Gaussian likelihood distribution suggests $4 \sigma$ significance. Based only on the $\Delta \chi^2 = -13.7$ improvement of fit while ignoring parameter space volumes disfavours $\Lambda$CDM at a $3 \sigma$ significance level. These significance measures are substantially improved from our previous analysis using older data sets. We also reproduce the DESI DR2 parameter constraints based on the same combination of data and find that the $\Lambda$CDM is more strongly disfavoured in the context of the linear potential extension (dubbed $V_0V_1$) as compared with the $w_0 w_a$ extension of $\Lambda$CDM. A caveat is that for both $w_0 w_a$ and $V_0 V_1$, much of the significance relies on the historical $z < 0.1$ supernova samples included in the DES-SN5YR data set. | 以前の研究 2305.04946 において、超新星および重粒子音響振動データは、ホログラフィックに定義された量子重力モデルが示唆するように、後期宇宙の加速はスカラー場のポテンシャルエネルギーの低下によって引き起こされるという仮説を支持することを明らかにしました。 本稿では、ダークエネルギーサーベイ 5 年超新星データセット (DES-SN5YR) とダークエネルギー分光装置データリリース 2 (DESI DR2) の重粒子音響振動データを用いて解析を更新します。 スカラーポテンシャルを現在の値を中心とした 1 次テイラー級数 $V \approx V_0 + V_1 \phi$ で近似し、DES-SN5YR と DESI DR2 の最近のデータのみを使用することで、標準尤度分析において傾きパラメータが $V_1 = 1.49 \pm 0.25$ に制限されることが分かりました。 これは単純に考えると$\Lambda$CDM（$V_1 = 0$）との$>5 \sigma$の乖離ですが、ガウス尤度分布を仮定しないより詳細な分析では$4 \sigma$の有意性が示唆されます。 パラメータ空間体積を無視した適合度の$\Delta \chi^2 = -13.7$の改善のみに基づくと、$\Lambda$CDMは$3 \sigma$の有意水準で不利となります。 これらの有意性指標は、以前のデータセットを用いた以前の分析から大幅に改善されています。 また、同じデータの組み合わせに基づいてDESI DR2パラメータ制約を再現し、$\Lambda$CDMは、$\Lambda$CDMの$w_0 w_a$拡張と比較して、線形ポテンシャル拡張（$V_0V_1$と名付ける）の文脈においてより強く不利であることがわかりました。 注意すべき点は、$w_0 w_a$と$V_0 V_1$の両方について、その有意性の多くは、DES-SN5YRデータセットに含まれる歴史的な$z < 0.1$超新星サンプルに依存していることです。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The $\theta$-vacua of a gauge theory admit an equivalent formulation as vacua of a massless Chern-Simons $3$-form, which originate from the topological susceptibility of the vacuum. This formulation provides a framework in which the physical manifestations of the $\theta$-angle, which are quantum in origin, can be captured at the level of effective classical equations of motion. Within this framework, we derive the Witten effect, demonstrating that in the background of a massless $3$-form, the magnetic monopole indeed acquires an electric charge proportional to $\theta$. This result, in particular, provides evidence that instantons, even when constrained by the Higgs effect, maintain a non-zero topological susceptibility of the vacuum. In addition to the Witten effect, we numerically demonstrate that a magnetic monopole exhibits polarizability when placed in a constant background electric field. | ゲージ理論の$\theta$真空は、真空の位相的感受率に由来する、質量ゼロのチャーン・サイモンズ$3$形式の真空と等価な定式化が可能である。 この定式化は、量子起源の$\theta$角の物理的発現を有効古典運動方程式のレベルで捉えるための枠組みを提供する。 この枠組みの中で、我々はウィッテン効果を導出し、質量ゼロの$3$形式の背景において、磁気モノポールが実際に$\theta$に比例する電荷を獲得することを示す。 特にこの結果は、インスタントンがヒッグス効果によって制約されている場合でも、真空の位相的感受率がゼロではないことの証拠となる。 