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| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a systematic framework for constructing consistent truncations of supergravity based on exceptional generalized cosets of the form $\GS \backslash G/H$. This approach generalizes the well-established generalized Scherk-Schwarz reductions on generalized parallelizable spaces $G/H$, which preserve maximal supersymmetry, to scenarios with reduced supersymmetry by introducing a non-trivial generalized structure group $\GS$. The double coset structure plays two distinct roles: for a given $G$, the choice of subgroup $\GS$ determines the (constant) generalized torsion/curvature and the pattern of supersymmetry breaking, while $H$ parameterizes inequivalent supergravity backgrounds that share the same truncated theory. The entire construction proceeds algebraically, systematically building $\GS$-invariant tensors from generalized frame fields, with the intrinsic torsion automatically constant and a $\GS$-singlet. Different choices of $H$ lead to distinct higher-dimensional backgrounds that truncate to the same lower-dimensional theory, thereby realizing U-duality. We illustrate the framework through explicit examples in double field theory and exceptional field theory. | 我々は、例外的な一般化剰余類 $\GS \backslash G/H$ に基づいて、超重力の矛盾のない切断を構築するための体系的な枠組みを提示する。 このアプローチは、最大超対称性を保存する一般化並列化可能空間 $G/H$ 上の確立された一般化シャーク・シュワルツ還元を、非自明な一般化構造群 $\GS$ を導入することで、超対称性が縮小されたシナリオに一般化する。 二重剰余類構造は2つの異なる役割を果たす。 与えられた $G$ に対して、部分群 $\GS$ の選択は（定数の）一般化捩れ／曲率と超対称性の破れのパターンを決定し、$H$ は、同じ切断理論を共有する非同値な超重力背景をパラメータ化する。 全体の構成は代数的に、そして体系的に一般化されたフレーム場から$\GS$不変テンソルを構築することで進められ、その固有捩れは自動的に定数となり、$\GS$-シングレットとなる。 $H$の選択によって、異なる高次元背景が生じ、それらは同じ低次元理論へと切り捨てられ、U-双対性が実現される。 我々は、この枠組みを、二重場理論と例外場理論における具体的な例を用いて説明する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We explore the thermodynamics of quantum processes (quantum channels) by axiomatically introducing the free energy for channels, defined via the quantum relative entropy with an absolutely thermal channel whose fixed output is in equilibrium with a thermal reservoir. This definition finds strong support through its operational interpretations in designated quantum information and thermodynamic tasks. We construct a resource theory of athermality for quantum processes, where free operations are Gibbs preserving superchannels and golden units are unitary channels with respect to absolutely thermal channel having fully degenerate output Hamiltonian. We exactly characterize the one-shot distillation and formation of quantum channels using hypothesis-testing and max-relative entropy with respect to the absolutely thermal channel. These rates converge asymptotically to the channel free energy (up to a multiplicative factor of half the inverse temperature), establishing its operational meaning and proving the asymptotic reversibility of the athermality. We show the direct relation between the resource theory of athermality and quantum information tasks such as private randomness and purity distillation and thermodynamic tasks of erasure and work extraction. Our work connects the core thermodynamic concepts of free energy, energy, entropy, and maximal extractable work of quantum processes to their information processing capabilities. | 量子過程（量子チャネル）の熱力学を、チャネルの自由エネルギーを公理的に導入することにより探求する。 この自由エネルギーは、固定出力が熱リザーバーと平衡状態にある絶対熱チャネルの量子相対エントロピーによって定義される。 この定義は、特定の量子情報および熱力学タスクにおける操作的解釈によって強力に支持されている。 量子過程の無熱性リソース理論を構築する。 ここで、自由操作はギブス保存超チャネルであり、黄金単位は完全に縮退した出力ハミルトニアンを持つ絶対熱チャネルに関するユニタリチャネルである。 仮説検定と絶対熱チャネルに関する最大相対エントロピーを用いて、量子チャネルのワンショット蒸留と形成を正確に特徴付ける。 これらの速度は、チャネルの自由エネルギー（逆温度の半分の乗数まで）に漸近収束し、その操作的意味を確立し、無熱性の漸近的可逆性を証明する。 我々は、非熱性に関する資源理論と、私的ランダム性や純度蒸留といった量子情報タスク、そして消去や仕事抽出といった熱力学的タスクとの間に直接的な関係があることを示す。 本研究は、自由エネルギー、エネルギー、エントロピー、そして量子過程の最大抽出可能仕事といった熱力学の中核概念を、それらの情報処理能力に結び付ける。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The infrared singularities of scattering amplitudes have historically contributed to much development in understanding fundamental structures in physics. However, the fate of the leading soft singularities of amplitudes in non-trivial background fields has remained largely unknown. In this paper, we derive the leading soft theorems for photons, gluons and gravitons on generic plane wave backgrounds in gauge theory and gravity. The results differ from the flat space results through dependence on the initial conditions of the soft mediator. We also consider the special case of self-dual plane wave backgrounds, and match onto the flat space results when the background is treated perturbatively. | 散乱振幅の赤外線特異点は、歴史的に物理学における基本構造の理解に大きく貢献してきた。 しかしながら、非自明な背景場における振幅の主要なソフト特異点の運命は、ほとんど解明されていない。 本論文では、ゲージ理論と重力における一般的な平面波背景上の光子、グルーオン、重力子の主要なソフト定理を導出する。 結果は、ソフトメディエーターの初期条件への依存性により、平坦空間の結果とは異なる。 また、自己双対平面波背景の特殊なケースも考慮し、背景を摂動論的に扱った場合の平坦空間の結果と整合させる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we introduce a general method to prove the non-degeneracy of the Hessian in the spinfoam vertex amplitude for quantum gravity and apply it to the spinfoam models with a cosmological constant ($\Lambda$-SF models). By reformulating the problem in terms of the transverse intersection of some submanifolds in the phase space of flat ${\rm SL}(2,\mathbb{C})$ connections, we demonstrate that the Hessian is non-degenerate for critical points corresponding to non-degenerate, geometric 4-simplices in de Sitter or anti-de Sitter space. Non-degeneracy of the Hessian is an important necessary condition for the stationary phase method to be applicable. With a non-degenerate Hessian, this method not only confirms the connection of the $\Lambda$-SF model to semiclassical gravity, but also shows that there are no dominant contributions from exceptional configurations as in the Barrett-Crane model. Given its general nature, we expect our criterion to be applicable to other spinfoam models under mild adjustments. | 本論文では、量子重力におけるスピンフォーム頂点振幅におけるヘッセ行列の非退化を証明するための一般的な手法を導入し、それを宇宙定数を持つスピンフォーム模型（$\Lambda$-SF模型）に適用する。 平坦${\rm SL}(2,\mathbb{C})$接続の位相空間におけるいくつかの部分多様体の横断交差を用いて問題を再定式化することにより、ド・ジッター空間または反ド・ジッター空間における非退化な幾何学的4次元単体に対応する臨界点において、ヘッセ行列が非退化であることを示す。 ヘッセ行列の非退化は、定常位相法を適用するための重要な必要条件である。 非退化ヘッシアンを用いると、この方法は$\Lambda$-SFモデルと半古典重力との関連性を確認するだけでなく、Barrett-Craneモデルのように例外的な構成からの支配的な寄与がないことも示します。 その汎用性を考慮すると、この基準は、わずかな調整を加えることで他のスピンフォームモデルにも適用できると期待されます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This paper is a summary of discussions at the recent ITEP-JINR-YerPhI workshop on Vogel theory in Dubna. We consider relation between Vogel divisor(s) and the old Dynkin classification of simple Lie algebras. We consider application to knot theory and the hidden role of Jacobi identities in the definition/invariance of Kontsevich integral, which is the knot polynomial with the values in diagrams, capable of revealing all Vassiliev invariants -- including the ones, not visible in other approaches. Finally we comment on the possible breakdown of Vogel universality after the Jack/Macdonald deformation. Generalizations to affine, Yangian and DIM algebras are also mentioned. Especially interesting could be the search for universality in ordinary Yang-Mills theory and its interference with confinement phenomena. | 本論文は、ドゥブナで開催されたVogel理論に関するITEP-JINR-YerPhIワークショップにおける議論の要約です。 Vogel因子と単純リー代数の古いDynkin分類との関係を考察します。 結び目理論への応用と、Kontsevich積分の定義/不変性におけるJacobi恒等式の隠れた役割について考察します。 Kontsevich積分は、図式内の値を持つ結び目多項式であり、他のアプローチでは見えないものも含め、すべてのVassiliev不変量を明らかにできます。 最後に、Jack/Macdonald変形後のVogel普遍性の破綻の可能性についてコメントします。 アフィン代数、ヤンジアン代数、DIM代数への一般化についても言及します。 特に興味深いのは、通常のYang-Mills理論における普遍性の探求と、それが閉じ込め現象に及ぼす影響です。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Understanding the mechanisms by which complex correlations emerge through the dynamics of quantum many-body systems remains a fundamental challenge in modern physics. To address this, quench dynamics starting from nonthermal states have been extensively studied, leading to significant progress. In this paper, we propose a novel quench protocol, termed the "crosscap quench", to investigate how highly structured thermal pure states relax into typical ones. We begin by analyzing conformal field theories (CFTs) and derive universal features in the time evolution of the entanglement entropy. Furthermore, leveraging the AdS/CFT correspondence, we study holographic CFTs, providing an analytically tractable example in chaotic CFTs. Finally, we validate these findings through numerical simulations in both nonintegrable and integrable quantum spin systems. | 量子多体系のダイナミクスを通して複雑な相関が出現するメカニズムを理解することは、現代物理学における根本的な課題であり続けています。 この課題に対処するため、非熱的状態から始まるクエンチダイナミクスが広く研究され、大きな進歩を遂げてきました。 本論文では、「クロスキャップクエンチ」と呼ばれる新しいクエンチプロトコルを提案し、高度に構造化された熱的純粋状態がどのようにして典型的な状態へと緩和するかを検証します。 まず、共形場理論（CFT）を解析し、エンタングルメントエントロピーの時間発展における普遍的な特徴を導き出します。 さらに、AdS/CFT対応関係を利用してホログラフィックCFTを研究し、カオスCFTにおける解析的に扱いやすい例を示します。 最後に、これらの知見を、非積分および積分量子スピン系の両方における数値シミュレーションによって検証します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We show that spinor systems with scalar self-interaction, such as the Dirac--Klein--Gordon system with Yukawa coupling or the Soler model, generically have bi-frequency solitary wave solutions. We develop the approach to stability properties of such waves and use the radial reduction to show that indeed the (linear) stability is available for a wide range of parameters. We show that only bi-frequency modes can be dynamically stable and suggest that stable bi-frequency modes can serve as storages of the Dark Matter. The approach is based on linear stability results of one-frequency solitary waves in (3+1)D Soler model, which we obtain as a by-product. | 我々は、スカラー自己相互作用を持つスピノル系、例えば湯川結合を持つディラック-クライン-ゴードン系やソラー模型などは、一般に二周波孤立波解を持つことを示す。 我々は、このような波の安定性特性へのアプローチを展開し、ラジアル縮約を用いて、実際に（線形）安定性が広範囲のパラメータに対して実現可能であることを示す。 我々は、二周波モードのみが動的に安定であることを示し、安定した二周波モードが暗黒物質の貯蔵庫として機能できることを示唆する。 このアプローチは、我々が副産物として得た（3+1）次元ソラー模型における一周波孤立波の線形安定性の結果に基づいている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We utilize various computational techniques in flat and curved backgrounds to calculate the classical gravitational Compton amplitude up to the second post-Minkowskian order. Our novel result supports the use of worldline quantum field theory in non-trivial background spacetimes to obtain new theoretical insights that can both enhance computational efficiency and provide useful cross-checks of results, particularly in the context of classical binary black hole mergers. | 我々は、平坦背景および曲面背景における様々な計算手法を用いて、ポストミンコフスキー秩序までの古典的重力コンプトン振幅を計算した。 この新しい結果は、非自明な背景時空における世界線量子場理論の適用を支持するものであり、特に古典的な連星ブラックホール合体の文脈において、計算効率を向上させ、結果の有用なクロスチェックを提供する新たな理論的知見を得るものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The $H_0$ tension has become one of the most significant challenges in modern cosmology. The recent DESI DR2 data has shown a significant preference for dynamical dark energy, yet this has further exacerbated the $H_0$ tension. In this work, we explore the potential of new interacting dark energy models ($\widetilde{\Lambda}$CDM and $e\widetilde{\Lambda}$CDM) to alleviate the $H_0$ tension. We perform observational constraints using the latest baryon acoustic oscillation data from DESI DR2, cosmic microwave background (CMB) data from Planck and Atacama Cosmology Telescop, and type Ia supernova data from DESY5 and PantheonPlus, as well as the SH0ES data. From our analysis, we observe the dynamical scale parameter of the cosmological constant, $\delta_{\Lambda} = -0.410^{+0.140}_{-0.120}$, in the $e\widetilde{\Lambda}$CDM model using the CMB+DESI+SH0ES data, which deviates from $\Lambda$CDM at the $3.2\sigma$ level. Due to the anti-correlation between $\delta_{\Lambda}$ and $H_0$, a negative $\delta_{\Lambda}$ results in a higher inferred $H_0$. Consequently, we obtain $H_0 = 71.90 \pm 1.00~\mathrm{km\,s^{-1}\,Mpc^{-1}}$, reducing the $H_0$ tension to $0.8\sigma$. Even without SH0ES, the CMB+DESI data alone still alleviate the $H_0$ tension to $1.7\sigma$. Overall, the $e\widetilde{\Lambda}$CDM model not only deviates from the $\Lambda$CDM model but also demonstrates a significant capability to alleviate the $H_0$ tension. | $H_0$張力は、現代宇宙論における最も重要な課題の一つとなっている。 最近のDESI DR2データは、動的ダークエネルギーが著しく優先することを示しているが、これは$H_0$張力をさらに悪化させている。 