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| Original Text | 日本語訳 |
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| Loop corrections to primordial correlation functions are unavoidable due to the non-linear nature of gravity. Previous works have established a robust framework for computing the renormalised one-loop power spectra of scalar and tensor modes, but primarily in (near) de Sitter backgrounds. In this work, we develop a consistent renormalisation procedure applicable to inflationary backgrounds that strongly break de Sitter symmetries and generate scale-dependent features in the primordial spectra. Our analysis is performed within the Effective Field Theory (EFT) of inflationary fluctuations, allowing for arbitrary time dependence of the Wilson coefficients. We show that both ultraviolet divergences and tadpoles of the theory, despite their strong time and scale dependence, can be cancelled by a finite set of local counter-terms compatible with the EFT symmetries. Importantly, this result only relies on the existence of an initial phase of adiabatic evolution continuously related to the Bunch-Davies vacuum and holds independently of the precise time dependence of the background and of the free-field mode functions. We then study two concrete realisations, corresponding to resonant and sharp features. In both cases, all calculations are carried out exactly in the limit of small feature amplitude. We analyse perturbativity and provide the first explicit demonstration that the renormalised one-loop power spectrum generated by a localised feature along the inflationary trajectory vanishes both at large and small scales. Our scale-dependent renormalisation framework implies that models of primordial features used to fit CMB residuals are consistent with perturbativity bounds, and opens the door to systematic studies of loop corrections in more complicated scenarios relevant for scalar-induced gravitational waves and primordial black holes. | 重力の非線形性のため、原始相関関数に対するループ補正は避けられません。 これまでの研究では、スカラーモードとテンソルモードの繰り込み済み1ループパワースペクトルを計算するための堅牢なフレームワークが確立されていますが、主に（近）ド・ジッター背景においてです。 本研究では、ド・ジッター対称性を強く破り、原始スペクトルにスケール依存の特徴を生成するインフレーション背景に適用可能な、一貫性のある繰り込み手順を開発します。 私たちの解析は、インフレーションゆらぎの有効場理論（EFT）内で実行され、ウィルソン係数の任意の時間依存性を許容します。 理論の紫外発散とタッドポールは、強い時間依存性とスケール依存性があるにもかかわらず、EFT対称性と互換性のある有限個の局所的な対項によって相殺できることを示します。 重要なことに、この結果は、バンチ・デイヴィス真空と連続的に関連する断熱進化の初期段階の存在のみに依存し、背景と自由場モード関数の正確な時間依存性とは独立して成り立ちます。 次に、共鳴的特徴と鋭い特徴に対応する 2 つの具体的な実現について研究します。 どちらの場合も、すべての計算は特徴振幅が小さい極限で厳密に実行されます。 摂動性を分析し、インフレーション軌道に沿った局所的な特徴によって生成される再規格化された 1 ループ パワー スペクトルが、大きなスケールと小さなスケールの両方で消滅することを初めて明示的に示します。 スケール依存の再規格化フレームワークは、CMB 残差に適合するために使用される原始的特徴のモデルが摂動性の境界と整合していることを意味し、スカラー誘起重力波と原始ブラックホールに関連するより複雑なシナリオでのループ補正の体系的な研究への道を開きます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| It was proposed in \cite{Chu:2024qil} that a quantum black hole can be described by a fuzzy sphere together with a half-filled Fermi sea. In this paper we propose that the tunneling of a fuzzy sphere system to a small one describes the quantum decay of black hole by Hawking radiation. Since the Fermi sea shrinks and the quantum mechanical Hamiltonian conserves fermion number, the amplitude of transition naively vanishes unless the tunneling path provides exact number of zero modes to soak up the excess fermi states. We show that a monopole on fuzzy sphere does exactly that. This fixes the tunneling path. The resulting tunneling rate reproduces Page's result for the semi-classical decay rate of black hole. We propose to identify the fermi states released by the monopole as the Hawking radiation. At the level of probability, the Hawking radiation is found to be given by a Boltzmann distribution at the Hawking temperature. One can go beyond the probabilistic description by determining the full wave function of the multi-partite Hawking quanta. This is possible with a real time formulation of the tunneling process. Unitarity is manifest in our quantum mechanics. | \cite{Chu:2024qil}では、量子ブラックホールは、半充填フェルミ海を伴うファジー球によって記述できることが提案された。 本論文では、ファジー球系から小さな球系へのトンネル効果が、ホーキング放射によるブラックホールの量子崩壊を記述することを提案する。 フェルミ海が縮小し、量子力学的ハミルトニアンがフェルミオン数を保存するため、トンネル経路が余剰フェルミ状態を吸収する正確な数のゼロモードを提供しない限り、遷移の振幅は単純にゼロになる。 ファジー球上のモノポールがまさにそれを行うことを示す。 これにより、トンネル経路が固定される。 結果として得られるトンネル率は、ブラックホールの半古典的崩壊率に関するPageの結果を再現する。 モノポールによって放出されるフェルミ状態をホーキング放射と同一視することを提案する。 確率レベルでは、ホーキング放射はホーキング温度でボルツマン分布によって与えられることがわかった。 多粒子ホーキング量子の完全な波動関数を決定することで、確率論的な記述を超越することができる。 これは、トンネル過程のリアルタイム定式化によって可能となる。 ユニタリ性は、我々の量子力学において明確に示されている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| One of the major open puzzles in the Standard Model of particle physics is the strong CP problem: although Quantum Chromodynamics allows a CP-violating topological $θ$-term, experiments constrain its value to be extremely small. The Peccei--Quinn mechanism resolves this problem by promoting the $θ$-angle to a dynamical field-introducing the axion -- whose dynamics relax the effective angle $θ_\text{eff}$ to a CP-conserving minimum. Here, we investigate the resulting axion physics in a Hamiltonian lattice gauge theory (LGT) by coupling a quantized axion field to the massive Schwinger model with a topological $θ$-term. Using infinite matrix product state techniques, we compute the ground-state properties of the resulting theory and demonstrate that the axion dynamically relaxes $θ_\text{eff}$ to the minimum of the vacuum energy. Consequently, the ground-state energy becomes independent of $θ$, demonstrating the axion-mediated solution to the strong CP problem within a fully dynamical LGT. We further analyze CP restoration and extract the axion mass from the topological susceptibility and excitation spectrum. Our results provide a nonperturbative demonstration of axion dynamics in a quantum LGT amenable to investigation on modern quantum hardware. | 素粒子物理学の標準模型における主要な未解決問題の一つは、強いCP問題である。 量子色力学はCPを破る位相的θ項を許容するものの、実験ではその値が極めて小さいことが制約されている。 ペッチェイ・クイン機構は、θ角を動的場へと昇格させ、アクシオンを導入することでこの問題を解決する。 アクシオンのダイナミクスは、有効角θeffをCP保存の最小値へと緩和する。 本稿では、量子化されたアクシオン場を位相的θ項を持つ質量を持つシュウィンガー模型に結合させることで、ハミルトニアン格子ゲージ理論（LGT）における結果として生じるアクシオン物理を調査する。 無限行列積状態法を用いて、結果として得られる理論の基底状態特性を計算し、アクシオンがθeffを真空エネルギーの最小値へと動的に緩和することを示す。 その結果、基底状態エネルギーはθに依存しなくなり、完全な動的LGTにおける強いCP問題に対するアクシオンを介した解決策が実証されました。 さらにCP回復を解析し、位相的感受性と励起スペクトルからアクシオン質量を抽出しました。 