ウィッテン効果に加えて、我々は磁気モノポールが一定の背景電場中に置かれたときに分極率を示すことを数値的に証明する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The presence of a boundary enriches the nature of quantum phase transitions. However, the boundary critical phenomena in topological superconductors remain underexplored so far. Here, we investigate the boundary criticality in a two-dimensional correlated time-reversal-invariant topological superconductor tuned through a quantum phase transition into a trivial time-reversal-breaking superconductor. Using sign-problem-free determinant quantum Monte Carlo simulations, we chart the quantum phase diagram and reveal the boundary criticalities encompassing ordinary, special, and extraordinary transitions. Additionally, using renormalization group analysis, we compute the boundary critical exponent up to two loops. Remarkably, the simulations and two-loop renormalization group calculations consistently demonstrate that the presence of the boundary Majorana fermion at the special transition gives rise to a new type of boundary Gross-Neveu-Yukawa fixed point. We conclude with a discussion of possible experimental realizations in iron-based superconductors. | 境界の存在は、量子相転移の性質を豊かにする。 しかしながら、トポロジカル超伝導体における境界臨界現象は、これまで十分に研究されていない。 本研究では、量子相転移によって時間反転不変な2次元相関トポロジカル超伝導体が時間反転を破る自明な超伝導体へと変化した際の境界臨界性を調べる。 符号問題のない行列式量子モンテカルロシミュレーションを用いて、量子相図を描き、通常遷移、特殊遷移、異常遷移を含む境界臨界性を明らかにする。 さらに、繰り込み群解析を用いて、2ループまでの境界臨界指数を計算する。 注目すべきことに、シミュレーションと2ループ繰り込み群の計算は、特殊遷移における境界マヨラナフェルミオンの存在が、新しいタイプの境界グロス・ヌヴー・湯川不動点を生じることを一貫して示している。 最後に、鉄系超伝導体における実験的実現の可能性について議論します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Ensembles of neural network weight matrices are studied through the training process for the MNIST classification problem, testing the efficacy of matrix models for representing their distributions, under assumptions of Gaussianity and permutation-symmetry. The general 13-parameter permutation invariant Gaussian matrix models are found to be effective models for the correlated Gaussianity in the weight matrices, beyond the range of applicability of the simple Gaussian with independent identically distributed matrix variables, and notably well beyond the initialisation step. The representation theoretic model parameters, and the graph-theoretic characterisation of the permutation invariant matrix observables give an interpretable framework for the best-fit model and for small departures from Gaussianity. Additionally, the Wasserstein distance is calculated for this class of models and used to quantify the movement of the distributions over training. Throughout the work, the effects of varied initialisation regimes, regularisation, layer depth, and layer width are tested for this formalism, identifying limits where particular departures from Gaussianity are enhanced and how more general, yet still highly-interpretable, models can be developed. | ニューラルネットワークの重み行列のアンサンブルをMNIST分類問題の学習過程を通して研究し、ガウス性と順列対称性の仮定の下で、分布を表現する行列モデルの有効性を検証する。 一般的な13パラメータ順列不変ガウス行列モデルは、重み行列の相関ガウス性に対する有効なモデルであることがわかった。 これは、独立した同一分布の行列変数を持つ単純なガウス行列の適用範囲を超え、特に初期化ステップをはるかに超える。 表現論的モデルパラメータと、順列不変行列観測量のグラフ理論的特徴付けは、最適モデルとガウス性からの小さな逸脱に対する解釈可能な枠組みを提供する。 さらに、このクラスのモデルに対してワッサースタイン距離を計算し、学習中の分布の移動を定量化する。 