本研究では、新しい相互作用ダークエネルギーモデル（$\widetilde{\Lambda}$CDMおよび$e\widetilde{\Lambda}$CDM）が$H_0$張力を軽減する可能性を探求する。 DESI DR2の最新の重粒子音響振動データ、プランク宇宙論望遠鏡およびアタカマ宇宙論望遠鏡の宇宙マイクロ波背景放射（CMB）データ、DESY5およびPantheonPlusのIa型超新星データ、そしてSH0ESデータを用いて観測的制約を行う。 解析の結果、CMB+DESI+SH0ESデータを用いた$e\widetilde{\Lambda}$CDMモデルにおいて、宇宙定数の力学的スケールパラメータ$\delta_{\Lambda} = -0.410^{+0.140}_{-0.120}$が観測され、$\Lambda$CDMから$3.2\sigma$レベルで逸脱する。 $\delta_{\Lambda}$と$H_0$の間には逆相関関係があるため、負の$\delta_{\Lambda}$は推定される$H_0$を高くする。 結果として、$H_0 = 71.90 \pm 1.00~\mathrm{km\,s^{-1}\,Mpc^{-1}}$となり、$H_0$張力は$0.8\sigma$に減少する。 SH0ESがない場合でも、CMB+DESIデータのみで $H_0$張力を$1.7\sigma$まで緩和できます。 全体として、 $e\widetilde{\Lambda}$CDMモデルは$\Lambda$CDMモデルから逸脱するだけでなく、 $H_0$張力を大幅に緩和する能力も示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Non-invertible dualities/symmetries have become an important tool in the study of quantum field theories and quantum lattice models in recent years. One of the most studied examples is non-invertible dualities obtained by gauging a discrete group. When the physical system has more global symmetries than the gauged symmetry, it has not been thoroughly investigated how those global symmetries transform under non-invertible duality. In this paper, we study the change of global symmetries under non-invertible duality of gauging a discrete group $G$ in the context of (1+1)-dimensional quantum lattice models. We obtain the global symmetries of the dual model by focusing on different Hilbert space sectors determined by the $\mathrm{Rep}(G)$ symmetry. We provide general conjectures of global symmetries of the dual model forming an algebraic ring of the double cosets. We present concrete examples of the XXZ models and the duals, providing strong evidence for the conjectures. | 非可逆双対性／対称性は、近年、量子場の理論や量子格子模型の研究において重要なツールとなっている。 最も研究されている例の一つは、離散群のゲージングによって得られる非可逆双対性である。 物理系がゲージされた対称性よりも多くの大域的対称性を持つ場合、それらの大域的対称性が非可逆双対性の下でどのように変化するかは十分に研究されていない。 本論文では、(1+1)次元量子格子模型の文脈において、離散群$G$のゲージングの非可逆双対性の下での大域的対称性の変化を調べる。 $\mathrm{Rep}(G)$対称性によって決定される異なるヒルベルト空間セクターに焦点を当てることで、双対模型の大域的対称性を得る。 二重剰余類の代数環を形成する双対模型の大域的対称性に関する一般的な予想を与える。 我々はXXZモデルと双対の具体的な例を示し、予想の強力な証拠を示した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This paper aims to gather together some of the basic ideas behind the theory of false vacuum decay in quantum Ising models, focusing on the application of spin chains as analogue systems to false vacuum decay in elementary particle theory. Elementary results on quantum Ising models are rewritten to more closely resemble the original literature on false vacuum decay. A highly speculative conjecture for the false vacuum decay rate in a two dimensional quantum Ising model is also put forward. | 本論文は、量子イジング模型における偽真空崩壊の理論の背後にある基本的な考え方をまとめることを目的とし、素粒子理論における偽真空崩壊への類似システムとしてのスピン鎖の適用に焦点を当てる。 量子イジング模型に関する基本的な結果は、偽真空崩壊に関する元の文献により近いものとなるように書き直される。 また、2次元量子イジング模型における偽真空崩壊率に関する非常に推測的な予想も提示される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Since the 1980s, many exact results have been discovered in $2d$ CFT, from critical exponents to correlation functions to complete solutions of certain models. In $d>2$, there is a wealth of numerical results as well as promising analytic approaches, but comparably fewer exact answers. The aim of this conference was to review the most promising analytic methods and results in CFT in any dimension. In particular we tried to understand to which extent the $2d$ methods can be extended to $d>2$, and what is missing to exactly solve $d>2$ CFTs. | 1980年代以降、2d CFTにおいては、臨界指数から相関関数、特定のモデルの完全解に至るまで、多くの正確な結果が発見されてきました。 d>2では、豊富な数値結果と有望な解析的アプローチがありますが、正確な解は比較的少ないです。 本会議の目的は、あらゆる次元のCFTにおける最も有望な解析的手法と結果をレビューすることでした。 特に、2d法をd>2にどの程度まで拡張できるか、そしてd>2 CFTを正確に解くために何が欠けているかを理解しようとしました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the hydrostatic equilibrium of multi-Weyl semimetals, a class of systems with Weyl-like quasi-particles but anisotropic dispersion relation $\omega^2 \sim k_\parallel^2 + k_\perp^{2n}$, with $n$ a possitive integer. A characteristic feature of multi-Weyl systems is the lack of Lorentz invariance, instead, they possess the reduced spacetime symmetry $(SO(1,1)\times SO(2))\ltimes \mathbb R^4$. In this work we propose a covariant formulation for the low energy theory, allowing for a minimal coupling of the fermion field to external geometric background and $U(1)$ gauge field. The non-Lorentzian structure of the field theory demands introducing an Aristotelian spacetime analogous to the so-called stringy Newton-Cartan geometry \cite{Andringa:2012uz}. Our proposal allows for a systematic study of the hydrostatic properties via the derivation of the partition function of the system. In addition to multi-Weyl models, our formulation can be applied to systems with similar spacetime symmetry groups, such as Bjorken flow. | 我々は、ワイル準粒子を持ちながら異方的な分散関係を持つ系の一種である多重ワイル半金属の静水力平衡を研究する。 $\omega^2 \sim k_\parallel^2 + k_\perp^{2n}$（$n$は正の整数）である。 多重ワイル系の特徴はローレンツ不変性を持たず、代わりに時空対称性は縮小され、$(SO(1,1)\times SO(2))\ltimes \mathbb R^4$となる。 本研究では、フェルミオン場と外部幾何学的背景および$U(1)$ゲージ場との結合を最小限にとどめる、低エネルギー理論の共変定式化を提案する。 場の理論の非ローレンツ構造は、いわゆる弦ニュートン・カルタン幾何学に類似したアリストテレス時空の導入を必要とする。 \cite{Andringa:2012uz}。 我々の提案は、系の分配関数の導出を通じて、静水力学的性質の体系的な研究を可能にする。 多重ワイル模型に加えて、我々の定式化は、ビョルケンフローのような、同様の時空対称群を持つ系にも適用できる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We provide the spindle interpretations of previously known solutions, $AdS_3\times\Sigma\times{S}^1\times{KE}_2^+\times{T}^2$ of type IIB supergravity and $AdS_2\times\Sigma\times{S}^1\times{KE}_4^+\times{T}^2$ of eleven-dimensional supergravity, where $\Sigma$ is a spindle factor. For the $AdS_3$ solutions, the internal space of $\Sigma\times{S}^1\times{KE}_2^+$ was previously known as the $\mathscr{Y}^{p,q}$ manifold, which shares the identical topology of the $Y^{p,q}$ manifolds. Unlike the previously known spindle solutions, the gauged supergravity origin and the field theory dual of the solutions are not clear at the moment. We perform the flux quantizations and calculate the holographic central charge and the Bekenstein-Hawking entropy of the presumed black hole solutions, respectively. | 我々は、IIB型超重力の既知の解、$AdS_3\times\Sigma\times{S}^1\times{KE}_2^+\times{T}^2$と、11次元超重力の$AdS_2\times\Sigma\times{S}^1\times{KE}_4^+\times{T}^2$のスピンドル解釈を与える。 ここで、$\Sigma$はスピンドル因子である。 $AdS_3$解の場合、$\Sigma\times{S}^1\times{KE}_2^+$の内部空間は、以前は$\mathscr{Y}^{p,q}$多様体として知られており、$Y^{p,q}$多様体と同一の位相を共有する。 これまで知られていた スピンドル解とは異なり、ゲージ超重力の起源と解の場の理論の双対は現時点では明らかではない。 我々は磁束量子化を行い、推定されるブラックホール解のホログラフィック中心電荷とベッケンシュタイン-ホーキングエントロピーをそれぞれ計算する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study Higgs branches of field theories with 8 supercharges in 5 and 6 dimensions, focusing on theories realised on 5-brane webs in Type IIB with an O$7^+$ plane, or a D6-D8-NS5 brane system in Type IIA in the presence of an O$8^+$ plane. We find magnetic quivers for the Higgs branches of these theories. The main consequence of the presence of the orientifold is that it renders the magnetic quiver to be non-simply-laced. We propose a contribution of the O$7^+$ to the usual stable intersection number of 5-branes from tropical geometry, and show that it is consistent with Fayet-Iliopoulos deformations of magnetic quivers which represent mass deformations of 5d SQFTs. From the magnetic quivers, we compute phase diagrams and highest weight generating functions for the Higgs branches, enabling us to identify the global form of the flavour symmetry for several families of 5d SQFTs; among them Bhardwaj's rank-1 theory. For 6d theories realised on a $-4$ curve, we observe the appearance of an additional $D_4$ slice on top of the phase diagram as one goes to the tensionless limit. | 我々は、5次元および6次元において8つの超荷電を持つ場の理論のヒッグス枝を研究する。 特に、O$7^+$平面を持つタイプIIBの5次元ブレーンウェブ、またはO$8^+$平面が存在するタイプIIAのD6-D8-NS5ブレーン系上で実現される理論に焦点を当てる。 これらの理論のヒッグス枝に磁気の瀉物を見出す。 オリエンティフォールドの存在の主な帰結は、磁気の瀉物が単純に結び付けられていないということである。 我々は、熱帯幾何学から、5次元ブレーンの通常の安定交差数へのO$7^+$の寄与を提案し、それが5次元SQFTの質量変形を表す磁気の瀉物のFayet-Iliopoulos変形と整合することを示す。 磁気的箙から、ヒッグス枝の相図と最高重み生成関数を計算し、5次元SQFTのいくつかのファミリー（その中にはBhardwajのランク1理論も含まれる）のフレーバー対称性の大域的形を同定する。 -4曲線上に実現される6次元理論では、張力のない極限に向かうにつれて、相図の上に追加のD4スライスが出現することを観測する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose a new extension of the Standard Model that incorporates a gauged \( U(1)_{\rm B-L} \) symmetry and the type-III seesaw mechanism to explain neutrino mass generation and provide a viable dark matter (DM) candidate. Unlike the type-I seesaw, the type-III seesaw extension under \( U(1)_{\rm B-L} \) is not automatically anomaly-free. We show that these anomalies can be canceled by introducing additional chiral fermions, which naturally emerge as DM candidates in the model. We thoroughly analyze the DM phenomenology, including relic density, direct and indirect detection prospects, and constraints from current experimental data. Furthermore, we explore the collider signatures of the model, highlighting the enhanced production cross-section of the triplet fermions mediated by the \( \rm B-L \) gauge boson, as well as the potential disappearing track signatures. Additionally, we investigate the gravitational wave signals arising from the first-order phase transition during \( \rm B-L \) symmetry breaking, offering a complementary cosmological probe of the framework. | 我々は、ゲージド対称性とタイプIIIシーソー機構を組み込んだ標準模型の新しい拡張を提案する。 これは、ニュートリノ質量生成を説明し、暗黒物質（DM）の有力な候補を提示する。 タイプIシーソーとは異なり、タイプIIIシーソー拡張は、\(U(1)_{\rm B-L} \)の下では自動的に異常がなくなるわけではない。 我々は、これらの異常は、模型においてDM候補として自然に出現する追加のカイラルフェルミオンを導入することでキャンセルできることを示す。 我々は、残留密度、直接および間接検出の可能性、そして現在の実験データからの制限を含むDM現象論を徹底的に解析する。 さらに、我々はこの模型の衝突型加速器における特徴を探求し、\( \rm B-L \)ゲージボソンを介した三重項フェルミオンの生成断面積の増大、および潜在的な飛跡消失の特徴に注目する。 さらに、\( \rm B-L \)対称性の破れにおける一次相転移から生じる重力波信号を調べ、この枠組みの補完的な宇宙論的探究を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A very pressing question in contemporary physics is the identity of Dark Matter (DM). Primordial Black Holes (PBHs) are one of the most well-motivated DM candidates. Light PBHs have been constrained by either the non-detection of their Hawking radiation itself, or by the non-observation of any measurable effects of this radiation on astrophysical and cosmological observables. We constrain the PBH contribution to the DM density by non-detection of their Hawking radiation's effect on the intergalactic medium (IGM) temperature evolution. We use the latest deductions of IGM temperature from Lyman-$\alpha$ forest observations. We put constraints on the fraction of DM as PBHs with masses $5 \times 10^{15}$ g - $10^{17}$ g, separately for spinning and non-spinning BHs. We derive constraints by dealing with the heating effects of the astrophysical reionization sources on the IGM in two ways. In one way, we completely neglect this heating due to astrophysical sources, thus giving us weaker constraints, but completely robust to the reionization history of the universe. In the second way, we utilise some modelling of the ionization and temperature history, and use it to derive more stringent constraints. We find that for non-spinning PBHs of mass $10^{16}$ g, the current measurements can constrain the PBH-density to be $\lesssim$ 0.1\% of the total DM. We find that these constraints are competitive, and hence provide a new observable to probe the nature of PBH DM. The systematics affecting Lyman-$\alpha$ forest measurements are different from other constraining observations, and thus this is a complementary probe. | 現代物理学における喫緊の課題は、暗黒物質（DM）の正体である。 原始ブラックホール（PBH）は、最も有力なDM候補の一つである。 軽いPBHは、ホーキング放射自体が検出されていないこと、あるいはこの放射が天体物理学的および宇宙論的観測量に及ぼす測定可能な影響が観測されていないことのいずれかによって制限されてきた。 我々は、PBHのDM密度への寄与を、ホーキング放射が銀河間物質（IGM）の温度進化に及ぼす影響が検出されていないことに基づいて制限する。 ライマン・アルファ・フォレスト観測によるIGM温度の最新の推定値を用いる。 DMのうち、質量が$5 \times 10^{15}$ g - $10^{17}$ gのPBHの割合について、自転するBHと自転しないBHについてそれぞれ制限を与える。 我々は、天体再電離源によるIGMへの加熱効果を2つの方法で扱うことで、制約条件を導出する。 1つ目の方法では、天体再電離源によるこの加熱を完全に無視することで、より弱い制約条件を得るが、宇宙の再電離履歴に対しては完全にロバストである。 2つ目の方法では、電離と温度履歴のモデル化を活用し、より厳しい制約条件を導出する。 その結果、質量が10の16乗gの非自転PBHの場合、現在の測定結果からPBH密度を全DMの0.1%未満に制限できることがわかった。 これらの制約条件は競合的であり、PBH DMの性質を探るための新たな観測量となることがわかった。 