これらの結果は、現代の量子ハードウェアでの研究に適した量子LGTにおけるアクシオンダイナミクスの非摂動的な実証を提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Homotopy algebraic methods have become increasingly influential in studying field theories. We consider semi-holomorphic Chern-Simons theory and its relation with the principal chiral model. In particular, we establish an explicit quasi-isomorphism between the cyclic $L_\infty$-algebras governing both theories which directly gives the Lax connection. This provides a concrete example for studying integrability of a two-dimensional system through the homotopy algebraic lens. | ホモトピー代数的手法は、場の理論の研究においてますます影響力を増している。 本稿では、半正則チャーン・サイモンズ理論と主カイラルモデルとの関係を考察する。 特に、両理論を支配する巡回 $L_\infty$ 代数間の明示的な準同型関係を確立し、それによって直接的にラックス接続を与える。 これは、ホモトピー代数的な視点から二次元系の可積分性を研究するための具体的な例を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Four-dimensional gravity admits many equivalent formulations - metric, Einstein-Cartan, teleparallel, McDowell-Mansouri, among others - each offering distinct advantages, particularly, in view of quantization. We propose a new formulation based on Weyl spinor-valued 1-forms, ultimately encoding the frame-field data. Starting from a topological field theory with a global $\mathrm{SL}(2,\mathbb{C})$ symmetry, we show that promoting this symmetry to a local gauge symmetry leads to the emergence of gravity. We analyze the covariant phase space of this theory, its symmetries and charge structure and explore the role of admissible corner terms together with their impact on boundary charges and their algebra. We study several extensions of this framework, including the incorporation of a cosmological constant and a novel $ G \rightarrow 0 $ scaling limit obtained from this model. The presence of the frame field already at the topological level allows point particles to be coupled uniformly in both the topological and gravitational theories. We perform a detailed Hamiltonian analysis of the theory and clarify the implementation of the reality conditions. We argue that this formulation provides structural features that make it particularly well suited for both discretization and quantization. | 4次元重力は、計量、アインシュタイン・カルタン、テレパラレル、マクドウェル・マンスーリなど、多くの等価な定式化を許容し、それぞれが特に量子化の観点から明確な利点を提供します。 我々は、最終的にフレーム場データを符号化するワイルスピノル値1形式に基づく新しい定式化を提案します。 グローバル$\mathrm{SL}(2,\mathbb{C})$対称性を持つ位相場理論から出発して、この対称性を局所ゲージ対称性に拡張すると重力が出現することを示します。 我々は、この理論の共変位相空間、その対称性、および電荷構造を分析し、許容コーナー項の役割と、境界電荷およびその代数への影響を探ります。 我々は、宇宙定数の組み込みや、このモデルから得られる新しい$ G \rightarrow 0 $スケーリング極限など、このフレームワークのいくつかの拡張を研究します。 位相幾何学レベルで既にフレーム場が存在することで、点粒子は位相幾何学理論と重力理論の両方において均一に結合することができる。 本稿では、理論のハミルトニアン解析を詳細に行い、現実条件の実装を明確にする。 そして、この定式化は離散化と量子化の両方に特に適した構造的特徴を備えていると主張する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We compute the disk 1-point function in timelike Liouville theory. Using the Coulomb gas formalism and analytically continuing in the number of screening operators, we derive an explicit formula, which is shown to satisfy the correct reflection symmetry, to have the expected self-dual properties, to fulfill the bootstrap shift-equations, and to reduce to previous known results in the appropriate limits. In the limit of zero cosmological constant, our result reproduces the one recently obtained in arXiv:2505.09390. | 我々は、時間的リウヴィル理論におけるディスク1点関数を計算する。 クーロンガス形式を用い、遮蔽演算子の数に関して解析的に接続することで、明示的な公式を導出する。 この公式は、正しい反射対称性を満たし、期待される自己双対性を持ち、ブートストラップシフト方程式を満たし、適切な極限において既知の結果に帰着することが示される。 宇宙定数がゼロの極限において、我々の結果は、最近arXiv:2505.09390で得られた結果を再現する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This is a book about operational probabilistic theories. The standard approach in such theories is from a time forward perspective. In this book we mostly take a time symmetric perspective. This presents a branding problem. Is this a niche book merely about time symmetry? No. This is a comprehensive book about operational probabilistic theories, but mostly from a time symmetric perspective. In fact, this book consists of (1) a simple book about simple operations having simple causal structure (where all the inputs are before all the outputs), and (2) a complex book about complex operations that can have complicated causal structure (a complex operation is equipped with a causal diagram). For the simple case we are able to show that the time symmetric perspective is equivalent to the time forward perspective. In each book we set up (A) operational probabilistic theories (OPTs) in terms of operations, (B) Operational Quantum Theory (OQT) in terms of operator tensors which correspond to operations, and (C) the theory of Hilbert objects which can be doubled up to give operator tensors. Operations are required to be physical which guarantees that circuits built out of operations have probabilities between 0 and 1 and that certain causality conditions are met. We prove that when we wire together operations the resulting networks are also physical. We model Sorkin's impossible measurements with complex operations and show that physicality prevents anomalous signalling. We develop diagrammatic notation for Hilbert objects. This includes mirrors for doubling up and mirror theorems. We use this framework to prove time symmetric causal dilation theorems for various causal diagrams. | 本書は、操作的確率論に関する書籍です。 このような理論における標準的なアプローチは、時間順方向の視点から行われます。 本書では、主に時間対称的な視点からアプローチします。 これは、ブランディング上の問題を引き起こします。 本書は、単に時間対称性に関するニッチな書籍なのでしょうか？いいえ。 本書は、操作的確率論に関する包括的な書籍ですが、主に時間対称的な視点からアプローチしています。 実際、本書は、（1）単純な因果構造を持つ単純な操作（すべての入力がすべての出力より前にある場合）に関する簡単な書籍と、（2）複雑な因果構造を持つ可能性のある複雑な操作（複雑な操作には因果図が付属している）に関する複雑な書籍から構成されています。 単純なケースについては、時間対称的な視点が時間順方向の視点と同等であることを示すことができます。 各書籍では、(A) 操作の観点からの操作的確率論 (OPT)、(B) 操作に対応する演算子テンソルの観点からの操作的量子論 (OQT)、(C) 演算子テンソルを与えるために重ね合わせることができるヒルベルトオブジェクトの理論を構築します。 操作は物理的である必要があり、これにより、操作から構築された回路の確率が 0 から 1 の間であり、特定の因果条件が満たされることが保証されます。 操作を配線すると、結果として得られるネットワークも物理的であることを証明します。 複雑な操作を使用してソーキンの不可能な測定をモデル化し、物理的性質が異常な信号伝達を防ぐことを示します。 ヒルベルトオブジェクトの図式表記を開発します。 これには、重ね合わせのためのミラーとミラー定理が含まれます。 このフレームワークを使用して、さまざまな因果図の時間対称因果拡張定理を証明します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study torus knot invariants in the lens space $S^{3}/\mathbb{Z}_{p}$ within Chern--Simons theory. Using the surgery and modular description of lens spaces, we derive a general expression for the invariant of an $(α,β)$ torus knot in this background. In the large-$N$ limit these invariants simplify and acquire a universal form: the invariant of an $(α,β)$ torus knot in $S^{3}/\mathbb{Z}_{p}$ can be expressed in terms of the invariant of the $(α,α+pβ)$ torus knot in $S^{3}$. After an appropriate redefinition of knot variables, the generating functions of these invariants exhibit a structure analogous to quiver partition functions. Since the associated quiver is independent of the rank $N$ and level $k$ of Chern--Simons theory, the large-$N$ result provides a direct way to identify the underlying quiver, allowing us to determine the quiver structure associated with torus knots in $S^{3}/\mathbb{Z}_{p}$. | 我々は、チャーン・サイモンズ理論のレンズ空間 $S^{3}/\mathbb{Z}_{p}$ におけるトーラス結び目の不変量を研究する。 