本研究を通して、様々な初期化レジーム、正則化、層の深さ、層の幅の影響が、この形式主義に対してテストされ、ガウス性からの特定の逸脱が強調される限界と、より一般化されながらも高度に解釈可能なモデルをどのように開発できるかが特定されます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We introduce manifestly duality invariant generating function of the index of single centered black holes in the heterotic string theory compactified on a six dimensional torus. This function is obtained by subtracting, from the inverse of the Igusa cusp form, the generating function of the index of two centered black holes constructed from the Dedekind eta function. We also study the analytic properties of this function in the Siegel upper half plane. | 6次元トーラス上にコンパクト化されたヘテロティック弦理論において、一心ブラックホールのインデックスの明白に双対不変な生成関数を導入する。 この関数は、イグサ・カスプ形式の逆関数から、デデキントのエータ関数から構成される二心ブラックホールのインデックスの生成関数を減算することによって得られる。 また、この関数のジーゲル上半平面における解析的性質も調べる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We identify singularity-free Running-Kerr-Taub-Bolt solutions of eleven-dimensional supergravity that descend to four-dimensional rotating solutions with flat-space asymptotics. We compute their spin-induced quadrupole moment and find that for a certain range of charges this quadrupole moment is positive. This behavior differs from the Kerr black hole and from most other spinning objects constructed with ``normal'' four-dimensional matter, and we discuss the top-down physics of these solutions that could be responsible for this unusual behavior. | 我々は、11次元超重力の特異点のないランニング・カー・タウブ・ボルト解を同定し、それが平坦空間漸近を持つ4次元回転解へと降下するのを見出した。 これらの解のスピン誘起四重極モーメントを計算し、ある電荷範囲においてこの四重極モーメントが正になることを見出した。 この挙動はカーブラックホールや、「通常の」4次元物質で構成された他のほとんどの回転物体とは異なり、この特異な挙動の原因となり得るこれらの解のトップダウン物理について議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The notion of global higher-form symmetries has received much attention, but leaves room for a more systematic mathematical formulation. In this article, we highlight the concept of higher automorphism bundles from the field of higher categorical differential geometry and higher gauge theory, and we demonstrate that this neatly reproduces and clarifies many examples and phenomena discussed in the literature. We rigorously construct the higher-form symmetries of pure gauge theory of a general strict Lie $2$-group, featuring center higher-form symmetries. We then apply this explicitly to several physically-relevant examples, such as $U(1)$ bundles, bundle gerbes, and certain string $2$-groups related to $SU(n)$ instanton restriction, and $5d$ supergravity. We elaborate on the nontrivial interplay between global higher-form symmetries, connection data, and symmetry gauging. | 大域的高次形式対称性の概念は多くの注目を集めてきたが、より体系的な数学的定式化の余地を残している。 本稿では、高次圏的微分幾何学および高次ゲージ理論の分野における高次自己同型バンドルの概念を取り上げ、これが文献で議論されている多くの例や現象を簡潔に再現し、明確にすることを示す。 我々は、中心高次形式対称性を特徴とする一般的な厳密リー2群の純粋ゲージ理論の高次形式対称性を厳密に構築する。 次に、これを、U(1)バンドル、バンドルガーブ、SU(n)インスタントン制限に関連する特定の弦2群、および5d超重力などの物理的に重要ないくつかの例に明示的に適用する。 大域的高次形式対称性、接続データ、および対称性ゲージングの間の非自明な相互作用について詳しく説明する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Normal particles carry a microscopic arrow of causality. Lee-Wick ghosts carry the reversed arrow, mediating characteristic collider signals in flat space: opposite-sign scattering amplitudes that violate positivity bounds; acausality on time scales set by their negative decay rate. During inflation, the corresponding cosmo-collider ghost signals are: opposite-sign non-Gaussianities; Boltzmann-unsuppressed local oscillatory signals without their non-local counterparts; IR-enhanced bi-spectrum and power spectrum, depending on the dimension of the interaction operator, which decreases if the ghost decay rate is comparable to the Hubble rate. | 通常の粒子は微視的な因果律の矢印を帯びている。 