Lyman-$\alpha$フォレスト測定に影響を与える系統的性質は、他の制約観測とは異なるため、これは相補的なプローブとなる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We analyze the conformal Einstein equation with a positive cosmological constant to extract fall-off conditions of the gravitational fields. The fall-off conditions are consistent with a finite, non-trivial presymplectic current on the future boundary of de Sitter. Hence our result allows a non-zero gravitational flux across the boundary of the de Sitter. We present an explicit gauge-free computation to show that the Gibbons-Hawking boundary term, counterterm in the action, and fall-off condition of gravitational field in conformal Einstein equation are crucial to reproduce the finite symplectic flux. | 我々は、正の宇宙定数を持つ共形アインシュタイン方程式を解析し、重力場の減衰条件を抽出する。 この減衰条件は、ド・ジッターの未来境界上の有限で非自明なプレシンプレクティックカレントと整合する。 したがって、我々の結果は、ド・ジッター境界を横切る非ゼロの重力フラックスを許容する。 我々は、共形アインシュタイン方程式におけるギボンズ-ホーキング境界項、作用における反項、および重力場の減衰条件が、有限のシンプレクティックフラックスを再現するために重要であることを示すために、ゲージフリー計算を明示的に提示する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The comprehension of universal thermodynamic behaviors in the supercritical region is crucial for examining the characteristics of black hole systems under high temperature and pressure. This study is devoted to the analysis of characteristic lines and crossover behaviors within the supercritical region. By making use of the free energy, we introduce three key thermodynamic quantities: scaled variance, skewness, and kurtosis. Our results demonstrate that the Widom line, associated with the maximal scaled variance, can effectively differentiate between small and large black hole-like subphases, each displaying distinct thermodynamic behaviors within the supercritical region. Furthermore, by utilizing quasinormal modes, we identify the Frenkel line, offering a dynamic perspective to distinguish between small and large black hole-like subphases. These contribute to a deeper comprehension of black hole subphases in the supercritical region, thus illuminating new facets of black hole thermodynamics. | 超臨界領域における普遍的な熱力学的挙動を理解することは、高温高圧下におけるブラックホール系の特性を解明する上で極めて重要である。 本研究では、超臨界領域における特性線とクロスオーバー挙動の解析に焦点を当てる。 自由エネルギーを用いることで、スケール分散、歪度、尖度という3つの重要な熱力学的量を導入する。 本研究の結果は、最大スケール分散に関連するウィドム線が、超臨界領域においてそれぞれ異なる熱力学的挙動を示す、小さなブラックホール型サブフェーズと大きなブラックホール型サブフェーズを効果的に区別できることを示している。 さらに、準正規モードを用いることでフレンケル線を特定し、小さなブラックホール型サブフェーズと大きなブラックホール型サブフェーズを区別するための動的な視点を提供する。 これらは、超臨界領域におけるブラックホール型サブフェーズのより深い理解に貢献し、ブラックホール熱力学の新たな側面を明らかにする。 |
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| In this thesis, the AdS/CFT correspondence is used as a tool to explore novel AdS$_5$ Supergravity backgrounds (containing five-dimensional Anti-de Sitter spacetime) and their dual (four dimensional) Conformal Field Theory descriptions. In order to obtain precise results, both conformal symmetry and supersymmetry play an important role. However, in order to align with experimental observation, supersymmetry must be broken at low energies. In the absence of supersymmetry, finding deformations of a CFT which are marginal in nature (preserving conformal symmetry) is currently not well understood. Nevertheless, the solutions presented in this work may offer the best evidence to date of such deformations. Multi-parameter families of non-supersymmetric type IIA and type IIB AdS$_5$ solutions are presented, promoting to $\mathcal{N} = 1$ supersymmetry in some special cases. Contained within these solutions is an existing class of $\mathcal{N} = 2$ type IIA solutions, recovered in one example when both deformation parameters are fixed to zero. The supersymmetry is studied using the method of G-structures, with the boundaries of the solutions carefully investigated -- uncovering orbifold singularities within some solutions. In the type IIA backgrounds, both the spindle and its higher dimensional analogue play an important role, giving rise to rational quantization of charge. All parameters drop out of a quantity called the holographic central charge, pointing to marginal deformations of the existing $d=4$ $\mathcal{N} = 2$ long linear quiver CFT. These marginal deformations are proposed to correspond to soft-SUSY breaking, with the Lagrangian nature of the CFT broken in some cases. | 本論文では、AdS/CFT対応をツールとして用いて、新しいAdS$_5$超重力背景（5次元反ド・ジッター時空を含む）と、それらの双対（4次元）共形場理論による記述を探求する。 精密な結果を得るためには、共形対称性と超対称性の両方が重要な役割を果たす。 しかし、実験観測と整合させるためには、低エネルギーで超対称性が破れている必要がある。 超対称性がない場合、共形対称性を保ちながらCFTの限界的な変形を見つけることは、現在のところ十分に理解されていない。 しかしながら、本研究で提示された解は、そのような変形のこれまでで最も優れた証拠となる可能性がある。 非超対称なタイプIIAおよびタイプIIBのAdS$_5$解のマルチパラメータ族が提示され、いくつかの特殊なケースにおいて$\mathcal{N} = 1$超対称性へと昇格する。 これらの解には、既存のクラスの$\mathcal{N} = 2$型IIA解が含まれており、ある例では、両方の変形パラメータをゼロに固定することで回復されています。 超対称性はG構造法を用いて研究され、解の境界が注意深く調査され、いくつかの解の中にオービフォールド特異点が発見されています。 タイプIIA背景では、スピンドルとその高次元類似体の両方が重要な役割を果たし、電荷の有理量子化をもたらします。 すべてのパラメータはホログラフィック中心電荷と呼ばれる量から除外され、既存の$d=4$ $\mathcal{N} = 2$長線形クィバーCFTの周辺変形を示しています。 これらの周辺変形は、CFTのラグランジアン性が破れる可能性のあるソフトSUSYの破れに対応すると提案されています。 |
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| We define q-analogues of Mirzakhani's recursion for Weil-Petersson volumes and the Stanford-Witten recursion for super Weil-Petersson volumes. Okuyama recently introduced a q-deformation of the Gaussian Hermitian matrix model which produces quasi-polynomials that recover the Weil-Petersson volumes via a rescaled q to 1 limit. The q-deformations of the Weil-Petersson volumes produced here agree with the top degree terms of Okuyama's quasi-polynomials and suggest a variation of Okuyama's methods to the super setting. | 我々は、Weil-Petersson体積に対するMirzakhaniの再帰のq類似法と、超Weil-Petersson体積に対するStanford-Wittenの再帰法を定義する。 奥山は最近、ガウス・エルミート行列モデルのq変形を導入した。 これは、qを1に再スケールした極限を介してWeil-Petersson体積を復元する準多項式を生成する。 ここで生成されるWeil-Petersson体積のq変形は、奥山の準多項式の最高次項と一致し、超設定に対する奥山の方法のバリエーションを示唆する。 |
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| The tidal deformation of compact objects, characterised by their Love numbers, provides insights into the internal structure of neutron stars and black holes. While bosonic tidal Love numbers vanish for black holes in general relativity, it has been recently revealed that fermionic tidal perturbations can induce non-zero Love numbers for Kerr black holes. In this paper, we investigate the response of the Reissner-Nordstr\"om black hole to the fermionic Weyl field. As a result, we find that the corresponding fermionic tidal Love numbers are also non-vanishing for the Reissner-Nordstr\"om black holes except for the extremal ones, which highlights the universal distinct behavior of the fermionic tidal Love numbers compared to the bosonic counterparts. | コンパクト天体の潮汐変形はラブ数によって特徴付けられ、中性子星やブラックホールの内部構造に関する知見を提供します。 一般相対論では、ブラックホールのボソン潮汐ラブ数はゼロですが、最近、フェルミオン潮汐摂動によってカーブラックホールのラブ数がゼロ以外の値になることが明らかにされました。 本論文では、ライスナー・ノルドストロームブラックホールのフェルミオンワイル場に対する応答を調査します。 その結果、対応するフェルミオン潮汐ラブ数は、極限値を除いてライスナー・ノルドストロームブラックホールに対してもゼロではないことがわかりました。 これは、ボソン潮汐ラブ数と比較して、フェルミオン潮汐ラブ数が普遍的に異なる挙動を示すことを浮き彫りにしています。 |
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| Black holes (BHs) with synchronized bosonic hair challenge the Kerr paradigm, linking superradiance from ultralight fields -- creating gravitational atoms -- to bosonic stars across parameter space. In the ''very hairy'' regime, where a small horizon lies inside a bosonic star containing most of the energy, they deviate sharply from Kerr, but their dynamics remain unexplored. We show that for such solutions the horizon gets naturally ejected from the center of its scalar environment, and observe a similar dynamics in a cousin model of BHs with resonant scalar hair, albeit with a different fate. This dynamical splitting is likely to be generic for sufficiently hairy BHs in the broader class of models with synchronized or resonant hair, but possible exceptions may exist. | 同期したボソン毛を持つブラックホール（BH）は、カーのパラダイムに挑戦するものであり、 超軽量場（重力原子を生成する）からの超放射を、パラメータ空間を越えてボソン星に結び付けている。 「非常に毛深い」領域では、エネルギーの大部分を含むボソン星の内部に小さな地平線が存在するが、BHはカーのパラダイムから大きく逸脱するが、そのダイナミクスは未解明のままである。 我々は、このような解の場合、地平線がそのスカラー環境の中心から自然に放出されることを示し、共鳴スカラー毛を持つBHの類似モデルにおいて、異なる運命を辿るものの、同様のダイナミクスを観測する。 この力学的分裂は、同期または共鳴毛を持つより広いクラスのモデルにおいて、十分に毛深いBHに共通する可能性が高いが、例外が存在する可能性もある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Generic solutions are studied in Einstein-scalar gravity in an ansatz that can interpolate between de Sitter and Anti-de Sitter regimes. The scalar potential is arbitrary. All solutions are determined by their end-points in the scalar field space. All such end-points are classified. This provides a complete classification and characterization of the full space of regular solutions. It is shown that there are no regular (Centaur) solutions that interpolate between an AdS boundary and a dS interior, within our ansatz, when $d>2$. This no-go theorem persists in the presence of multiple scalar fields with a non-trivial field space metric. The Gubser classification of regular solutions is also upgraded to include cases that are not Lorentz invariant and do not contain AdS boundaries. | ド・ジッター領域と反ド・ジッター領域の間を補間できる仮説において、アインシュタイン・スカラー重力における一般解を研究する。 スカラーポテンシャルは任意である。 すべての解は、スカラー場空間におけるそれらの端点によって決定される。 そのような端点はすべて分類される。 これにより、正則解の全空間の完全な分類と特徴付けが提供される。 $d>2$のとき、我々の仮説の範囲内で、AdS境界とdS内部の間を補間する正則（ケンタウロス）解は存在しないことが示される。 この不可避定理は、非自明な場空間計量を持つ複数のスカラー場が存在する場合でも成立する。 正則解のGubser分類も、ローレンツ不変でなくAdS境界を含まない場合を含むようにアップグレードされている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose new methods for optimizing the integration-by-parts (IBP) reduction of Feynman integrals, an important computational bottleneck in modern perturbative calculations in quantum field theory. Using the simple example of one-loop massive bubble integrals, we pose the problem of minimizing the number of arithmetic operations in reducing a target integral to master integrals via the Laporta algorithm. This is a nontrivial combinatorial optimization problem over the ordering of IBP equation generation (from pairs of seed integrals and IBP operators) and the ordering of integral elimination. Our first proposed method is reinforcement learning, which involves an agent interacting with an environment in a step-by-step manner and learning the best actions to take given an observation of the environment (in this case, the current state of the IBP reduction process). The second method is using metaheuristics, e.g. simulated annealing, to minimize the computational cost as a black-box function of numerical priority values that control the orderings. For large-scale problems, the number of free parameters can be compressed by using a small neural network to assign priority values. Remarkably, with almost no human guidance, both methods lead to IBP reduction schemes that are competitive with the most efficient human-designed algorithms. We also found interpretable features in the AI results that may be applicable to more complicated problems. | 我々は、量子場の理論における現代の摂動計算における重要な計算ボトルネックである、ファインマン積分の部分積分（IBP）縮約を最適化するための新しい手法を提案する。 1ループの質量バブル積分という単純な例を用いて、ラポルタアルゴリズムを用いて目標積分をマスター積分に縮約する際の算術演算数を最小化する問題を提起する。 これは、IBP方程式生成の順序（シード積分とIBP演算子のペアから）と積分消去の順序に関する、非自明な組合せ最適化問題である。 我々が提案する最初の手法は強化学習であり、エージェントが環境と段階的に相互作用し、環境の観測値（この場合はIBP縮約プロセスの現在の状態）に基づいて最適な行動を学習する。 2番目の手法はメタヒューリスティックスを用いる。 例えば、シミュレーテッドアニーリングは、順序付けを制御する数値的な優先度値のブラックボックス関数として計算コストを最小化します。 大規模な問題の場合、小規模なニューラルネットワークを使用して優先度を割り当てることで、自由パラメータの数を圧縮できます。 驚くべきことに、人間の介入をほとんど必要とせずに、どちらの手法も、人間が設計した最も効率的なアルゴリズムと競合できるIBP削減スキームを実現します。 また、AIの結果には、より複雑な問題に適用できる可能性のある解釈可能な特徴も見つかりました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Throughout this paper, we comprehensively study instantons with every kind of continuous conformal symmetry. Examples of these objects are hard to come by due to non-linear constraints. However, by applying previous work on moduli spaces, we introduce a linear constraint, whose solution greatly simplifies these non-linear constraints. This simplification not only allows us to easily find a plethora of novel instantons with various continuous conformal symmetries and higher rank structure groups, it also provides a framework for classifying such symmetric objects. We also prove that the basic instanton is essentially the only instanton with two particular kinds of conformal symmetry. Additionally, we discuss the connections between instantons with continuous symmetries and other gauge-theoretic objects: hyperbolic and singular monopoles as well as hyperbolic analogues to Higgs bundles and Nahm data. | 本論文では、あらゆる種類の連続共形対称性を持つインスタントンを包括的に研究する。 