レンズ空間の手術とモジュラー記述を用いて、この背景における $(α,β)$ トーラス結び目の不変量の一般的な表現を導出する。 $N$ が大きい極限では、これらの不変量は単純化され、普遍的な形式となる。 すなわち、$S^{3}/\mathbb{Z}_{p}$ における $(α,β)$ トーラス結び目の不変量は、$S^{3}$ における $(α,α+pβ)$ トーラス結び目の不変量で表すことができる。 結び目変数を適切に再定義すると、これらの不変量の母関数は、箙分割関数に類似した構造を示す。 関連するクィバーはチャーン・サイモンズ理論のランクNとレベルkに依存しないため、大きなNの結果は基礎となるクィバーを直接識別する方法を提供し、$S^{3}/\mathbb{Z}_{p}$のトーラス結び目に関連するクィバー構造を決定することを可能にします。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We revisit and extend the construction of bulk local states in flat holography, focusing on the induced representation obtained from the flat limit of the AdS highest-weight conditions. In three dimensions we clarify the scaling mismatch between bra and ket states in the flat basis and resolve it by introducing a dual basis, which yields a smooth flat limit and reproduces the correct Green's function. For higher dimensions we construct bulk local states explicitly, both in the momentum basis and in an alternative tilde basis. The flat limit of the AdS$_{d+1}$ construction is shown to be non-uniform in the descendant level and the Riemann-sum treatment over the scaling window $n\sim l$ converts the discrete descendant expansion into the continuum momentum representation, recovering the massive propagator. The tilde basis generalizes seamlessly to any dimension and is related to the three-dimensional flat basis by a sign factor. These results establish the induced representation as the correct algebraic foundation for bulk reconstruction in flat holography and provide a unified framework valid for arbitrary dimension. | フラットホログラフィーにおけるバルク局所状態の構築を再検討し拡張し、AdS最高ウェイト条件のフラット極限から得られる誘導表現に焦点を当てます。 3次元では、フラット基底におけるブラ状態とケット状態の間のスケーリングの不一致を明らかにし、滑らかなフラット極限をもたらし、正しいグリーン関数を再現する双対基底を導入することでこれを解決します。 高次元では、運動量基底と代替チルダ基底の両方でバルク局所状態を明示的に構築します。 AdS$_{d+1}$構成のフラット極限は、子孫レベルで不均一であることが示され、スケーリングウィンドウ$n\sim l$上のリーマン和処理により、離散子孫展開が連続運動量表現に変換され、質量のあるプロパゲーターが回復されます。 チルダ基底は任意の次元にシームレスに一般化され、符号因子によって3次元フラット基底と関連付けられます。 これらの結果は、誘導表現が平面ホログラフィーにおけるバルク再構成のための正しい代数的基礎であることを確立し、任意の次元に対して有効な統一的な枠組みを提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| High-energy colliders, exemplified by the CERN's Large Hadron Collider (LHC), constitute genuine quantum machines. In alignment with Richard Feynman's foundational vision for quantum computing, collider physics emerge therefore as a prime candidate for quantum simulations. Prospective applications include Quantum Machine Learning for collider data analysis, accelerated evaluation of complex multiloop Feynman diagrams, efficient jet clustering, enhanced parton shower simulations, and related computational challenges. We discuss two specific applications: the identification of causal structures in multiloop vacuum amplitudes, a fundamental component of the Loop-Tree Duality exhibiting deep connections to graph theory; and high-dimensional function integration and sampling. The latter constitutes an initial step toward realizing a fully fleged quantum event generator capable of operating at high perturbative orders. | CERNの大型ハドロン衝突型加速器（LHC）に代表される高エネルギー衝突型加速器は、真の量子マシンを構成する。 リチャード・ファインマンの量子コンピューティングに関する基礎的なビジョンに沿って、衝突型加速器物理学は量子シミュレーションの有力な候補として浮上している。 将来的な応用例としては、衝突型加速器データ解析のための量子機械学習、複雑なマルチループ・ファインマン図の高速評価、効率的なジェットクラスタリング、強化されたパートンシャワーシミュレーション、および関連する計算上の課題などが挙げられる。 本稿では、2つの具体的な応用例について議論する。 1つは、グラフ理論と深い関連性を持つループツリー双対性の基本要素であるマルチループ真空振幅における因果構造の特定、もう1つは、高次元関数積分とサンプリングである。 後者は、高次の摂動次数で動作可能な本格的な量子イベントジェネレータを実現するための第一歩となる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct covariant theories incorporating fluctuating boundaries and soft cutoffs by introducing dynamical reference frames (DRFs). This framework generalizes the covariant action from a hard-cutoff to a soft-cutoff formulation, utilizing smearing functions and their corresponding operator expansions. This generalization initially leads to a loss of diffeomorphism covariance, which is recovered solely by restricting the DRFs, along with both their associated and linear MCFs, to specific forms, and by imposing suitable boundary conditions on the smearing functions. Satisfying these conditions restores covariance in relational spacetime, thereby enabling the consistent definition of subsystems. Within the covariant phase space formalism, we derive the charges of the soft-cutoff theory while explicitly addressing the inherent ambiguities arising from the boundary Lagrangian. We demonstrate that introducing an additional pointwise dependence is essential to resolve these ambiguities and ensure the integrability of the charges, even under fluctuating boundary conditions. Finally, in the context of General Relativity (GR), we establish the conditions under which holographic renormalization results at the asymptotic boundary coincide with the Noether charges derived from our soft-cutoff procedure. | 我々は、動的参照フレーム（DRF）を導入することにより、変動境界とソフトカットオフを組み込んだ共変理論を構築する。 この枠組みは、スミアリング関数とその対応する演算子展開を利用して、共変作用をハードカットオフからソフトカットオフの定式化へと一般化する。 この一般化は当初、微分同相共変性の喪失につながるが、これはDRFとそれに関連する線形MCFの両方を特定の形に制限し、スミアリング関数に適切な境界条件を課すことによってのみ回復される。 これらの条件を満たすことで、関係時空における共変性が回復され、サブシステムの一貫した定義が可能になる。 共変位相空間形式の中で、境界ラグランジアンから生じる固有の曖昧さを明示的に扱いながら、ソフトカットオフ理論の電荷を導出する。 変動境界条件下であっても、これらの曖昧さを解消し、電荷の積分可能性を保証するには、追加の点ごとの依存性を導入することが不可欠であることを示す。 最後に、一般相対性理論（GR）の文脈において、漸近境界におけるホログラフィック繰り込みの結果が、我々のソフトカットオフ手順から導出されたネーター電荷と一致する条件を確立する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We examine the proposal of [29] that M-theory may admit a Sugawara-type current algebra formulation based on $E_{11} \otimes_s l_1$. Motivated by the role of generalized coordinates in E-theory, we ask whether current algebra relations of this type can be derived in a setting that includes those coordinates systematically. We show that such a construction can indeed be carried out for a rigid $E_{11}$ model in which the generalized coordinates are treated as inert under the rigid symmetry, in contrast with E-theory. We also argue that the bilinear form entering the Schwinger term requires closer scrutiny, since any natural ad-invariant extension of the $E_{11}$ Cartan-Killing form to $E_{11} \otimes_s l_1$ is degenerate. | [29]の提案、すなわちM理論が$E_{11} \otimes_s l_1$に基づく菅原型カレント代数定式化を許容する可能性があるという提案を検討する。 E理論における一般化座標の役割に触発され、これらの座標を体系的に含む設定でこの種のカレント代数関係を導出できるかどうかを問う。 E理論とは対照的に、一般化座標が剛体対称性の下で不活性として扱われる剛体$E_{11}$モデルに対して、そのような構成が実際に実行できることを示す。 