リー・ウィック・ゴーストは逆の矢印を帯びており、平坦空間における特徴的な衝突型加速器信号を媒介する。 正値限界を破る逆符号の散乱振幅、 負の崩壊率によって設定される時間スケールにおける非因果性。 インフレーション期には、 対応する宇宙衝突型加速器ゴースト信号は、逆符号の非ガウス性、 ボルツマン効果によって抑制されない局所振動信号（非局所振動信号は除く）、 赤外線強調バイスペクトルおよびパワースペクトルであり、 相互作用演算子の次元に依存し、ゴーストの崩壊率がハッブル宇宙望遠鏡の崩壊率に匹敵する場合は減少する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct a new class of smooth, horizonless, non-supersymmetric solutions in five-dimensional minimal supergravity, which we call rotating topological stars. Built from a Kerr-Taub-bolt geometry embedded in five dimensions, they constitute the first rotating generalization of the topological star compatible with both smoothness in the interior and standard Kaluza-Klein asymptotics, S$^1\times\mathbb{R}^{1,3}$. The solutions carry angular momentum, magnetic and electric charges, and form a discrete tower of states labeled by a primary quantum number controlling the spin. Remarkably, despite lying outside the black-hole extremality bound, they can approach arbitrarily closely (in conserved charges) the Kerr black string with a large boost along the fifth dimension, making them relevant prototypes for rotating and astrophysical black-hole microstates. We analyze their geometry in detail, including their gravitational multipoles that can significantly deviate from those of black holes and the presence of an ergoregion, and show that both geodesics and scalar perturbations separate, paving the way for analyzing their dynamics in future work. | 我々は、5次元極小超重力における、滑らかで、地平線のない、非超対称な新しいクラスの解を構築し、これを回転トポロジカルスターと呼ぶ。 5次元に埋め込まれたカー・タウブ・ボルト幾何学から構築されたこれらの解は、内部の滑らかさと標準的なカルツァ＝クライン漸近性、S$^1\times\mathbb{R}^{1,3}$の両方を満たす、トポロジカルスターの最初の回転一般化を構成する。 これらの解は角運動量、磁気電荷、電荷を持ち、スピンを制御する一次量子数でラベル付けされた離散的な状態の塔を形成する。 驚くべきことに、ブラックホールの極限限界の外側にあるにもかかわらず、これらの解は5次元に沿って大きなブーストでカーブラックストリングに任意に近づくことができる（保存電荷において）。 そのため、回転ブラックホールおよび天体物理学的ブラックホールのミクロ状態の適切なプロトタイプとなる。 我々は、ブラックホールの重力多極子から大きく逸脱する可能性のある重力多極子やエルゴ領域の存在など、それらの幾何学を詳細に解析し、測地線とスカラー摂動が分離することを示し、将来の研究におけるそれらのダイナミクス解析への道を開く。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Is the usual treatment of axion dark matter as a classical field reliable? We show that the answer is subtle: the axion field could well be in a quantum state that has no complete classical description, but realistic detectors cannot tell the difference. To see this, we solve a fully quantum model of axion detection using quantum optics techniques. We show that intrinsically quantum effects are washed out by mode averaging or small amounts of noise, and significantly suppressed by the weakness of the axion coupling. Our work exemplifies that there should always be a classical analog for axion dark matter effects, extends to other wave (ultralight) dark-matter candidates, and gives a general method to compute the effects of exotic dark-matter states. | アクシオン暗黒物質を古典場として扱う通常の方法は信頼できるだろうか？ その答えは微妙であることを示す。 アクシオン場は完全な古典的記述を持たない量子状態にある可能性もあるが、現実的な検出器ではその違いを区別できない。 これを検証するために、量子光学技術を用いてアクシオン検出の完全量子モデルを解く。 本質的に量子的な効果はモード平均化や少量のノイズによって打ち消され、アクシオン結合の弱さによって著しく抑制されることを示す。 私たちの研究は、アクシオン暗黒物質効果には常に古典的な類似物が存在するはずであることを例証し、他の波動（超軽量）暗黒物質候補にも拡張し、エキゾチックな暗黒物質状態の効果を計算する一般的な方法を提供する。 |