これらの対象の例は、非線形制約のために見つけるのが困難である。 しかし、モジュライ空間に関するこれまでの研究を適用することで、線形制約を導入し、その解によってこれらの非線形制約が大幅に簡素化される。 この簡素化により、様々な連続共形対称性と高階構造群を持つ多数の新しいインスタントンを容易に見つけることができるだけでなく、そのような対称対象を分類するための枠組みも提供される。 また、基本インスタントンは、本質的に2種類の特定の共形対称性を持つ唯一のインスタントンであることも証明する。 さらに、連続対称性を持つインスタントンと他のゲージ理論的対象、すなわち双曲型モノポールと特異モノポール、そしてヒッグス束やナームデータに対する双曲型類似体との関連についても議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Many phenomenological and effective field-theoretical (EFT) applications of magnetohydrodynamics (MHD) in the presence of a background magnetic field employ a simplifying assumption whereby the electromagnetic and the energy-momentum fluctuations decouple. In studies of magnetic transport, for example in magnetic diffusion, the conservation of energy and momentum is then neglected. In this paper, we investigate the details and the consistency of this so-called $\textit{probe limit}$ in different parametric regimes of MHD plasmas. In the first part of the paper, our discussion explores the hydrodynamic (higher-form) theory of MHD. In the second part, we then explicitly test the probe limit by using a microscopic holographic (AdS/CFT) model of a strongly coupled plasma. In the process, we develop the holographic Schwinger-Keldysh EFT prescription for describing the bulk 2-form fields and their dual 1-form symmetries. Moreover, we find evidence of a phase transition at low temperatures and show that magnetic Hall transport can emerge as a consequence of background charge density that breaks the charge conjugation symmetry of the state. Finally, we discuss the implications for magnetic transport, with a particular view towards the dynamics of dense nuclear matter in neutron stars. | 背景磁場存在下における磁気流体力学（MHD）の多くの現象論的および有効場理論（EFT）的応用では、電磁揺らぎとエネルギー・運動量揺らぎが分離するという単純化仮定が用いられている。 磁気輸送の研究では、例えば磁気拡散においては、エネルギーと運動量の保存則は無視される。 本論文では、MHDプラズマの様々なパラメトリック領域における、このいわゆる$\textit{プローブ限界}$の詳細と整合性を調査する。 本論文の前半では、MHDの流体力学的（高次形式）理論について考察する。 後半では、強結合プラズマの微視的ホログラフィック（AdS/CFT）モデルを用いて、プローブ限界を明示的に検証する。 その過程で、我々はバルク2形式場とそれらの双対1形式対称性を記述するためのホログラフィック・シュウィンガー・ケルディッシュEFTの処方箋を開発する。 さらに、低温における相転移の証拠を発見し、磁気ホール輸送が、状態の電荷共役対称性を破る背景電荷密度の結果として出現することを示す。 最後に、中性子星における高密度核物質のダイナミクスに特に着目し、磁気輸送への影響について議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Light scalar or vector particles are among the most studied dark matter candidates. Yet, those are always described as scalar or vector fields. In this paper, we explore instead the embedding of the scalar particle in an antisymmetric rank-three tensor field, and the dark photon into an antisymmetric rank-two tensor field (a so-called Kalb-Ramond field), and construct minimal bases of effective interactions with Standard Model fields. Then, keeping phenomenological applications as our main objective, a number of theoretical aspects are clarified, in particular related to the impact of existing dualities among the corresponding free theories, and concerning their Stueckelberg representations. Besides, for the rank-two field, we present for the first time its full propagator, accounting for the possible presence of a pseudoscalar mass term. Thanks to these results, and with their different kinematics, gauge-invariant limits, and Lorentz properties, we show that these higher-form fields provide genuine alternative frameworks, with different couplings and expected signatures at low-energy or at colliders. | 軽いスカラー粒子またはベクトル粒子は、最も研究されている暗黒物質候補の一つです。 しかしながら、それらは常にスカラー場またはベクトル場として記述されます。 本論文では、スカラー粒子を反対称ランク3テンソル場に、そして暗黒光子を反対称ランク2テンソル場（いわゆるカルプ・ラモンド場）に埋め込むことを探求し、標準模型の場との有効相互作用の最小基底を構築します。 次に、現象論的応用を主な目的として、特に対応する自由理論間の既存の双対性の影響と、それらのシュテッケルベルク表現に関して、いくつかの理論的側面を明らかにします。 さらに、ランク2場については、擬スカラー質量項の存在の可能性を考慮した完全な伝播関数を初めて提示します。 これらの結果と、それらの異なる運動学、ゲージ不変極限、およびローレンツ特性のおかげで、これらの高次形式場は、異なる結合と低エネルギーまたは衝突型加速器での期待される特徴を持つ、真の代替枠組みを提供することを示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider two four-dimensional gauge theories with gauge group $SU(N)$: the $\mathcal{N}=4$ Super Yang-Mills (SYM) theory and the $\mathcal{N}=2$ quiver gauge theory obtained as a $\mathbb{Z}_2$ orbifold of $\mathcal{N}=4$ SYM. In this context, we study a novel class of integrated correlators, namely those involving $n$-coincident Wilson lines and two moment map operators of conformal dimension two. By exploiting supersymmetric localization, we obtain exact expressions for these observables valid in the large-$N$ limit. Furthermore, using a combination of analytical and numerical methods, we derive their strong coupling expansions. | ゲージ群$SU(N)$を持つ2つの4次元ゲージ理論、すなわち$\mathcal{N}=4$超ヤン・ミルズ(SYM)理論と、$\mathcal{N}=4$SYMの$\mathbb{Z}_2$オービフォールドとして得られる$\mathcal{N}=2$箙ゲージ理論を考察する。 この文脈において、我々は新しいクラスの統合相関関数、すなわち$n$一致ウィルソン線と2つの共形次元2のモーメント写像作用素を含む相関関数を研究する。 超対称局在を利用することで、大$N$極限で有効なこれらの観測量の正確な表現を得る。 さらに、解析的手法と数値的手法を組み合わせて、それらの強結合展開を導出する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Six dimensional $\mathcal{N}=(1,0)$ supergravity features BPS strings whose properties encode highly nontrivial information about the parent 6d theory. We focus on a distinguished set of theories whose string charge lattice is one-dimensional. In geometric theories, the generator of the lattice arises from a D3 brane wrapping the hyperplane class in $\mathbb{P}^2$. This hyperplane string is expected to remain stable even when one ventures beyond the geometric regime where it becomes challenging to verify which candidate 6d theories belong to the swampland. We identify five 6d models which from the perspective of the hyperplane string deviate the most from being geometric. For these theories we are able to provide an exact description of the left-moving sector of the hyperplane string worldsheet theory in terms of a rational conformal field theory and provide evidence for their consistency. In one instance, using RCFT methods we are able to determine the elliptic genus and find that in the unflavored limit it matches with the elliptic genus of geometric models. We argue that the non-geometric model is connected to geometric ones via a sequence of Higgsing transitions. These results lead us to formulate a proposal relating the quantum corrected moduli space of the hyperplane string CFT with a region of the landscape of 6d $(1,0)$ quantum gravity. | 6次元$\mathcal{N}=(1,0)$超重力理論は、その特性が親6次元理論に関する極めて非自明な情報を符号化するBPS弦を特徴とする。 我々は、弦電荷格子が1次元である、特に優れた理論群に焦点を当てる。 幾何学的理論では、格子の生成元は、$\mathbb{P}^2$内の超平面類を包むD3ブレーンから生じる。 この超平面弦は、幾何学的領域を超えても安定であると期待される。 幾何学的領域を超えると、候補となる6次元理論のうちどれが沼地に属するかを検証することが困難になる。 我々は、超平面弦の観点から幾何学的であることから最も逸脱している5つの6次元モデルを特定する。 これらの理論について、有理共形場理論を用いて超平面弦世界面理論の左移動セクターを正確に記述し、それらの整合性の証拠を示すことができる。 例えば、RCFT法を用いることで楕円種数を決定し、フレーバーなしの極限においてそれが幾何学的モデルの楕円種数と一致することを発見した。 我々は、非幾何学的モデルがヒッグス遷移の列を介して幾何学的モデルと結びついていると主張する。 これらの結果から、超平面弦理論の量子補正モジュライ空間と6d $(1,0)$量子重力のランドスケープの領域を関連付ける提案を定式化する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Brane tilings are bipartite periodic graphs on the 2-torus and realize a large family of 4d N=1 supersymmetric gauge theories corresponding to toric Calabi-Yau 3-folds. We present a complete classification of dimer integrable systems corresponding to the 30 brane tilings whose toric Calabi-Yau 3-folds are given by the 16 reflexive polygons in 2 dimensions. For each dimer integrable system associated to a reflexive polygon, we present the Casimirs, the single Hamiltonian built from 1-loops, the spectral curve, and the Poisson commutation relations. We also identify all birational equivalences between dimer integrable systems in this classification by presenting the birational transformations that match the Casimirs and the Hamiltonians as well as the spectral curves and Poisson structures between equivalent dimer integrable systems. In total, we identify 16 pairs of birationally equivalent dimer integrable systems which combined with Seiberg duality between the corresponding brane tilings form 5 distinct equivalence classes. Echoing phenomena observed for brane brick models realizing a family of 2d (0,2) supersymmetric gauge theories corresponding to toric Calabi-Yau 4-folds, we illustrate that deformations of brane tilings, including mass deformations, correspond to the birational transformations we discover in this work, and leave invariant the number of generators of the mesonic moduli space as well as the corresponding U(1)R-refined Hilbert series. | ブレーンタイリングは2次元トーラス上の二部周期グラフであり、トーリック・カラビ・ヤウ3次元多様体に対応する4次元N=1超対称ゲージ理論の大きな族を実現する。 我々は、2次元の16個の反射多角形によってトーリック・カラビ・ヤウ3次元多様体が与えられる30個のブレーンタイリングに対応する、ダイマー可積分系の完全な分類を提示する。 反射多角形に関連付けられた各ダイマー可積分系について、カシミール変換、1-ループから構成される単一のハミルトニアン、スペクトル曲線、およびポアソン交換関係を提示する。 また、カシミール変換とハミルトニアンに一致する双有理変換、ならびに等価なダイマー可積分系間のスペクトル曲線とポアソン構造を提示することにより、この分類におけるダイマー可積分系間のすべての双有理同値性を識別する。 合計で16組の双有理的に同値なダイマー可積分系を特定し、対応するブレーンタイリング間のザイバーグ双対性と組み合わせることで、5つの異なる同値類を形成する。 トーリックカラビ-ヤウ4次元多様体に対応する2次元(0,2)超対称ゲージ理論の族を実現するブレーンブリック模型で観測される現象を反映して、質量変形を含むブレーンタイリングの変形が、本研究で発見した双有理変換に対応し、中間子モジュライ空間の生成元の数と対応するU(1)R-精密化ヒルベルト級数を不変のままにすることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| I construct supersymmetric AdS$_3$ vacua of type IIB string theory that exhibit parametric scale separation in the controlled regime. These solutions arise from compactifications on seven-dimensional manifolds equipped with co-closed $G_2$-structures, in the presence of orientifold planes preserving minimal supersymmetry. I focus on $\mathbb{Z}_2^3$ orbifolds of a specific solvmanifold and all seven-dimensional nilmanifolds, each requiring distinct configurations of intersecting O5-planes, which are treated in the smeared approximation. Weak string coupling and large volumes can be achieved for classical backgrounds on both nilmanifolds and solvmanifolds by tuning unbounded fluxes to large values. This achieves scale separation in the nilmanifold case, but the same cannot be concluded for the solvmanifolds. Furthermore, for some solutions, the holographic field theory operators dual to the lightest scalar fields have integer conformal dimensions at tree level, as in other scale-separated type IIA orientifold backgrounds. | 私は、制御された領域においてパラメトリックなスケール分離を示す、IIB型弦理論の超対称AdS$_3$真空を構築する。 これらの解は、共閉$G_2$構造を備えた7次元多様体上のコンパクト化から生じ、最小の超対称性を保存するオリエントフォールド面が存在する。 私は、特定のソルブマニフォールドの$\mathbb{Z}_2^3$オービフォールドと、それぞれ異なる交差O5面構成を必要とするすべての7次元ニルマニフォールドに焦点を当て、これらはスミア近似で扱われる。 ニルマニフォールドとソルブマニフォールドの両方において、古典的背景において、非有界フラックスを大きく調整することにより、弱い弦結合と大きな体積を実現できる。 これによりニルマニフォールドの場合にはスケール分離が達成されるが、ソルブマニフォールドでは同じことが言えない。 さらに、いくつかの解では、最軽量スカラー場と双対なホログラフィック場の理論演算子は、他のスケール分離型IIA型オリエンティフォールド背景と同様に、ツリーレベルで整数共形次元を持ちます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Simulating nonequilibrium dynamics of quantum many-body systems is one of the most promising applications of quantum computers. However, a faithful digital quantum simulation of the Hamiltonian evolution is very challenging in the present noisy quantum devices. Instead, nonequilibrium dynamics under the Floquet evolution realized by the Trotter decomposition of the Hamiltonian evolution with a large Trotter step size is considered to be a suitable problem for simulating in the present or near-term quantum devices. In this work, we propose simulating the many-body localization crossover as such a nonequilibrium problem in the disordered Floquet many-body systems. As a demonstration, we simulate the many-body localization crossover in a disordered kicked Ising model on a heavy-hex lattice using $60$ qubits from $156$ qubits available in the IBM Heron r2 superconducting qubit device named ibm\_fez. We compute out-of-time-ordered correlators as an indicator of the many-body localization crossover. From the late-time behavior of out-of-time-ordered correlators, we locate the quantum chaotic and many-body localized regimes as a function of the disorder strength. The validity of the results is confirmed by comparing two independent error mitigation methods, that is, the operator renormalization method and zero-noise extrapolation. | 量子多体系の非平衡ダイナミクスのシミュレーションは、量子コンピュータの最も有望な応用の一つです。 しかしながら、ハミルトニアン発展の忠実なデジタル量子シミュレーションは、現在のノイズの多い量子デバイスでは極めて困難です。 その代わりに、ハミルトニアン発展のトロッター分解と大きなトロッターステップサイズによって実現されるフロッケ発展下の非平衡ダイナミクスは、現在あるいは近い将来の量子デバイスでのシミュレーションに適した問題と考えられています。 本研究では、無秩序フロッケ多体系における多体系局在クロスオーバーを、そのような非平衡問題としてシミュレーションすることを提案します。 