また、$E_{11}$カルタン・キリング形式の$E_{11} \otimes_s l_1$への自然なアド不変拡張は退化しているため、シュウィンガー項に現れる双線形形式をより詳細に検討する必要があると主張する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we introduce a screened Simpson-Visser regular solution and perform a comprehensive study of its physical and observational properties. We begin by analyzing the thermodynamic behavior of the black hole, including detailed investigations of the Hawking temperature, Gibbs free energy, and specific heat, which provide insights into its stability and phase structure. Next, we examine the geodesic structure of the spacetime, considering both massless (photon) and massive (timelike) particles. In particular, we study the photon sphere, the corresponding black hole shadow, and the innermost stable circular orbits (ISCO), which are crucial for understanding the motion of matter and light around the black hole. Furthermore, we explore the black hole's energy-emission rate radiation, highlighting the effects of the modified geometry on observational signatures. Finally, we investigate the topological aspects of the black hole, analyzing both the thermodynamic topology and the photon sphere's topological properties. Our analysis demonstrates the intricate interplay between the spacetime geometry, geodesic motion, and black hole thermodynamics, offering a deeper understanding of this class of regular black holes and their potential observational consequences. | 本研究では、遮蔽されたシンプソン・ヴィッサー正則解を導入し、その物理的および観測的特性を包括的に研究します。 まず、ブラックホールの熱力学的挙動を分析します。 これには、ホーキング温度、ギブズ自由エネルギー、比熱の詳細な調査が含まれ、ブラックホールの安定性と相構造に関する洞察が得られます。 次に、質量のない粒子（光子）と質量のある粒子（時間的粒子）の両方を考慮して、時空の測地線構造を調べます。 特に、ブラックホールの周囲の物質と光の運動を理解する上で重要な、光子球、対応するブラックホールの影、および最も内側の安定円軌道（ISCO）を研究します。 さらに、ブラックホールのエネルギー放出率放射を調査し、修正された幾何学が観測的特徴に及ぼす影響を強調します。 最後に、ブラックホールのトポロジー的側面を調査し、熱力学的トポロジーと光子球のトポロジー的特性の両方を分析します。 私たちの分析は、時空幾何学、測地線運動、ブラックホールの熱力学の間の複雑な相互作用を明らかにし、この種の規則的なブラックホールとその潜在的な観測的影響についてより深い理解を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The standard gravitational-baryogenesis operator $λ\,\nabla_μR\,J^μ$, with $λ\equiv ε/M_\ast^{2}$, is usually treated as a spectator interaction that generates an effective chemical potential in a prescribed background. When included in the gravitational action, however, it defines a genuine curvature--matter-coupling variational problem, relevant for the baryon, lepton, and $B\!-\!L$ currents, whether described microscopically by particle-physics operators or macroscopically by a fluid current $J^μ=n_Xu^μ$. Up to a boundary term the interaction is equivalent to $-λR\nabla_μJ^μ$, making its $f(R,{\rm matter})$ character manifest, but the metric equations remain open unless the metric dependence of $J^μ$ is specified. For an arbitrary local realization $J^μ(Ψ,g)$ we derive the universal part of the field equations and isolate the realization-dependent tensor generated by $δ_g J^μ$. In the vector-density realization the explicit $J^α\nabla_αR$ term cancels, but an algebraic term $-λg_{μν}R\nabla_αJ^α$ survives, so the theory admits only a partial effective-Planck-mass interpretation, $M_{\rm eff}^2=M_{\rm Pl}^2-2λ\nabla_μJ^μ$, and a time-dependent effective gravitational coupling during baryogenesis. Specializing to flat FRW with a homogeneous current $J^μ=n_Xu^μ$, we obtain the modified Friedmann and Raychaudhuri equations, the associated continuity relation, and dimensionless diagnostics that quantify when the spectator approximation is controlled. We also discuss the implications for gravitational-baryogenesis studies in modified theories of gravity, providing a consistent GR-side baseline for implementations in both standard cosmology and modified-gravity frameworks. | 標準的な重力バリオン生成演算子 $λ\,\nabla_μR\,J^μ$ ($λ\equiv ε/M_\ast^{2}$) は、通常、所定の背景において有効な化学ポテンシャルを生成する傍観者相互作用として扱われます。 しかし、重力作用に含めると、粒子物理演算子によって微視的に記述されるか、流体電流 $J^μ=n_Xu^μ$ によって巨視的に記述されるかにかかわらず、バリオン、レプトン、および $B\!-\!L$ 電流に関連する真の曲率-物質結合変分問題を定義します。 境界項を除いて、相互作用は $-λR\nabla_μJ^μ$ と等価であり、その $f(R,{\rm matter})$ 特性が明らかになりますが、$J^μ$ の計量依存性が指定されない限り、計量方程式は未解決のままです。 任意の局所的実現 $J^μ(Ψ,g)$ に対して、場の方程式の普遍的な部分を導出し、$δ_g J^μ$ によって生成される実現依存テンソルを分離します。 ベクトル密度実現では、明示的な $J^α\nabla_αR$ 項は相殺されますが、代数項 $-λg_{μν}R\nabla_αJ^α$ が残るため、理論は部分的な有効プランク質量解釈 $M_{\rm eff}^2=M_{\rm Pl}^2-2λ\nabla_μJ^μ$ と、バリオン生成中の時間依存有効重力結合のみを許容します。 均質な電流 $J^μ=n_Xu^μ$ を持つ平坦な FRW に特化することで、修正されたフリードマン方程式とレイチャウドリ方程式、関連する連続関係、およびスペクテーター近似が制御されるタイミングを定量化する無次元診断が得られます。 また、修正重力理論における重力バリオン生成研究への影響についても議論し、標準宇宙論と修正重力フレームワークの両方における実装のための一貫した GR 側のベースラインを提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study a class of minimally coupled scalar field theories which leads to analytic solutions for the Hubble rate and the scalar field. The inflationary phenomenology for this class of models can be studied fully analytically. The resulting phenomenology is compatible with the ACT data and for limiting cases, the spectral index is bluer than the ACT constraints and tends to the value $n_{\mathcal{S}}=0.98$, while in the limiting case, the tensor-to-scalar ratio takes very small values, nearly zero. More importantly, the resulting cosmology describes a Universe that has a finite scale factor at $t=0$, thus non-singular, evolves and expands realizing a slow-roll inflationary era and after that it reaches classically a pressure singularity. Classically, the Universe can pass through this singularity, and a turnaround cosmology is realized with the Universe contracting after the turnaround point. However, before the singularity is realized classically, the quantum phenomena dominate the evolution, avoiding the singularity. Specifically we consider the Nojiri-Odintsov conformal anomaly mechanism and we prove that the conformal anomaly erases the classical singular evolution and at the same time it generates extreme particle creation, which eventually reheats the Universe. Thus in this model the scalar field oscillations and the numerous couplings of the inflaton to the Standard Model particles are not required for reheating. In this context, scalar perturbations are enhanced and thus the formation of primordial black holes and the generation of secondary gravitational waves is enhanced. We also discuss several other mechanisms that may lead to the avoidance of the pressure singularity. | 我々は、ハッブル率とスカラー場の解析解をもたらす、最小限に結合したスカラー場理論のクラスを研究する。 このクラスのモデルのインフレーション現象は、完全に解析的に研究することができる。 得られた現象はACTデータと整合しており、極限の場合、スペクトル指数はACTの制約よりも青みがかっており、$n_{\mathcal{S}}=0.98$の値に近づく。 一方、極限の場合、テンソルとスカラーの比は非常に小さい値、ほぼゼロになる。 さらに重要なことに、得られた宇宙論は、$t=0$で有限のスケール因子を持つ非特異な宇宙を記述し、ゆっくりとしたインフレーション時代を実現しながら進化・膨張し、その後、古典的に圧力特異点に到達する。 古典的には、宇宙はこの特異点を通過することができ、ターンアラウンド点の後に宇宙が収縮するターンアラウンド宇宙論が実現される。 しかし、特異点が古典的に実現される前に、量子現象が進化を支配し、特異点を回避します。 具体的には、野尻・オジンツォフ共形異常機構を考察し、共形異常が古典的な特異進化を消し去り、同時に極端な粒子生成を生成し、最終的に宇宙を再加熱することを証明します。 したがって、このモデルでは、再加熱のためにスカラー場の振動やインフラトンと標準模型粒子との多数の結合は必要ありません。 この文脈では、スカラー摂動が強化され、それによって原始ブラックホールの形成と二次重力波の生成が促進されます。 また、圧力特異点の回避につながる可能性のある他のいくつかの機構についても議論します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present, to our knowledge, the first systematic study of early-late cosmic evolution and acceleration in the framework of $f(T,\mathcal{L}_m)$ gravity, an extension of teleparallel theories coupling torsion with the matter Lagrangian. By incorporating the Big-Bang Nucleosynthesis (BBN) bound on the freeze-out temperature, we obtain a tight constraint on the inverse-torsion parameter, ensuring consistency with early-time physics. Employing Markov Chain Monte Carlo analyses with progressively richer observational datasets, CC, Union3, and SN22 supernovae, we constrain a well-motivated model and reconstruct key cosmological functions. The reconstructed Hubble and distance modulus functions show excellent agreement with the observations, confirming the observational viability of the model. The model successfully reproduces the observed late-time expansion history, yielding a transition from deceleration to acceleration through the deceleration parameter. The effective equation of state is found to remain negative throughout, with present values $w_0 > -1$, indicating a quintessence-like behavior rather than a cosmological constant or phantom regime. These results highlight the ability of $f(T,\mathcal{L}_m)$ gravity to mimic the concordance scenario while allowing controlled deviations in the expansion history. | 本稿では、我々の知る限り、物質ラグランジアンとねじれを結合するテレパラレル理論の拡張である$f(T,\mathcal{L}_m)$重力理論の枠組みにおける、初期・後期宇宙進化と加速に関する初の体系的な研究を提示する。 ビッグバン元素合成（BBN）による凍結温度の制約を取り入れることで、逆ねじれパラメータに厳密な制約を与え、初期宇宙の物理との整合性を確保する。 CC、Union3、SN22超新星といった、より豊富な観測データセットを用いたマルコフ連鎖モンテカルロ解析により、妥当なモデルを制約し、主要な宇宙論的関数を再構築する。 再構築されたハッブル定数と距離係数は観測結果と非常に良く一致しており、モデルの観測的妥当性を確認している。 このモデルは、観測された後期宇宙膨張史をうまく再現し、減速パラメータを介して減速から加速への遷移を示す。 有効状態方程式は全体を通して負の値を維持し、現在の値は $w_0 > -1$ であり、宇宙定数やファントム領域ではなく、クインテッセンスのような振る舞いを示している。 これらの結果は、$f(T,\mathcal{L}_m)$ 重力が、膨張履歴における制御された偏差を許容しながら、コンコーダンスシナリオを模倣できる能力を強調している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the quantum stability of a timelike topological wormhole with a simple geometry $M_2 \times S^2$, supported classically by anisotropic fluid. We compute the one-loop quantum backreaction generated by the vacuum fluctuations of a minimally coupled, massive scalar field propagating on the wormhole background. Using dimensional regularization we renormalize the one-loop energy-momentum tensor and identify the necessary gravitational counterterms. We then solve the semiclassical Einstein equations to linear order in $\hbar$ for both time-dependent and static metric {\it Ansätze}. Depending on the choice of finite counterterms, the quantum effects can induce either negative or positive angular pressure, which will tend to destabilize or stablize the wormhole, respectively. We also show that a classically traversable wormhole will remain traversable when the quantum backreaction is taken into account. It would be of interest to investigate whether these conclusions remain true when the equations of semiclassical gravity are self-consistently solved. | 我々は、単純な形状 $M_2 \times S^2$ を持ち、古典的には異方性流体によって支えられている時間的位相的ワームホールの量子安定性を調べる。 ワームホール背景を伝播する最小結合の質量スカラー場の真空揺らぎによって生成される1ループの量子反作用を計算する。 次元正則化を用いて、1ループのエネルギー運動量テンソルを正規化し、必要な重力反作用項を特定する。 次に、時間依存計量と静的計量の両方について、半古典的アインシュタイン方程式を $\hbar$ の線形順序まで解く。 有限反作用項の選択に依存して、量子効果は負または正の角圧を誘導することができ、それぞれワームホールを不安定化または安定化させる傾向がある。 また、古典的に通過可能なワームホールは、量子反作用を考慮しても通過可能のままであることを示す。 半古典的重力方程式を自己無矛盾に解いたときにもこれらの結論が正しいかどうかを調査することは興味深いでしょう。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Fracton phases are new types of phases of matter characterized by subsystem global symmetry, which is a generalized global symmetry whose symmetry operator is partially topological. Their continuum low-energy effective descriptions admit two different formulations: an exotic quantum field theory (QFT) using exotic tensor gauge fields, and a foliated QFT constructed from a foliation structure and foliated gauge fields. For certain fracton QFTs, these two descriptions are equivalent, which is called the foliated-exotic duality. In this dissertation, we extend the foliated-exotic duality by combining it with the anomaly inflow mechanism for 't Hooft anomalies of subsystem symmetries. This dissertation has two main results. First, we discuss the exotic and foliated $BF$ theories in 2+1 dimensions, which exhibit the mixed 't Hooft anomaly of $\mathbb{Z}_N \times \mathbb{Z}_N$ subsystem symmetry. This anomaly is captured by a subsystem symmetry-protected topological (SSPT) phase for $\mathbb{Z}_N \times \mathbb{Z}_N$ subsystem symmetry in one dimension higher. By extending the foliated-exotic duality in the fractonic $BF$ theory to the SSPT phase, we establish the field correspondences in the SSPT phase and construct the foliated description of the SSPT phase. Second, we discuss the exotic $φ$-theory in 2+1 dimensions -- a fractonic gapless scalar field theory, which has the 't Hooft anomaly of $U(1) \times U(1)$ subsystem symmetry. The anomaly is captured by an SSPT phase for $U(1) \times U(1)$ subsystem symmetry in 3+1 dimensions via the anomaly inflow mechanism. Extending the foliated-exotic duality to the $φ$-theory, we establish field correspondences in the $φ$-theory and construct the foliated $φ$-theory that is equivalent to the exotic $φ$-theory. This provides the first example of the foliated-exotic duality in gapless theories. | フラクトン相は、部分系大域対称性（対称性演算子が部分的に位相的である一般化された大域対称性）を特徴とする新しいタイプの物質相である。 その連続低エネルギー有効記述には、2つの異なる定式化が可能である。 すなわち、エキゾチックなテンソルゲージ場を用いるエキゾチック量子場理論（QFT）と、葉理構造と葉理ゲージ場から構成される葉理QFTである。 特定のフラクトンQFTに対しては、これら2つの記述は等価であり、葉理-エキゾチック双対性と呼ばれる。 本論文では、葉理-エキゾチック双対性を拡張し、部分系対称性のトホーフト異常に対する異常流入機構と組み合わせる。 本論文は主に2つの成果を挙げている。 まず、2+1次元のエキゾチックかつ葉柄のある$BF$理論について議論する。 これらは、$\mathbb{Z}_N \times \mathbb{Z}_N$部分系対称性の混合'tフーフト異常を示す。 この異常は、1次元高い$\mathbb{Z}_N \times \mathbb{Z}_N$部分系対称性に対する部分系対称性保護位相的(SSPT)位相によって捉えられる。 フラクトン$BF$理論の葉柄のある-エキゾチック双対性をSSPT位相に拡張することにより、SSPT位相における場の対応を確立し、SSPT位相の葉柄のある記述を構築する。 次に、2+1次元のエキゾチック$φ$理論、すなわち$U(1) \times U(1)$部分系対称性の'tフーフト異常を示すフラクトンギャップレススカラー場の理論について議論する。 この異常性は、異常流入機構を介して、3+1次元における$U(1) \times U(1)$系対称性のSSPT位相によって捉えられる。 