デモンストレーションとして、IBM Heron r2 超伝導量子ビットデバイス ibm\_fez で利用可能な 156 量子ビットのうち 60 量子ビットを用いて、重い六角格子上の無秩序キックイング模型における多体局在クロスオーバーをシミュレートする。 多体局在クロスオーバーの指標として、時間順序がずれた相関子を計算する。 時間順序がずれた相関子の遅延時間挙動から、無秩序性の強度の関数として、量子カオス状態と多体局在状態を特定する。 結果の妥当性は、2 つの独立した誤差軽減法、すなわち演算子繰り込み法とゼロノイズ外挿法を比較することによって確認される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The swampland conjectures (SCs) propose constraints on effective field theories that can arise from a consistent theory of quantum gravity. Two prominent SCs suggest that the scalar field excursion and the gradient of the potential should be at most $\mathcal{O}(1)$ in Planck units. Using the first data release from the Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) survey and model-independent reconstructions of the SC-related quantities at late times, via a machine learning approach known as genetic algorithms, we evaluate the consistency of these reconstructions with the SC expectations. Our results indicate that the reconstructed second SC is several sigmas away from zero, suggesting a steep potential, in contrast to recent model-specific analyses assuming exponential potentials. The novelty of our approach lies in using solely model-independent reconstructions of cosmological observables from DESI, such as the angular diameter distance and the Hubble expansion history. This makes our method readily applicable to forthcoming data from stage IV surveys, providing a framework for further assessing consistency with SCs. | スワンプランド予想（SC）は、量子重力の整合理論から導き出され得る有効場の理論に対する制限を提唱する。 2つの著名なSCは、スカラー場のエクスカーションとポテンシャルの勾配がプランク単位で最大で$\mathcal{O}(1)$であるべきであることを示唆している。 ダークエネルギー分光装置（DESI）サーベイからの最初のデータリリースと、遺伝的アルゴリズムと呼ばれる機械学習手法を用いた、後期におけるSC関連量のモデル非依存な再構成を用いて、これらの再構成がSCの期待値と整合するかどうかを評価する。 我々の結果は、再構成された2番目のSCがゼロから数シグマ離れていることを示しており、指数ポテンシャルを仮定した最近のモデル固有の解析とは対照的に、急勾配のポテンシャルを示唆している。 私たちのアプローチの新規性は、DESIから得られる宇宙論的観測量、例えば角直径距離やハッブル宇宙望遠鏡の膨張履歴などについて、モデルに依存しない再構成のみを用いることにあります。 これにより、私たちの手法はステージIVサーベイから得られる今後のデータに容易に適用でき、SCとの整合性をさらに評価するための枠組みを提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In curved space-time, a scalar field $\phi$ is generically expected to couple to curvature, via a coupling of the form $\xi\phi^2R$. Yet in the study of Hawking emission from regular black holes (RBHs), where scalar fields are often introduced as simple probes of the geometry, and the Ricci scalar is generically non-zero, this non-minimal coupling is almost always ignored. We revisit this assumption by studying scalar Hawking emission from four representative RBHs (the Bardeen, Hayward, Simpson-Visser, and D'Ambrosio-Rovelli space-times), within two benchmark cases: the conformal case $\xi=1/6$, and a large negative value $\xi=-10^4$ motivated by Higgs inflation. We compute the graybody factors and emission spectra, showing that the latter can be either enhanced or suppressed, even by several orders of magnitude. A crucial role is played by the sign of the term $\xi fR$, with $f(r)=-g_{tt}$ in Schwarzschild-like coordinates, as it determines whether the non-minimal coupling suppresses or enhances the geometric potential barrier. For the D'Ambrosio-Rovelli case with large negative $\xi$, the low-energy emission spectrum is enhanced by up to five orders of magnitude, since $\xi fR<0$ throughout the space-time, leading to a deep potential well which broadens the transmissive window. The deviations we find can be particularly relevant in the case where primordial RBHs are dark matter candidates, given the impact of the non-minimal coupling on their evaporation history. | 曲がった時空では、スカラー場 $\phi$ は一般に $\xi\phi^2R$ の形の結合を介して曲率と結合すると予想される。 しかし、通常のブラックホール（RBH）からのホーキング放射の研究では、スカラー場はしばしば幾何学の単純なプローブとして導入され、リッチスカラーは一般にゼロではないため、この非最小結合はほとんど常に無視される。 我々は、4つの代表的なRBH（バーディーン時空、ヘイワード時空、シンプソン・ヴィッサー時空、ダンブロジオ・ロヴェッリ時空）からのスカラーホーキング放射を、2つのベンチマークケース、すなわち共形ケース $\xi=1/6$ と、ヒッグスインフレーションに起因する大きな負の値 $\xi=-10^4$ について研究することで、この仮定を再検証する。 我々はグレイボディ因子と発光スペクトルを計算し、後者は数桁も増大または抑制される可能性があることを示した。 シュワルツシルト型座標系における$\xi fR$項（$f(r)=-g_{tt}$）の符号は、非極小結合が幾何学的ポテンシャル障壁を抑制するか増大させるかを決定するため、重要な役割を果たしている。 大きな負の$\xi$を持つダンブロジオ-ロヴェッリの場合、低エネルギー発光スペクトルは最大5桁増大する。 これは、時空全体にわたって$\xi fR<0$であるためであり、透過窓を広げる深いポテンシャル井戸につながる。 我々が発見した偏差は、非極小結合が蒸発履歴に与える影響を考えると、原始RBHが暗黒物質の候補である場合に特に重要となる可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| It has been suggested that non-invertible symmetry protected topological phases (SPT), due to the lack of a stacking structure, do not have symmetric entanglers (globally symmetric finite-depth quantum circuits) connecting them. Using topological holography, we argue that a symmetric entangler should in fact exist for $1+1$d systems whenever the non-invertible symmetry has SPT phases connected by fixed-charge dualities (FCD). Moreover, we construct an explicit example of a symmetric entangler for the two SPT phases with $\mathrm{Rep}(A_4)$-symmetry, as a matrix product unitary (MPU). | 非可逆対称性保護位相位相（SPT）は、スタッキング構造を持たないため、それらを接続する対称エンタングル（大域的に対称な有限深度量子回路）を持たないことが示唆されている。 トポロジカルホログラフィーを用いて、非可逆対称性が固定電荷双対性（FCD）によって接続されたSPT位相を持つ場合、$1+1$d系には実際に対称エンタングルが存在するはずであると主張する。 さらに、$\mathrm{Rep}(A_4)$対称性を持つ2つのSPT位相に対する対称エンタングルの明示的な例を、行列積ユニタリー（MPU）として構築する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The purpose of this review is to provide a pedagogical development of the Unruh effect and the thermofield double state. In Section 2, we construct Rindler spacetime and analyze the perspective of an observer undergoing constant acceleration in Minkowski spacetime, which motivates the establishment of the relationship between the Fourier modes in both geometries using the Bogoliubov-Valatin transformation. In Section 3, we explore the underlying physics leading to the Unruh effect, its analogy with the thermal radiation observed around a Schwarzschild black hole, and its manifestation through the coupling of a particle detector to the scalar field. Finally, in Section 4, we derive the thermofield double state by conducting a Euclidean analysis of the field and geometry. | このレビューの目的は、ウンルー効果と熱場二重状態に関する教育的展開を提供することである。 第2節では、リンドラー時空を構築し、ミンコフスキー時空において一定の加速度を受ける観測者の視点を解析する。 これにより、ボゴリュボフ-ヴァラチン変換を用いて、両方の幾何学におけるフーリエモード間の関係を確立する。 第3節では、ウンルー効果につながる基礎物理、シュワルツシルトブラックホール周辺で観測される熱放射との類似性、そして粒子検出器とスカラー場の結合によるその発現について考察する。 最後に、第4節では、場と幾何学のユークリッド解析を行うことにより、熱場二重状態を導出する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Probing the nature of dark matter (DM) remains an outstanding problem in modern cosmology. The 21 cm signal, as a sensitive tracer of neutral hydrogen during cosmic dawn, provides a unique means to investigate DM nature during this critical epoch. Annihilation and decay of DM particles, as well as Hawking radiation of primordial black holes (PBHs), can modify the thermal and ionization histories of the early universe, leaving distinctive imprints on the 21 cm power spectrum. Therefore, the redshifted 21 cm power spectrum serves as a powerful tool to investigate such DM processes. In this work, we systematically assess the potential of the upcoming Square Kilometre Array (SKA) to constrain DM and PBH parameters using the 21 cm power spectrum. Assuming $10,000$ hours of integration time, the SKA is projected to reach sensitivities of $\langle\sigma v\rangle \leq 10^{-28}\,{\rm cm}^{3}\,{\rm s}^{-1}$ and $\tau\geq 10^{28}\,{\rm seconds}$, for $10\,{\rm GeV}$ DM particles. It can also probe PBHs with masses of $10^{16}\,\mathrm{g}$ and abundances $f_{\mathrm{PBH}} \leq 10^{-6}$. These results indicate that the SKA could place constraints on DM annihilation, decay, and PBH Hawking radiation that are up to two to three orders of magnitude stronger than current limits. Furthermore, the SKA is expected to exceed existing bounds on sub-GeV DM and to probe Hawking radiation from PBHs with masses above $10^{17}\,{\rm g}$, which are otherwise inaccessible by conventional cosmological probes. Overall, the SKA holds great promise for advancing our understanding of both DM particles and PBHs, potentially offering new insights into the fundamental nature of DM. | 暗黒物質（DM）の性質を探ることは、現代宇宙論において依然として未解決の課題である。 宇宙の夜明け期における中性水素の高感度トレーサーである21cm信号は、この重要な時期におけるDMの性質を調査する独自の手段を提供する。 DM粒子の消滅と崩壊、そして原始ブラックホール（PBH）のホーキング放射は、初期宇宙の熱史と電離史を変化させ、21cmパワースペクトルに特徴的な痕跡を残す。 したがって、赤方偏移した21cmパワースペクトルは、このようなDM過程を調査するための強力なツールとなる。 本研究では、21cmパワースペクトルを用いて、今後建設予定のスクエア・キロメートル・アレイ（SKA）がDMとPBHパラメータを制限する可能性を体系的に評価する。 積分時間を10,000時間と仮定すると、SKAは10 GeVのDM粒子に対して、$\langle\sigma v\rangle \leq 10^{-28}\,{\rm cm}^{3}\,{\rm s}^{-1}$および$\tau\geq 10^{28}\,{\rm seconds}$の感度に達すると予測されています。 また、質量が$10^{16}\,\mathrm{g}$、存在比が$f_{\mathrm{PBH}} \leq 10^{-6}$のPBHも探査できます。 これらの結果は、SKAがDMの消滅、崩壊、およびPBHホーキング放射に対して、現在の限界よりも最大2～3桁強い制限を課すことができることを示しています。 さらに、SKAはサブGeVのDMに関する既存の限界を超え、従来の宇宙論的探査では到達不可能であった10^{17}\,{\rm g}$を超える質量を持つPBHからのホーキング放射を観測することが期待されています。 全体として、SKAはDM粒子とPBHの両方に関する理解を深める上で大きな可能性を秘めており、DMの根本的な性質に関する新たな知見をもたらす可能性があります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We examine Friedmann-Lema\^itre-Robertson-Walker cosmology, incorporating quantum gravitational corrections through the functional renormalization group flow of the effective action for gravity. We solve the Einstein equation with quantum improved coupling perturbatively including the case with non-vanishing classical cosmological constant (CC) which was overlooked in the literatures. We discuss what is the suitable identification of the momentum cutoff $k$ with time scale, and find that the choice of the Hubble parameter is suitable for vanishing CC but not so for non-vanishing CC. We suggest suitable identification in this case. The energy-scale dependent running coupling breaks the time translation symmetry and then introduces a new physical scale. | 我々は、重力に対する有効作用の関数繰り込み群フローを通して量子重力補正を組み込んだフリードマン・レマトル・ロバートソン・ウォーカー宇宙論を検証する。 文献では見落とされてきた、ゼロでない古典宇宙定数（CC）の場合を含め、量子改良結合を持つアインシュタイン方程式を摂動論的に解く。 運動量カットオフ$k$と時間スケールの適切な同一視について議論し、ハッブルパラメータの選択はゼロのCCには適しているが、ゼロでないCCには適していないことを明らかにした。 この場合の適切な同一視を提案する。 エネルギースケールに依存するランニング結合は、時間並進対称性を破り、新しい物理スケールを導入する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study two-dimensional turbulence driven by a scalar operator within the framework of the AdS/CFT correspondence, where the external driving source is used to sustain a quasi-steady turbulent state. We numerically construct dynamical and spatially inhomogeneous turbulent black holes in the asymptotically $\mathrm{AdS}_4$ spacetime by solving the full nonlinear equations of motion in the Bondi-Sachs formalism. The inverse energy cascade and the corresponding energy spectrum of both decaying and driven turbulence are analyzed. The scalar driving leads to a compressible energy dominated flow, and the corresponding scaling power laws agree well with previous simulations of two-dimensional turbulence in compressible fluids. Furthermore, we take a direct estimate of the fractal structure of the turbulent black hole, obtaining a fractal dimension $D\approx2.65$, which matches the result from simulating the boundary conformal fluid. | 我々は、AdS/CFT対応の枠組みにおいて、スカラー演算子によって駆動される2次元乱流を研究する。 この枠組みでは、外部駆動源を用いて準定常乱流状態を維持する。 ボンダイ・サックス形式における完全な非線形運動方程式を解くことにより、漸近的に$\mathrm{AdS}_4$時空に、力学的かつ空間的に不均質な乱流ブラックホールを数値的に構築する。 減衰乱流と駆動乱流の両方について、逆エネルギーカスケードと対応するエネルギースペクトルを解析する。 スカラー駆動は圧縮性エネルギー支配の流れをもたらし、対応するスケーリングべき乗則は、圧縮性流体における2次元乱流のこれまでのシミュレーションとよく一致する。 さらに、乱流ブラックホールのフラクタル構造を直接推定し、フラクタル次元$D\approx2.65$を得ました。 これは境界共形流体のシミュレーション結果と一致します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A long-standing problem concerns the question how to consistently combine perturbative expansions in QCD with power corrections in the context of the operator product expansion (OPE), since the former exhibit ambiguities due to infrared renormalons, which are of the same order as the power corrections. We propose to use the gradient flow time $1/\sqrt{t}$ as a factorization scale and to express the OPE in terms of IR renormalon-free subtracted perturbative expansions and unambiguous matrix elements of gradient-flow regularized local operators. We show on the example of the Adler function and its leading power correction from the gluon condensate that this method dramatically improves the convergence of the perturbative expansion. We employ lattice data on the action density to estimate the gradient-flowed gluon condensate, and obtain the Adler function with non-perturbative accuracy and significantly reduced theoretical uncertainty, enlarging the predictivity at low $Q^2$. When applied to the hadronic decay width of the tau lepton, the method resolves the long-standing discrepancy between the fixed-order and contour-improved approach in favour of the fixed-order treatment. | QCDにおける摂動展開と、作用素積展開（OPE）の文脈におけるべき補正を、どのように整合的に組み合わせるかという長年の課題がある。 