葉状-エキゾチック双対性を$φ$理論に拡張し、$φ$理論における場の対応を確立し、エキゾチック$φ$理論と等価な葉状-エキゾチック双対性の最初の例を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| By employing the gradient flow exact renormalization group (GFERG), we study the renormalization group (RG) flow of a manifestly gauge or BRST invariant non-perturbative ansatz of the 1PI Wilson action in quantum electrodynamics. The gauge invariance of the Wilson action is \emph{exactly\/} preserved under the RG flow. We explicitly solve the GFERG equation in the leading and partially the next to leading orders of the large $N_f$ approximation, where $N_f$ is the number of flavors. We obtain gauge invariant critical exponents and the gauge invariant 1PI Wilson action at an infrared (IR) fixed point for~$D<4$, where $D$ is the spacetime dimension. | 勾配流厳密繰り込み群 (GFERG) を用いることで、量子電磁力学における 1PI ウィルソン作用の明らかにゲージ不変または BRST 不変な非摂動的仮説の繰り込み群 (RG) フローを研究する。 ウィルソン作用のゲージ不変性は RG フローの下で厳密に保存される。 我々は、フレーバーの数 $N_f$ が大きい $N_f$ 近似の主要項と部分的に次主要項で GFERG 方程式を明示的に解く。 時空次元 $D$ が ~$D<4$ の場合、赤外 (IR) 固定点におけるゲージ不変な臨界指数とゲージ不変な 1PI ウィルソン作用を得る。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We employ the Basis Light-Front Quantization (BLFQ) framework to compute the leading-twist (twist-2) and subleading-twist (twist-3) transverse-momentum-dependent parton distribution functions (TMDs) of the kaon. The light-front wave functions are obtained by diagonalizing a light-front QCD Hamiltonian that includes quark-antiquark (|q\bar{q}\rangle) and quark-antiquark-gluon (|q\bar{q}g\rangle) Fock components together with a three-dimensional confinement. Using the QCD equations of motion, the twist-3 TMDs are decomposed into twist-2 constributions and genuine twist-3 terms, the latter encoding quark-quark-gluon correlations beyond the probabilistic picture. These genuine twist-3 constributions arise from the interference between the |q\bar{q}\rangle and |q\bar{q}g\rangle sectors, which are usually negelected in the Wandzura-Wilczek approximation. This work provides the first theoretical predictions of kaon subleading-twist TMDs that explicitly account for Fock-sector interference. In addition, we present results for the kaon's twist-2 and twist-3 collinear parton distribution functions (PDFs). The twist-2 PDFs are found to be in good agreement with the recent global analysis by the JAM collaboration. | 我々は、基底光フロント量子化（BLFQ）フレームワークを用いて、カオンの主ツイスト（ツイスト2）および副主ツイスト（ツイスト3）横運動量依存パートン分布関数（TMD）を計算する。 光フロント波動関数は、クォーク-反クォーク（|q\bar{q}\rangle）およびクォーク-反クォーク-グルーオン（|q\bar{q}g\rangle）フォック成分と3次元閉じ込めを含む光フロントQCDハミルトニアンを対角化することによって得られる。 QCD運動方程式を用いて、ツイスト3 TMDはツイスト2寄与と真のツイスト3項に分解され、後者は確率的描像を超えたクォーク-クォーク-グルーオン相関を符号化する。 これらの真のツイスト3寄与は、通常Wandzura-Wilczek近似では無視される|q\bar{q}\rangleセクターと|q\bar{q}g\rangleセクター間の干渉から生じます。 この研究は、Fockセクター干渉を明示的に考慮したカオンのサブリーディングツイストTMDの最初の理論的予測を提供します。 さらに、カオンのツイスト2およびツイスト3共線パートン分布関数（PDF）の結果を示します。 ツイスト2 PDFは、JAMコラボレーションによる最近のグローバル解析とよく一致することがわかりました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We prove that autoparallel curves associated with a torsion-free but not necessarily metric-compatible affine connection can be derived from an action principle. We explicitly construct the action functional and show by standard variational techniques that it produces the desired equations. Our analysis is based on systematically solving the inverse problem of the calculus of variation and the associated Helmholtz conditions. This demonstrates that the dynamics of autoparallels admit a consistent variational formulation even in the presence of non-metricity. Our results provide a variational framework for particle motion in metric-affine geometries and thereby contribute to the mathematical foundations of the geodesic principle in relativistic gravity. | ねじれのない、しかし必ずしも計量に適合するとは限らないアフィン接続に関連する自己平行曲線は、作用原理から導出できることを証明する。 我々は作用汎関数を明示的に構築し、標準的な変分法を用いて、それが所望の方程式を生成することを示す。 我々の解析は、変分法の逆問題とそれに関連するヘルムホルツ条件を体系的に解くことに基づいている。 これにより、自己平行曲線のダイナミクスは、非計量性が存在する場合でも、一貫した変分定式化を許容することが示される。 我々の結果は、計量アフィン幾何学における粒子運動の変分フレームワークを提供し、それによって相対論的重力における測地線原理の数学的基礎に貢献する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Thermodynamic geometry provides a powerful framework for probing the microscopic structure of thermodynamic systems. Among its formulations, Geometrothermodynamics (GTD) has been widely applied to black hole thermodynamics, owing to its Legendre-invariant construction. However, recent work has shown that conventional GTD metrics fail to encode essential physical boundaries of thermodynamic phase space. By modifying the conventional metric structure, three new GTD metrics were previously introduced, which successfully capture these boundaries in regular spacetime. Whether such modified metrics remain viable in different spacetime backgrounds and under changes of thermodynamic ensemble has remained an open question. In this work, I address this issue by investigating the behavior of modified GTD metrics in AdS spacetime and across different thermodynamic ensembles in the framework of Bardeen AdS black hole. An analysis of thermodynamic geodesics demonstrates that the modified GTD metrics consistently respect physical boundaries of the phase space, in contrast to conventional GTD metrics. This behavior is preserved in AdS spacetime and under Legendre transformations, establishing the robustness and universality of the modified GTD framework. | 熱力学幾何学は、熱力学系の微視的構造を調査するための強力な枠組みを提供する。 その定式化の中でも、幾何熱力学（GTD）は、ルジャンドル不変な構成のため、ブラックホールの熱力学に広く応用されてきた。 しかし、最近の研究では、従来のGTD計量では熱力学的位相空間の本質的な物理的境界を符号化できないことが示されている。 従来の計量構造を修正することで、3つの新しいGTD計量が以前に導入され、通常の時空でこれらの境界をうまく捉えている。 このような修正された計量が、異なる時空背景や熱力学的アンサンブルの変化の下でも有効であるかどうかは、未解決の問題として残されている。 本研究では、バーディーンAdSブラックホールの枠組みで、AdS時空および異なる熱力学的アンサンブルにおける修正GTD計量の挙動を調査することにより、この問題に取り組む。 熱力学的測地線の解析により、修正GTD計量は、従来のGTD計量とは対照的に、位相空間の物理的境界を一貫して尊重することが示される。 この挙動はAdS時空およびルジャンドル変換の下でも維持され、修正GTDフレームワークの堅牢性と普遍性を確立する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| ArXiv:2508.17898 proposed the booklet wormhole as the holographic dual of the GHZ state. This paper extends the investigation into this geometry, particularly focusing on the junction conditions for matter fields. We show that the symmetry of the GHZ state requires the bulk to admit special Killing vector fields that standard manifolds cannot realize. Moreover, these bulk symmetries require unprecedented quantum non-local junction conditions at the multi-way interface: Observers entering from different horizons will perceive different states inside the wormhole, where the junction conditions appear as constraints on the observables of different sets of observers. We finally discuss how to render booklet wormholes traversable via boundary deformations. A localized wave packet injected from one page generally evolves into a non-local mixed state on each remaining page, with the information encoded in the entanglement between different pages. | ArXiv:2508.17898 は、GHZ 状態のホログラフィック双対としてブックレットワームホールを提案しました。 本論文では、この幾何学の研究を拡張し、特に物質場の接合条件に焦点を当てます。 GHZ 状態の対称性により、バルクは標準的な多様体では実現できない特別なキリングベクトル場を許容する必要があることを示します。 さらに、これらのバルク対称性により、マルチウェイインターフェースで前例のない量子非局所接合条件が必要になります。 異なる地平線から入ってくる観測者は、ワームホール内部で異なる状態を知覚し、接合条件は異なる観測者セットの観測量に対する制約として現れます。 最後に、境界変形によってブックレットワームホールを通過可能にする方法について議論します。 1 つのページから注入された局所化された波束は、一般的に残りの各ページで非局所混合状態に進化し、情報は異なるページ間のエンタングルメントに符号化されます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We develop a systematic framework to quantify irreversibility in scalar Model A field theories with a generic non-Hermitian term driving the dynamics. Using the stochastic path-integral formalism, we perform a controlled small-noise expansion, allowing the computation of the entropy production rate (EPR) and violations of the fluctuation-dissipation theorem (FDT). We show that the local EPR is entirely determined by the anti-Hermitian part of the linearised Langevin equation. Around steady states, the non-Hermitian component produces linear corrections to FDT violations and contributes quadratically to the EPR. As an illustration of the applicability of our approach, we analyse a minimal non-Hermitian extension of the Ginzburg-Landau $ψ^4$ theory describing a non-reciprocal Ising model at coarse-grained scales, for which we obtain explicit expressions of the local EPR, showing that it localises at interfaces in non-uniform states. Our results provide a general characterisation of TRS breaking in non-Hermitian scalar field theories. | 我々は、一般的な非エルミート項がダイナミクスを駆動するスカラーモデルA場の理論における不可逆性を定量化するための体系的な枠組みを構築する。 確率的経路積分形式を用いて、制御された微小ノイズ展開を行い、エントロピー生成率（EPR）と揺らぎ散逸定理（FDT）の破れを計算する。 局所EPRは、線形化ランジュバン方程式の反エルミート部分によって完全に決定されることを示す。 定常状態付近では、非エルミート成分はFDT破れに対する線形補正をもたらし、EPRに二次関数的に寄与する。 我々のアプローチの適用可能性を示す例として、粗視化スケールにおける非相反イジング模型を記述するギンツブルグ-ランダウ$ψ^4$理論の極小非エルミート拡張を解析する。 この拡張に対して局所EPRの明示的な表現が得られ、EPRが非一様状態の界面に局在することを示す。 我々の結果は、非エルミートスカラー場の理論におけるTRSの破れの一般的な特徴付けを与える。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We formulate an analogue transverse first law for general closed marginally trapped surfaces in arbitrary spacetimes. The construction is intrinsically quasi-local and is attached directly to an individual marginally trapped surface, rather than to a preferred horizon worldtube. Taking the Hawking energy as the internal energy and an invariant effective surface gravity associated with the marginally trapped surface as the quantity controlling the thermal term, we derive a balance law in which the variation of energy splits into a generalized heat contribution and a total work contribution. In this way, the resulting law provides a codimension-two, transverse counterpart to existing horizon-based formulations of black-hole thermodynamics. We show that the formalism reproduces the expected results for round spheres in spherically symmetric spacetimes. We then examine semiclassical equilibrium and evaporating regimes, and extend the analysis to non-spherically symmetric marginally trapped surfaces in Kerr. These examples indicate that the framework remains applicable in situations where a horizon-based treatment is either nonunique or technically cumbersome, and suggest that closed marginally trapped surfaces provide a natural arena for a genuinely quasi-local thermodynamics of black holes. | 任意の時空における一般的な閉じた境界捕捉面に対するアナログ横断第一法則を定式化する。 この構成は本質的に準局所的であり、特定の地平線ワールドチューブではなく、個々の境界捕捉面に直接付随する。 ホーキングエネルギーを内部エネルギーとし、境界捕捉面に関連付けられた不変有効表面重力を熱項を制御する量とすると、エネルギーの変化が一般化された熱寄与と全仕事寄与に分割される平衡法則が得られる。 このようにして得られた法則は、既存の地平線ベースのブラックホール熱力学の定式化に対する余次元２の横断的対応物を提供する。 この形式が球対称時空における球体に対して期待される結果を再現することを示す。 次に、半古典的平衡状態と蒸発状態を調べ、解析をカー空間における非球対称境界捕捉面に拡張する。 これらの例は、地平線に基づく処理が一意でない場合や技術的に煩雑な場合にも、この枠組みが適用可能であることを示しており、閉じた境界捕捉面がブラックホールの真に準局所的な熱力学のための自然な場を提供することを示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Spatially varying near-horizon fluctuations of temperature of a Schwarzschild Black Hole is considered within the Euclidean Gravity approach. We present evidence that suggests that such fluctuations in temperature are closely related with the near-horizon supertranslations of a Black Hole. This allows one to express the temperature-dependent corrections to the near-horizon part of the Euclidean gravity action or Free energy in terms of polynomial functionals of a near-horizon supertranslation for all orders. The leading order term turns out to be proportional to the near-horizon supertranslation charge. We also show that this same term results from a microscopic state counting of the near-horizon field with the constraint of near-horizon supertranslation symmetry imposed. The constructed near-horizon partition function provides a physically appealing intuitive description of the low-energy part of horizon physics as a sum over all possible near-horizon supertranslations. This suggests a dual description of near-horizon physics in terms of alternate variables. The implications of these results are briefly discussed. | シュワルツシルトブラックホールの空間的に変化する地平線近傍温度変動は、ユークリッド重力アプローチの枠組みの中で考察される。 我々は、このような温度変動がブラックホールの地平線近傍超移動と密接に関連していることを示唆する証拠を提示する。 これにより、ユークリッド重力作用または自由エネルギーの地平線近傍部分に対する温度依存補正を、あらゆる次数における地平線近傍超移動の多項式汎関数で表現することが可能になる。 主要次数の項は、地平線近傍超移動電荷に比例することが判明した。 また、この項は、地平線近傍超移動対称性の制約を課した上で、地平線近傍場の微視的状態を数えることによって得られることも示す。 構築された地平線近傍分配関数は、地平線物理の低エネルギー部分を、あらゆる可能な地平線近傍超移動の総和として、物理的に魅力的で直感的な記述を提供する。 これは、交互変数による地平線近傍物理の双対記述を示唆する。 これらの結果の意味について簡単に説明します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We start a systematic investigation of the one-loop mass corrections to (super-)string massive higher-spin states. While the imaginary part of the relevant amplitudes are finite, being related to the width of the decay of the states into two lower-mass states at tree level, the real part is generally IR-divergent and needs regularization and renormalization. We mostly focus on states of the first Regge trajectory in the NS-NS sector of Type-II string theories. We explicitly derive a closed-form expression for the integral over the insertion point, relying on properties of elliptic functions and lattice sums. We then regularize the IR divergent integral over the modular parameter of the torus, applying the $i\varepsilon$-prescription in string theory. As a result we compute the desired mass corrections up to level $N = 10$ and analyze their behavior at increasing $N$. Finally, we speculate on the existence of mixing among lower-spin states and conjecture that the one-loop mass matrix be governed by some random matrix theory. | 我々は、(超)弦の質量を持つ高スピン状態に対する1ループ質量補正の体系的な調査を開始する。 