なぜなら、摂動展開は、べき補正と同程度の赤外繰り込み子による曖昧性を示すからである。 我々は、勾配フロー時間$1/\sqrt{t}$を因数分解スケールとして用い、OPEをIR繰り込み子を含まない減算摂動展開と、勾配フロー正規化局所作用素の明確な行列要素で表すことを提案する。 我々は、アドラー関数とグルーオン凝縮体からのその主要なべき補正を例に、この方法が摂動展開の収束性を劇的に改善することを示す。 我々は作用密度に関する格子データを用いて勾配流グルーオン凝縮体を推定し、非摂動的な精度と大幅に低減された理論的不確かさでアドラー関数を得ることで、低Q^2における予測可能性を拡大した。 この手法をタウレプトンのハドロン崩壊幅に適用すると、固定順序アプローチと等高線改良アプローチとの間の長年の矛盾が解消され、固定順序の扱いが有利となる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the construction of a manifestly covariant worldline action from a coadjoint orbit. A coadjoint orbit is a submanifold in the dual vector space of a Lie algebra, generated by coadjoint actions. Since a coadjoint orbit is a symplectic space, we derive the worldline particle action from the symplectic two-form. One subtlety in formulating worldline particle actions from coadjoint orbits is choosing the coordinate system that sufficiently illustrates physical properties of the particles. We introduce Hamiltonian constraints by the defining conditions of the isometry. This allows us to write a manifestly covariant worldline action. We demonstrate our method for both massive and massless particles in Minkowski and AdS spacetime. | 我々は、共変な世界線作用を、共変軌道から構成する方法を研究する。 共変軌道は、共変作用によって生成されるリー代数の双対ベクトル空間における部分多様体である。 共変軌道はシンプレクティック空間であるため、シンプレクティック2次元形式から世界線粒子作用を導く。 共変軌道から世界線粒子作用を定式化する際の一つの微妙な点は、粒子の物理的性質を十分に表す座標系を選択することである。 我々は等長変換の定義条件によってハミルトン拘束条件を導入する。 これにより、共変な世界線作用を記述することができる。 我々は、ミンコフスキー時空とAdS時空における質量を持つ粒子と質量を持たない粒子の両方に対して、この手法を示す。 |
| 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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| Theories with pseudoscalars that couple through anomalies (such as axion models) are of particular phenomenological interest. We carry out a comprehensive analysis of all bounds obtainable from bootstrapping the amplitudes when a pseudoscalar couples to photons and gravitons. This allows us to find new cutoff scales of theories with anomalies that are more restrictive than those obtained from naive perturbative analysis. Our results are especially relevant for holographic models, as the bounds determine the allowed region of the five-dimensional EFTs, for example, by imposing strong bounds on Chern-Simons terms. We also consider modifications of General Relativity in photon--graviton couplings and show that current experiments are sensitive to these effects only if new physics appears at $\sim 10^{-10}$ eV. | 異常性を介して結合する擬スカラー（アクシオン模型など）を持つ理論は、特に現象論的に興味深い。 擬スカラーが光子や重力子と結合する際の振幅のブートストラッピングから得られるすべての境界について、包括的な解析を行う。 これにより、単純な摂動解析から得られるものよりも制限の厳しい、異常性を持つ理論の新たなカットオフスケールを見つけることができる。 我々の結果は、特にホログラフィック模型に関連している。 なぜなら、この境界は、例えばチャーン・サイモンズ項に強い境界を課すことによって、5次元EFTの許容領域を決定するからである。 また、光子-重力子結合における一般相対性理論の修正を考慮し、現在の実験がこれらの効果に敏感になるのは、$\sim 10^{-10}$ eVで新しい物理が出現する場合のみであることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The circle compactification of M-theory is dual to type IIA string theory, requiring that the dimensional reduction of the M-theory couplings \((t_8 t_8 - \frac{1}{4} \epsilon_8 \epsilon_8) R^4\) must reproduce the type IIA one-loop effective action at order \(\alpha'^3\), including contributions from the metric, dilaton, and RR one-form. Through compactification, we obtain 1,276 couplings involving Riemann, Ricci, and Ricci scalar tensors, along with first and second derivatives of the dilaton and RR one-form. By employing field redefinitions, we reduce these to a basis of 359 independent couplings. Crucially, we observe that the dilaton cannot be entirely removed from the couplings via field redefinitions, even in the pure metric-dilaton sector. We validate our results by showing exact agreement between all four-field couplings and the corresponding string-theory S-matrix elements in the string frame. Further, upon compactifying on K3, we demonstrate that the resulting six-dimensional \(\alpha'\) couplings at one-loop level transform under S-duality into the tree-level \(\alpha'\) couplings of heterotic string theory on \(T^4\). This match necessitates carefully chosen field redefinitions for both the type IIA (on K3) and heterotic (on \(T^4\)) sectors, providing a stringent test of the duality. | M理論の円コンパクト化はIIA型弦理論の双対であり、M理論の結合\((t_8 t_8 - \frac{1}{4} \epsilon_8 \epsilon_8) R^4\)の次元縮小は、計量、ディラトン、RR一形式からの寄与を含む、\(\alpha'^3\)次でのIIA型1ループ有効作用を再現する必要がある。 コンパクト化により、リーマン、リッチ、リッチ・スカラーテンソルを含む1,276個の結合、およびディラトンとRR一形式の1次および2次導関数が得られる。 場の再定義を用いることで、これらを359個の独立結合の基底に縮小する。 重要な点として、純粋な計量-ディラトンセクターにおいてさえも、場の再定義によってディラトンを結合から完全に除去することはできないことを観察する。 我々は、すべての4体結合と、弦理論の対応するS行列要素が弦理論フレーム内で完全に一致することを示すことにより、この結果を検証する。 さらに、K3上でコンパクト化すると、結果として生じる1ループレベルの6次元\(\alpha'\)結合が、S-双対性の下で、\(T^4\)上のヘテロティック弦理論のツリーレベル\(\alpha'\)結合に変換されることを示す。 この一致は、IIA型（K3上）とヘテロティック（\(T^4\)上）の両方のセクターに対して慎重に選択された場の再定義を必要とし、双対性の厳密なテストを提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recent studies have shown that a secondary potential barrier, forming a potential well outside the event horizon, can destabilize the Quasinormal Mode (QNM) spectrum of black holes. We find that spectral instability may persist even after the potential well vanishes, giving rise to a distinct family of spectrally unstable QNMs that differ from the spectrally stable modes localized near the potential peak and associated with the photon sphere. Nevertheless, time-domain simulations reveal that early-time ringdown waveforms remain dominated by stable modes, while unstable modes have only a subdominant contribution. These results highlight the robustness of black hole spectroscopy, as the observable ringdown signal is primarily governed by the most stable QNMs. | 最近の研究では、事象の地平線の外側にポテンシャル井戸を形成する二次ポテンシャル障壁が、ブラックホールの準正規モード（QNM）スペクトルを不安定化させることが示されています。 我々は、ポテンシャル井戸が消失した後もスペクトル不安定性が持続し、ポテンシャルピーク付近に局在し光子球に関連するスペクトル的に安定なモードとは異なる、スペクトル的に不安定なQNMの明確なファミリーが生じる可能性があることを発見しました。 しかしながら、時間領域シミュレーションでは、初期のリングダウン波形は依然として安定モードによって支配的であり、不安定モードはそれほど支配的ではないことが明らかになりました。 これらの結果は、観測可能なリングダウン信号が主に最も安定なQNMによって支配されているため、ブラックホール分光法の堅牢性を浮き彫りにしています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We show that the low-energy effective actions of two ten-dimensional supersymmetric heterotic strings are different by a $\mathbb{Z}_3$-valued discrete topological term even after we turn off the $E_8\times E_8$ and $Spin(32)/\mathbb{Z}_2$ gauge fields. This will be demonstrated by considering the inflow of normal bundle anomaly to the respective NS5-branes from the bulk. We also find that the $Spin(16)\times Spin(16)$ non-tachyonic non-supersymmetric heterotic string has the same non-zero $\mathbb{Z}_3$-valued discrete topological term. We will also explain the relation of our findings to the theory of topological modular forms. The paper is written as a string theory paper, except for an appendix translating the content in mathematical terms. We will explain there that our finding identifies a representative of the $\mathbb{Z}/3$-torsion element of $\pi_{-32}\mathrm{TMF}$ as a particular self-dual vertex operator superalgebra of $c=16$ and how we utilize string duality to arrive at this statement. | 2つの10次元超対称ヘテロティック弦の低エネルギー有効作用は、$E_8\times E_8$ゲージ場と$Spin(32)/\mathbb{Z}_2$ゲージ場を無効にした後でも、$\mathbb{Z}_3$値の離散位相項によって異なることを示す。 これは、バルクからそれぞれのNS5ブレーンへの通常バンドル異常の流入を考慮することで実証される。 また、$Spin(16)\times Spin(16)$非タキオン非超対称ヘテロティック弦には、同じ非零$\mathbb{Z}_3$値の離散位相項があることも示す。 さらに、我々の発見と位相的モジュラー形式の理論との関係についても説明する。 本論文は、付録において内容を数学的な用語に翻訳したものを除き、弦理論の論文として書かれている。 そこで、我々の発見が、$\pi_{-32}\mathrm{TMF}$ の $\mathbb{Z}/3$ ねじれ元 の代表を、$c=16$ の特定の自己双対頂点作用素超代数として特定すること、そして弦の双対性をどのように利用してこの主張に至ったかを説明します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We argue that the hierarchy problem of the standard model of particle physics can be solved by adding a state-dependent term to the Higgs sector. We present an example of a scalar field with a Higgs-like potential with an additional term proportional to the expectation value of the squared Higgs field operator. We show that the mass can be parametrically lighter than the theory's energy-momentum cutoff without fine tuning. We find the Higgs mass can be technically natural, even with a Planck-scale cutoff. The simplest version of the theory may not be distinguishable from the standard model at colliders, but other versions might. In addition, some aspects of cosmological evolution can be different in this model, in some cases radically. | 素粒子物理学の標準模型の階層性問題は、ヒッグスセクターに状態依存項を追加することで解決できると主張する。 ヒッグス場の二乗演算子の期待値に比例する項を追加した、ヒッグス的なポテンシャルを持つスカラー場の例を提示する。 微調整なしに、質量が理論のエネルギー・運動量カットオフよりもパラメトリックに軽くなり得ることを示す。 ヒッグス質量は、プランクスケールのカットオフであっても、技術的に自然になり得ることを明らかにした。 この理論の最も単純なバージョンは、衝突型加速器において標準模型と区別できないかもしれないが、他のバージョンは区別できるかもしれない。 さらに、宇宙論的進化のいくつかの側面は、このモデルでは、場合によっては根本的に異なる可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a proof of the reverse isoperimetric inequality -- a central conjecture in extended black hole thermodynamics -- for black holes in Einstein gravity with $D \geq 4$, employing a two-pronged geometric-analytic method. Our analysis shows that the reversal of the usual isoperimetric inequality originates from the structure of curved backgrounds governed by Einstein's equations, thereby underscoring the fundamental role of gravity in the reverse isoperimetric property of AdS black hole horizons. | 我々は、拡張ブラックホール熱力学における中心的な予想である逆等周不等式の証明を、アインシュタイン重力場のブラックホールにおいて$D \geq 4$の場合に、幾何学的・解析的手法を二つ組み合わせて提示する。 我々の解析は、通常の等周不等式の逆転が、アインシュタイン方程式に支配される曲面背景の構造に起因していることを示し、AdSブラックホール地平線の逆等周特性における重力の根本的な役割を強調する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We classify the elementary classical and quantum Lifshitz systems. Lifshitz systems are systems where space and time scale anisotropically. That is, there is a constant $z$ such that under scaling by a factor of $\lambda$, \begin{equation*} \boldsymbol{x}\rightarrow \lambda \boldsymbol{x} \text{ and } t\rightarrow \lambda^{z}t \end{equation*} There are seven Lie groups, called the Lifshitz groups, which characterise all Lifshitz symmetries. Elementary classical Lifshitz systems are the symplectic manifolds with a transitive Lifshitz action, which turn out to be coadjoint orbits of the Lifshitz groups and their one-dimensional central extensions up to covering. Elementary quantum Lifshitz systems are the projective unitary irreducible representations of the Lifshitz groups. | 我々は、基本的な古典リフシッツ系と量子リフシッツ系を分類する。 リフシッツ系とは、空間と時間が異方的にスケーリングする系である。 つまり、定数$z$が存在し、$\lambda$倍のスケーリングの下で、 \begin{equation*} \boldsymbol{x}\rightarrow \lambda \boldsymbol{x} \text{ and } t\rightarrow \lambda^{z}t \end{equation*} リフシッツ群と呼ばれる7つのリー群があり、 すべてのリフシッツ対称性を特徴付ける。 基本的な古典リフシッツ系は、推移的なリフシッツ作用を持つシンプレクティック多様体であり、 リフシッツ群とその被覆までの1次元中心拡大の共役軌道となる。 基本量子リフシッツ系は、リフシッツ群の射影ユニタリ既約表現である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we show that the chiral soliton lattice (ChSL) is, in a precise sense, a universal feature of the low-energy limit of QCD minimally coupled to Maxwell theory. Here, we disclose that not only can the ChSL be obtained from the gauged Skyrme model in $3+1$ dimensions, including the back-reaction of the Maxwell $U(1)$ gauge field, we also show that the ChSL remains unchanged if the sub-leading corrections to the Skyrme model in the 't Hooft large $N_c$ expansion are included. Taking into account the highly non-linear character of such corrections, this is quite a surprising result. By considering a suitable ansatz adapted to describe topological solitons at finite baryon density in a constant magnetic field, the generalized Skyrme model coupled to the Maxwell theory is reduced to the effective Lagrangian of the ChSL phase, describing a lattice of domain walls made of hadrons. One of the key points in this construction is the fact that even when the usual topological charge density vanishes, the presence of the Callan-Witten term in the topological charge density allows for a non-vanishing baryon number. In the present approach, the magnetic field can be external, as is usually assumed for the ChSL, or it can be self-consistently generated by the hadronic layers themselves. Finally, we show how our formulation allows us to study the coupling of the chiral soliton lattice with quark matter. | 本論文では、カイラルソリトン格子（ChSL）が、厳密な意味で、マクスウェル理論と最小限に結合したQCDの低エネルギー極限の普遍的な特徴であることを示す。 ここでは、マクスウェルの$U(1)$ゲージ場の反作用を含む$3+1$次元のゲージ付きスカイルム模型からChSLが得られるだけでなく、't Hooftの大きな$N_c$展開におけるスカイルム模型への次リーディング補正を加えてもChSLが変化しないことを示す。 このような補正の高度な非線形性を考慮すると、これは非常に驚くべき結果である。 一定磁場中の有限の重粒子密度におけるトポロジカルソリトンを記述するのに適切な仮説を考慮することにより、マクスウェル理論と結合した一般化スカイーム模型は、ハドロンからなる磁壁格子を記述するChSL相の有効ラグランジアンへと縮減される。 この構成における重要な点の一つは、通常のトポロジカル電荷密度がゼロであっても、トポロジカル電荷密度におけるカラン・ウィッテン項の存在により、重粒子数がゼロにならない可能性があるという点である。 本アプローチでは、磁場はChSLで通常仮定されるように外部から与えられる場合もあれば、ハドロン層自身によって自己無撞着に生成される場合もある。 最後に、この定式化によってカイラルソリトン格子とクォーク物質の結合を研究できることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We calculate Euclidean correlation functions through next-to-leading order in the low energy effective theory of gravity. We focus on correlation functions of curvature and volume operators, calculating these functions through one-loop order. We show that quantum fluctuations of the background spacetime must be taken into account in order to obtain gauge invariant expressions, and we point out a subtlety associated with the analytic continuation of the conformal mode. Our final expressions for the correlation functions involve only Newton's constant and the source-sink separation, and they are a universal prediction of the low energy effective theory. Thus, they serve as a useful point of comparison for nonperturbative lattice formulations of gravity. | 低エネルギー有効重力理論において、ユークリッド相関関数を第二主要位数で計算する。 特に曲率演算子と体積演算子の相関関数に着目し、これらの関数を1ループ位数で計算する。 ゲージ不変な表現を得るためには、背景時空の量子ゆらぎを考慮する必要があることを示し、共形モードの解析接続に伴う微妙な点を指摘する。 最終的な相関関数の表現は、ニュートン定数とソース・シンク距離のみを含み、低エネルギー有効重力理論の普遍的な予測となる。 したがって、これらは重力の非摂動的な格子定式化の有用な比較対象となる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Heavy-light-flavor meson resonances with charm, in the $D^0$ and $D^*$ families, and charmonium-like states, in the $\eta_c$ and $\chi_{c1}$ families, are explored and discussed in the AdS/QCD model with four quark flavors. The differential configurational entropy is computed and analyzed for these four charmed meson families, also combining 4-flavor AdS/QCD to experimental data for the $D^0$, $D^*$, $\eta_c$, and $\chi_{c1}$ meson families. It makes it possible to predict the mass spectrum of unexplored heavier charmed meson resonances and to identify further charmed meson states reported in PDG. | $D^0$ および $D^*$ ファミリーにおけるチャームを伴う重軽フレーバー中間子共鳴、および $\eta_c$ および $\chi_{c1}$ ファミリーにおけるチャーム状状態について、4つのクォークフレーバーを持つAdS/QCD模型を用いて探求し、議論する。 これらの4つのチャーム中間子ファミリーについて、微分配置エントロピーを計算・解析するとともに、4フレーバーAdS/QCDを$D^0$、$D^*$、$\eta_c$、および$\chi_{c1}$中間子ファミリーの実験データと組み合わせる。 これにより、未探索のより重いチャーム中間子共鳴の質量スペクトルを予測し、PDGで報告されているさらなるチャーム中間子状態を同定することが可能になる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Cosmic ray collisions at high center of mass energy could enable graviton and black hole production as expected in theories of low-scale quantum gravity, such as extra-dimensions, many species, or some versions of string theory. Here we propose three novel phenomenological tests of these theories. We first consider the collision of cosmic rays with ambient protons, electrons and photons in Active Galactic Nuclei (AGN), finding that high-energy neutrino data from the blazar TXS 0506+056 places a constraint on the fundamental scale of gravity of $M_f \gtrsim 0.3$ TeV, and future high-energy neutrino data could raise this bound to $M_f \gtrsim 200$ TeV. We then point out that collisions of pairs of cosmic rays could occur at a sizable rate in AGN where the accelerated cosmic rays are not collimated, or on supermassive black hole binaries. This consideration could potentially let us test unprecedented large fundamental scales of $M_f \gtrsim 2$ PeV. We further compute the corresponding thermal neutrino emission arising from the Hawking evaporation of black holes produced in cosmic ray collisions, finding a spectrum that clearly differs from that expected in meson decays. Finally, we speculate with an scenario which would produce high-energy neutrino and gamma-ray emission from regions in the sky where no multi-wavelength counterparts would be expected, via graviton propagation from a different brane, which then decays in our Universe. | 高重心エネルギーでの宇宙線衝突は、低スケール量子重力理論（例えば、余剰次元、多種粒子理論、あるいは弦理論のいくつかのバージョン）で予想されるように、重力子とブラックホールの生成を可能にする可能性がある。 本稿では、これらの理論に対する3つの新たな現象論的検証を提案する。 まず、活動銀河核（AGN）における宇宙線と周囲の陽子、電子、光子との衝突を考察し、ブレーザーTXS 0506+056からの高エネルギーニュートリノデータが、重力の基本スケール$M_f \gtrsim 0.3$ TeVに制限を与えることを明らかにした。 また、将来の高エネルギーニュートリノデータによって、この制限は$M_f \gtrsim 200$ TeVまで引き上げられる可能性がある。 次に、加速された宇宙線がコリメートされていないAGNや超大質量ブラックホール連星では、宇宙線対の衝突がかなりの頻度で発生する可能性があることを指摘する。 この考察により、$M_f \gtrsim 2$ PeVという前例のない大きな基本スケールを検証できる可能性がある。 さらに、宇宙線衝突で生成されるブラックホールのホーキング蒸発から生じる対応する熱ニュートリノ放射を計算し、中間子崩壊で予想されるものとは明らかに異なるスペクトルを発見した。 最後に、異なるブレーンからの重力子伝播によって、多波長のニュートリノとガンマ線が予想されない空の領域から高エネルギーニュートリノとガンマ線が放射され、それが私たちの宇宙で崩壊するというシナリオを推測する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| In this work, we study non-conformally Einstein gravitational instantons in four-dimensional Conformal Gravity, both in vacuum and in the presence of nonlinear conformal matter. First, the one-parameter extension of the Kerr-NUT-AdS metric is analyzed. We obtain their conserved charges by using the Noether-Wald formalism. It turns out that they receive corrections from the linear modes present in Conformal Gravity, which are properly identified. Then, we perform the analytic continuation into the Euclidean section and find the curve in parameter space along which this solution becomes regular and globally (anti)-self-dual. Using the Dunajski-Tod theorem, we show that the metric is not conformally Einstein. Then, the backreaction of nonlinear conformal matter is considered. In particular, we find new gravitational instantons in the presence of conformally coupled scalar fields and ModMax electrodynamics. We compute the partition function and conserved charges, which turn out to be finite by virtue of the conformal invariance of the theory. As a byproduct, we also obtain a generalization of the Riegert metric dressed with nonlinear conformal matter as a particular limit of these instantons. For all cases, we analyze the global properties, the curve in parameter space where the solutions are (anti)-self-dual, and the on-shell Euclidean action, among other features. | 本研究では、真空中および非線形共形物質が存在する4次元共形重力における非共形アインシュタイン重力インスタントンを研究する。 まず、Kerr-NUT-AdS計量の1パラメータ拡張を解析する。 Noether-Wald形式を用いて、それらの保存電荷を求める。 その結果、それらは共形重力に存在する線形モードからの補正を受けることがわかり、これらのモードは適切に同定されている。 次に、ユークリッド断面への解析接続を行い、この解が正則かつ大域的に（反）自己双対となるパラメータ空間の曲線を求める。 Dunajski-Todの定理を用いて、この計量が共形アインシュタインではないことを示す。 次に、非線形共形物質の反作用について考察する。 特に、共形結合スカラー場とModMax電磁気学の存在下で、新たな重力インスタントンを発見する。 分配関数と保存電荷を計算すると、理論の共形不変性により有限となることがわかった。 また、副産物として、これらのインスタントンの特定の極限として、非線形共形物質をまとったリーゲルト計量の一般化も得る。 すべての場合について、大域的特性、解が（反）自己双対となるパラメータ空間の曲線、オンシェルユークリッド作用などを解析する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| In this letter, we review the well known ambiguity in defining angular momentum (and mass dipole) fluxes in general relativity and we reinterpret recent works that resolve the ambiguity by defining invariant charges. We resolve the ambiguity by finding the conditions that fix a frame for supertranslation and for space-time translation. We also present an elementary method for measuring the angular momentum aspect and work out explicitly the supertranslation frame-fixing conditions for the metric created by point particles to first nontrivial order in the Newton constant. | 本稿では、一般相対論における角運動量（および質量双極子）フラックスの定義におけるよく知られた曖昧さを概説し、不変電荷を定義することでこの曖昧さを解決した最近の研究を再解釈する。 この曖昧さは、超並進と時空並進の座標系を固定する条件を見つけることで解決する。 また、角運動量の側面を測定するための基本的な方法を提示し、点粒子によって生成される計量がニュートン定数の第一非自明な順序に超並進座標系を固定する条件を明示的に導く。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| In this article, we study the complexity growth rate for Banados Teitlboim Zanelli, Schwarzschild, Reissner Nordstrom, and Kerr black holes using complexity-volume (CV) and complexity-action (CA) dualities and verify that it is proportional to the product of the horizon temperature and entropy of the black holes as conjectured by Susskind. Furthermore, we explore the variation in the complexity growth rate $\delta \dot{\mathcal{C}}$ under various physical processes, including the Penrose process, superradiance, particle accretion, and Hawking radiation, and demonstrate that $\delta \dot{\mathcal{C}}$ exhibits non-trivial behavior. Under the Penrose process and superradiance, $\delta \dot{\mathcal{C}}$ always increases, and under particle accretion, $\delta \dot{\mathcal{C}}$ can increase, remain zero, or decrease depending upon the direction of angular momentum of an infalling particle. For the cases of particle accretion, where we find $\delta \dot{\mathcal{C}}$ to be negative, we argue that for a reliable estimate, one has to take into account the contribution of the horizon dynamics of the perturbed black hole to the growth of its complexity. | 本稿では、バナドス・テイトルボイム、ザネリ、シュワルツシルト、ライスナー・ノルドストロム、カーのブラックホールの複雑性成長率を、複雑性-体積（CV）双対性と複雑性-作用（CA）双対性を用いて研究し、それがサスキンドの予想通り、ブラックホールの地平線温度とエントロピーの積に比例することを証明します。 さらに、ペンローズ過程、超放射、粒子降着、ホーキング放射など、様々な物理過程における複雑性成長率$\delta \dot{\mathcal{C}}$の変化を調べ、$\delta \dot{\mathcal{C}}$が非自明な挙動を示すことを実証します。 ペンローズ過程と超放射の下では、$\delta \dot{\mathcal{C}}$ は常に増加しますが、粒子集積の下では、$\delta \dot{\mathcal{C}}$ は、落下粒子の角運動量の方向に応じて、増加、ゼロ、または減少する可能性があります。 粒子集積の場合、$\delta \dot{\mathcal{C}}$ が負となるため、信頼性の高い推定値を得るには、摂動を受けたブラックホールの地平線ダイナミクスがブラックホールの複雑さの増加に及ぼす影響を考慮する必要があると主張します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We show that a family of secret communication challenge games naturally define a hierarchy of emergent quasiparticle statistics in three-dimensional (3D) topological phases. The winning strategies exploit a special class of the recently proposed $R$-paraparticles to allow nonlocal secret communication between the two participating players. We first give a high-level, axiomatic description of emergent $R$-paraparticles, and show that any physical system hosting such particles admits a winning strategy. We then analyze the games using the categorical description of topological phases (where point-like excitations in 3D are described by symmetric fusion categories), and show that only $R$-paraparticles can win the 3D challenge in a noise-robust way, and the winning strategy is essentially unique. This analysis associates emergent $R$-paraparticles to deconfined gauge theories based on an exotic class of finite groups. Thus, even though this special class of $R$-paraparticles are fermions or bosons under the categorical classification, their exchange statistics can still have nontrivial physical consequences in the presence of appropriate defects, and the $R$-paraparticle language offers a more convenient description of the winning strategies. Finally, while a subclass of non-Abelian anyons can win the game in 2D, we introduce twisted variants that exclude anyons, thereby singling out $R$-paraparticles in 2D as well. Our results establish the secret communication challenge as a versatile diagnostic for both identifying and classifying exotic exchange statistics in topological quantum matter. | 我々は、秘密通信チャレンジゲームのファミリーが、3次元（3D）位相位相における創発的準粒子統計の階層を自然に定義することを示す。 勝利戦略は、最近提案された特別なクラスのR-パラ粒子を利用して、2人の参加プレイヤー間の非局所的な秘密通信を可能にする。 まず、創発的R-パラ粒子の高レベルで公理的な記述を与え、そのような粒子を含む任意の物理系が勝利戦略を許容することを示す。 次に、位相位相の圏論的記述（3Dにおける点状励起が対称融合圏によって記述される）を用いてゲームを解析し、R-パラ粒子のみがノイズロバストな方法で3Dチャレンジに勝利することができ、勝利戦略は本質的に唯一であることを示す。 この解析は、創発的R-パラ粒子を、エキゾチックなクラスの有限群に基づく非閉じ込めゲージ理論に関連付ける。 したがって、この特別なクラスの$R$-パラ粒子は、カテゴリカルな分類ではフェルミオンまたはボソンであるにもかかわらず、適切な欠陥が存在する場合、それらの交換統計は依然として非自明な物理的結果をもたらす可能性があり、$R$-パラ粒子言語は、勝利戦略のより便利な記述を提供する。 最後に、非アーベルエニオンのサブクラスは2次元でゲームに勝つことができるが、我々はエニオンを排除するねじれた変種を導入し、それによって2次元でも$R$-パラ粒子を選別する。 我々の結果は、秘密通信チャレンジを、トポロジカル量子物質におけるエキゾチックな交換統計の識別と分類の両方のための汎用的な診断法として確立する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Light scalar fields acquire isocurvature fluctuations during inflation. While these fluctuations could lead to interesting observable signatures at small scales, they are strongly constrained on large scales by cosmic microwave background observations. When the mass of the scalar is much lighter than the inflationary Hubble scale, $m\ll H_I$, the spectrum of these fluctuations is flat. Meanwhile, if $m\gg H_I$, the fluctuations are suppressed. A blue-tilted isocurvature spectrum which exhibits enhanced structure on small scales but avoids observational constraints on large scales therefore requires a coincidence of scales $m\sim H_I$ for a free massive scalar. In this Letter, we show that if a scalar field possesses a nontrivial potential, its inflationary dynamics naturally cause this condition to be satisfied, and so a blue-tilted spectrum is generically expected for a large class of potentials. Specifically, if its potential $V$ exhibits a region which satisfies the slow-roll condition $V''<3H_I^2$, the scalar condensate will spend most of inflation close to the boundary of this region, so that its effective mass is typically close to $H_I$. The resulting blue tilt is inversely proportional to the number of $e$-folds of inflation prior to horizon crossing. If the scalar is long-lived, this mechanism leads to an attractor prediction for its relic abundance, which is insensitive to initial conditions of the scalar. In particular, a scalar field with quartic self-interactions can achieve the correct abundance to constitute all of the dark matter for a wide range of masses. We compute the relationship between the mass and self-coupling of quartic dark matter predicted by this mechanism. | 軽いスカラー場はインフレーション中に等曲率揺らぎを獲得する。 これらの揺らぎは小規模では興味深い観測可能な特徴をもたらす可能性があるが、大規模では宇宙マイクロ波背景放射の観測によって強く制限される。 スカラーの質量がインフレーションのハッブルスケール $m\ll H_I$ よりもはるかに軽い場合、これらの揺らぎのスペクトルは平坦になる。 一方、$m\gg H_I$ の場合、揺らぎは抑制される。 小規模では構造が強調されるものの大規模では観測的制約を回避する青傾斜等曲率スペクトルは、自由質量スカラーに対してスケールの一致 $m\sim H_I$ を必要とする。 本稿では、スカラー場が非自明なポテンシャルを持つ場合、そのインフレーションダイナミクスによってこの条件が自然に満たされ、したがって、多くのポテンシャルクラスにおいて青傾斜スペクトルが一般的に期待されることを示す。 具体的には、 そのポテンシャル$V$がスローロール条件$V''<3H_I^2$を満たす領域を示す場合、スカラー凝縮体はインフレーションの大部分をこの領域の境界付近で過ごすため、その有効質量は典型的には$H_I$に近くなります。 結果として生じる青方傾斜は、地平線を横切る前のインフレーションの$e$倍の数に反比例します。 スカラーが長寿命の場合、 このメカニズムは、スカラーの初期条件に依存しない、残存質量のアトラクター予測につながります。 特に、4次自己相互作用を持つスカラー場は、幅広い質量範囲の暗黒物質のすべてを構成するのに適切な質量を達成できます。 このメカニズムによって予測される4次暗黒物質の質量と自己結合の関係を計算します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Taking into account the Green-Schwarz anomaly counterterm in R-symmetry gauged $N=(1,0)$ supergravity in six dimensions, and the associated modification in the Maxwell kinetic term and potential, we observe that the theory admits half-supersymmetric Minkowski$_4\times S^2$ and non-supersymmetric dS$_4 \times S^2$ as exact solutions with a monopole on $S^2$. The monopole charge and the anomaly coefficients play key roles in the vacuum structure and it turns out that a diagonal gauging in which an admixture of an external $U(1)$ with the R-symmetry $U(1)_R$ is needed for the de Sitter solutions to exist. We determine the full Kaluza-Klein spectrum for both vacua. The spectrum is unitary in the Minkowski case but in the case of de Sitter vacuum, two scalars violate the Higuchi unitarity bound, and they represent two tachyonic states, one from the dilaton and the other from the volume of the internal space. We show that turning on small perturbations of the tachyonic modes around the dS$_4\times S^2$ triggers a flow evolving towards Mink$_4\times S^2$ with the minimal potential energy. We also find a nonsupersymmetric AdS$_4\times S^2$ solution, when we turn on a flux associated with external $U(1)$ gauge field only, and show that the phenomenon of scale separation is realized. | 6次元R対称ゲージ$N=(1,0)$超重力におけるグリーン・シュワルツ異常項、および関連するマクスウェル運動項とポテンシャルの修正を考慮すると、理論は半超対称ミンコフスキー$_4\times S^2$と非超対称dS$_4\times S^2$を、$S^2$上にモノポールを持つ厳密解として許容することが分かる。 モノポール電荷と異常係数は真空構造において重要な役割を果たしており、ド・ジッター解が存在するためには、外部$U(1)$とR対称$U(1)_R$が混合した対角ゲージングが必要であることがわかる。 両真空について、完全なカルツァ＝クラインスペクトルを決定する。 ミンコフスキーの場合にはスペクトルはユニタリーであるが、ド・ジッター真空の場合には、2つのスカラーが樋口ユニタリー性限界を破り、それらは2つのタキオン状態を表す。 1つはディラトンから、もう1つは内部空間の体積からである。 dS$_4\times S^2$の周りのタキオンモードに小さな摂動を加えると、最小のポテンシャルエネルギーでミンコフスキー$_4\times S^2$に向かう流れが引き起こされることを示す。 また、外部$U(1)$ゲージ場のみに関連するフラックスを加えると、非超対称AdS$_4\times S^2$解が得られ、スケール分離現象が実現されることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We show that the minimal query complexity for preparing $f(H)\ket{\psi_0}$ is exactly the optimal polynomial approximation degree of $f$ in $L^2(\mu)$, where $\mu$ is the spectral measure of $(H,\ket{\psi_0})$. This state-aware perspective refines the worst-case bounds, unifies Krylov/Favard approximation with quantum queries, and explains how state-dependent spectral structure can yield substantial savings over uniform designs. | $f(H)\ket{\psi_0}$ を準備するための最小のクエリ計算量は、 $L^2(\mu)$ における $f$ の最適な多項式近似次数と全く同じであることを示します。 ここで、 $\mu$ は $(H,\ket{\psi_0})$ のスペクトル測度です。 この状態を考慮した 観点は、最悪ケースの境界を精緻化し、Krylov/Favard 近似を 量子クエリと統合し、状態依存のスペクトル構造が 均一な設計よりも大幅な節約をもたらす方法を説明します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Supersymmetric models in singular extra dimensional spaces feature prominently in many interesting phenomenological models, including those derived from string theory. In this paper we explicitly derive the low energy theory of phenomenologically viable supersymmetric theories in five dimensions, and highlight several aspects of these models that are not obvious from working solely in the 4d effective theory. Important deviations arise for anomaly mediation, which is purported to be a predictive mechanism to mediate supersymmetry (SUSY) breaking that is naturally most relevant in extra dimensional theories. Despite this, most analyses of anomaly mediation have been performed in the 4d effective theory. We fill this gap in the literature by constructing stabilized supersymmetric theories in 5d and studying supersymmetry breaking and anomaly mediation. Studying Sequestered Conformal Anomaly-Mediated (SCAM) in full generality reveals important deviations from the 4d EFT expectations, particularly for the role of boundary superpotentials, the radion and the predicted universality of anomaly mediation. We discuss the requirements for viable extra dimensional models of SUSY-breaking, and demonstrate when and how the anomaly-mediated masses in 5d reduce to the na{\i}ve 4d supersymmetric result. In many cases supersymmetry is necessarily broken at the 5d level, leading to anomaly-mediated and other supersymmetry breaking masses that are not derivable in a simple supersymmetric 4d EFT, but need to be included as matching corrections. We comment on the potential implications of our methods for phenomenology and singular higher-dimensional constructions, such as the KKLT scenario. | 特異余剰次元空間における超対称モデルは、弦理論から導かれるものも含め、多くの興味深い現象論的モデルにおいて顕著な特徴を呈している。 本論文では、5次元において現象論的に成立する超対称理論の低エネルギー理論を明示的に導出し、4次元有効理論のみで検討しただけでは明らかではないこれらのモデルのいくつかの側面を明らかにする。 異常媒介において重要な逸脱が生じる。 異常媒介は、超対称性（SUSY）の破れを媒介する予測メカニズムであるとされており、これは当然のことながら余剰次元理論において最も関連が深い。 それにもかかわらず、異常媒介のほとんどの解析は4次元有効理論において行われてきた。 本論文では、5次元において安定化された超対称理論を構築し、超対称性の破れと異常媒介を研究することにより、文献におけるこのギャップを埋める。 隔離共形異常媒介（SCAM）を完全な一般性で研究すると、4次元EFTの期待値からの重要な逸脱が明らかになる。 特に境界超ポテンシャル、放射子、そして異常媒介の予測される普遍性の役割において顕著である。 我々は、SUSYの破れの実現可能な余剰次元モデルの要件について議論し、5次元における異常媒介質量が、いつ、どのようにして、単純な4次元超対称性の結果に帰着するかを示す。 多くの場合、超対称性は必然的に5次元レベルで破れ、単純な超対称性4次元EFTでは導出できないが、マッチング補正として含める必要のある、異常媒介質量やその他の超対称性を破る質量が生じる。 我々は、我々の方法が現象論やKKLTシナリオのような特異な高次元構成に及ぼす潜在的な影響についてコメントする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper we derive the effective theory for a stabilized five-dimensional warped geometry, addressing several outstanding issues in this derivation. These include allowing for a non-zero 4d cosmological constant, accounting for constraints from both the UV and IR branes, and determining how the stabilized theory responds to an energy perturbation on each brane. We show how a consistent low-energy effective theory from a stable warped solution must respect a constraint that follows from the higher-dimensional Einstein equation. Satisfying the constraint requires that the 4d cosmological constant must be the same everywhere throughout the bulk, which means the stabilizing fields must adjust to allow for the same 4d curvature everywhere in the extra dimension. We show explicitly how this works in a 5d model, and how the correct 4d effective potential reproduces this behavior. We find that the cosmological constant generated from adding energy to one of the branes is unaffected by the details of the stabilization mechanism at leading order, despite the need for the stabilizing fields to adjust. In anticipation of a companion paper, we also briefly discuss how supersymmetry can be realized consistently in the 5d theory. In particular, we show how the stabilization mechanism remains consistent with sequestering, even as the supersymmetry-breaking energy is reflected in the stabilizing field throughout the bulk. | 本論文では、安定化された5次元ワープ幾何学の有効理論を導出し、その導出におけるいくつかの未解決の課題に対処する。 これらの課題には、非ゼロの4次元宇宙定数を許容すること、UVブレーンとIRブレーンの両方からの制約を考慮すること、そして安定化理論が各ブレーン上のエネルギー摂動にどのように応答するかを決定することが含まれる。 安定なワープ解から得られる整合的な低エネルギー有効理論が、高次元アインシュタイン方程式から導かれる制約をどのように尊重しなければならないかを示す。 この制約を満たすには、4次元宇宙定数がバルク全体のどこでも同じでなければならない。 つまり、安定化場は余剰次元のどこでも同じ4次元曲率を許容するように調整されなければならない。 これが5次元モデルでどのように機能するか、そして正しい4次元有効ポテンシャルがどのようにこの振る舞いを再現するかを明示的に示す。 ブレーンの1つにエネルギーを加えることで生成される宇宙定数は、安定化場を調整する必要があるにもかかわらず、主要秩序における安定化機構の詳細の影響を受けないことがわかった。 関連論文の執筆に備えて、5次元理論において超対称性がどのように整合的に実現されるかについても簡単に議論する。 特に、超対称性を破るエネルギーがバルク全体にわたって安定化場に反映されているにもかかわらず、安定化機構が隔離と整合的に保たれることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We derive the phase structure and thermodynamics of ferromagnets consisting of elementary magnets carrying the adjoint representation of $SU(N)$ and coupled through two-body quadratic interactions. Such systems have a continuous $SU(N)$ symmetry as well as a discrete conjugation symmetry. We uncover a rich spectrum of phases and transitions, involving a paramagnetic and two distinct ferromagnetic phases that can coexist as stable and metastable states in different combinations over a range of temperatures. The ferromagnetic phases break $SU(N)$ invariance in various channels, leading to spontaneous magnetization. Interestingly, the conjugation symmetry also breaks over a range of temperatures and group ranks $N$, providing a realization of a spontaneously broken discrete symmetry. | 我々は、$SU(N)$ の随伴表現を持ち、二体二次相互作用を介して結合した基本磁性体からなる強磁性体の相構造と熱力学を導出する。 このような系は、連続的な $SU(N)$ 対称性と離散的な共役対称性を持つ。 我々は、様々な温度範囲において、安定状態と準安定状態として様々な組み合わせで共存可能な常磁性相と2つの異なる強磁性相を含む、豊富な相転移スペクトルを明らかにする。 強磁性相は、様々な経路で $SU(N)$ 不変性を破り、自発磁化を引き起こす。 興味深いことに、共役対称性も様々な温度範囲と群階数 $N$ にわたって破れ、自発的に破れた離散対称性の実現をもたらす。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| How do we describe non-trivial bulk measurements relative to an observer (i.e. relationally) when both the observer and the system it probes may/may not evolve in time? How can we interpret this holographically; particularly for zero-energy BPS states in supersymmetric theories? We address these questions, in the $\mathcal{N}=2$ double-scaled SYK model and its putative bulk dual by: (i) formulating a holographic procedure in the language of quantum reference frames to gravitationally dress bulk observables to ``clocks'' parametrized by both boundary time and R-charge; and (ii) proposing a \emph{new measure of Krylov complexity} with R-charge in the boundary theory that probes zero-energy BPS states. Holographically, this proposal reproduces a relational bulk observable, a BPS wormhole length. We contrast this to the Krylov complexity for Hartle-Hawking states with non-trivial time flow. The latter reproduces the same observable as for the bosonic DSSYK in the semiclassical limit, while its quantum fluctuations can capture supersymmetric corrections. | 観測者とそれが調査する系の両方が時間的に進化するか否かのどちらかである場合、観測者を基準とした非自明なバルク測定をどのように（すなわち関係的に）記述すればよいだろうか？特に超対称理論におけるゼロエネルギーBPS状態について、これをホログラフィックに解釈するにはどうすれば良いだろうか？我々はこれらの問いに、$\mathcal{N}=2$の二重スケールSYK模型とその仮想的なバルク双対において、以下の方法で取り組む。 (i) 量子参照系の言語でホログラフィックな手順を定式化し、バルク観測量を境界時間とR電荷の両方でパラメータ化された「時計」に重力的にドレッシングする。 (ii) ゼロエネルギーBPS状態を調査する境界理論において、R電荷を用いた\emph{新しいクリロフ複雑性の尺度}を提案する。 ホログラフィックには、この提案は関係的なバルク観測量、すなわちBPSワームホール長を再現する。 これを、非自明な時間の流れを持つハートル・ホーキング状態のクリロフ複雑性と対比する。 後者は、半古典的極限においてボソン的DSSYKの場合と同じ観測量を再現するが、その量子ゆらぎは超対称補正を捉えることができる。 |