関連する振幅の虚部は有限であり、ツリーレベルでの状態の2つの低質量状態への崩壊幅に関連しているが、実部は一般にIR発散するため、正則化と繰り込みが必要となる。 我々は主に、タイプII弦理論のNS-NSセクターにおける最初のレッジ軌道の状態に焦点を当てる。 我々は、楕円関数と格子和の性質を利用して、挿入点上の積分の閉形式表現を明示的に導出する。 次に、弦理論における$i\varepsilon$処方を適用して、トーラスのモジュラーパラメータ上のIR発散積分を正則化する。 その結果、レベル$N = 10$までの所望の質量補正を計算し、$N$の増加に伴うそれらの振る舞いを分析する。 最後に、低スピン状態間の混合の存在について考察し、1ループ質量行列が何らかのランダム行列理論によって支配されると推測する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the geodesic structure, shadow, thermodynamics, and Hawking radiation from a dyonic ModMax black hole in Kalb-Ramond gravity with a cloud of strings. The combined presence of ModMax nonlinear electrodynamics, the Lorentz-violating Kalb-Ramond background, and the string cloud breaks asymptotic flatness and introduces a global conical deficit that modifies all observables through a single geometric prefactor. We derive analytic expressions for the photon sphere, critical impact parameter, and shadow radius, and show that the shadow size depends on both the non-flat asymptotics and the ModMax screening of the dyonic charge. For massive test particles, we determine the innermost stable circular orbit and the accretion efficiency as functions of all model parameters. We also establish the first law of black hole thermodynamics and the generalized Smarr relation for this solution, identify a Hawking-Page-type phase transition in the specific heat, and compute the spectral energy emission rate, which we show is directly governed by the shadow radius in the geometric-optics limit. Our results demonstrate that the interplay of these three ingredients produces a phenomenology observationally distinguishable from standard Reissner-Nordström black holes. | カルブ・ラモンド重力における弦雲を伴うダイオンModMaxブラックホールの測地線構造、影、熱力学、およびホーキング放射を調査する。 ModMax非線形電気力学、ローレンツ対称性を破るカルブ・ラモンド背景、および弦雲が組み合わさることで漸近的な平坦性が破れ、単一の幾何学的係数によってすべての観測量を変化させるグローバルな円錐欠損が生じる。 光子球、臨界衝突パラメータ、および影半径の解析的表現を導出し、影のサイズが非平坦な漸近性とダイオン電荷のModMax遮蔽の両方に依存することを示す。 質量のあるテスト粒子については、最も内側の安定円軌道と降着効率をすべてのモデルパラメータの関数として決定する。 また、この解に対してブラックホール熱力学の第一法則と一般化されたスマール関係を確立し、比熱におけるホーキング・ページ型の相転移を特定し、スペクトルエネルギー放出率を計算しました。 この放出率は幾何光学の極限において影の半径によって直接支配されることを示します。 私たちの結果は、これら3つの要素の相互作用が、標準的なライスナー・ノルドシュトロムブラックホールとは観測的に区別できる現象を生み出すことを示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Our recent paper~\cite{FST} with Claudia Scheimbauer uses the cobordism hypothesis to construct fully local Chern-Simons theories. Here we expose some physics motivations: Yang-Mills plus Chern-Simons in the bosonic case and the free Majorana-Weyl spinor field in the fermionic case. We also give expositions of tangential structures and invertible field theories, in particular the 'gravitational Chern-Simons theory' used by Witten to obtain topological field theories from the physical theories. | クラウディア・シャイムバウアーと共同執筆した最近の論文~\cite{FST}では、コボルディズム仮説を用いて完全局所チャーン＝サイモンズ理論を構築しました。 本論文では、ボソン場におけるヤン＝ミルズ場とチャーン＝サイモンズ場、フェルミオン場における自由マヨラナ＝ワイルスピノル場といった、いくつかの物理的動機を明らかにします。 また、接線構造と可逆場の理論、特にウィッテンが物理理論から位相的場の理論を導くために用いた「重力チャーン＝サイモンズ理論」についても解説します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Efficient low-energy state preparation is a key objective in quantum computation and quantum simulation. Quantum imaginary-time evolution replaces real-time dynamics with imaginary-time dynamics, exponentially suppressing higher-energy eigenstates. We introduce deterministic unitary protocols that approximate imaginary-time evolution for ground-state preparation. The protocols require multiple copies of the system, real-time evolution under the system Hamiltonian, and controlled-SWAP operations (or more general SWAP-generated unitaries). We analyze two concrete circuit families: a tree architecture with provable polynomial-in-depth convergence but rapidly growing width, and a compact "hedge" architecture that achieves comparable accuracy with only polynomial width in a heuristic construction supported by numerics. We provide numerical evidence that mid-circuit post-selection can accelerate convergence with practical success probabilities. Separately, we demonstrate that circuit volume can be traded for the shot complexity of post-circuit observable estimation in the ground-state preparation setting. We outline concrete implementation of platform-specific routes, where multi-copy registers and SWAP-mediated couplings are natural, thereby illustrating how these hybrid analog-digital circuits can complement existing state-preparation methods in the near term. | 効率的な低エネルギー状態の準備は、量子計算と量子シミュレーションにおける重要な目標です。 量子虚時間発展は、実時間ダイナミクスを虚時間ダイナミクスに置き換え、高エネルギー固有状態を指数関数的に抑制します。 本稿では、基底状態準備のための虚時間発展を近似する決定論的ユニタリプロトコルを紹介します。 このプロトコルには、システムの複数のコピー、システムハミルトニアンの下での実時間発展、および制御されたSWAP操作（またはより一般的なSWAP生成ユニタリ）が必要です。 具体的な回路ファミリーを2つ分析します。 1つは、深度で多項式収束が証明できるものの、幅が急速に増加するツリーアーキテクチャ、もう1つは、数値計算によって裏付けられたヒューリスティックな構成で、多項式幅のみで同等の精度を達成するコンパクトな「ヘッジ」アーキテクチャです。 回路の中間での事後選択が、実用的な成功確率で収束を加速できることを示す数値的証拠を提供します。 また、基底状態準備設定において、回路の体積と回路後の観測可能量推定のショット複雑性をトレードオフできることを示します。 マルチコピーレジスタとSWAPを介した結合が自然に採用されるプラットフォーム固有の経路の具体的な実装方法を概説し、これらのハイブリッドアナログ・デジタル回路が近い将来、既存の状態準備手法をどのように補完できるかを示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper we analyze the phases that dominate the microcanonical ensemble at various energies in the D1-D5 CFT, which is dual to type II string theory on $AdS_3 \times S^3\times T^4$. We focus on black hole solutions, and on the dependence of the phase structure on the ratio of the size of the torus to the AdS scale; as small localized black holes (with horizon topology $S^8$) grow, they can start to fill the $S^3$ or the $T^4$ or both, and we analyze the general aspects of the transitions between the various phases of uniform and non-uniform black holes, incorporating known solutions and discussing the properties of additional unknown solutions. Some features of the transitions between these phases are similar to higher dimensional AdS spaces, while other features are different. We provide evidence that when the torus is much larger than the AdS radius, there is a large range of energies where the typical states are a novel phase, described by a lattice (in the $T^4$ directions) of black holes with horizon topology $S^5\times S^3$. In this phase the entropy is linear in the energy, with a coefficient that is of order the AdS radius. | 本論文では、$AdS_3 \times S^3\times T^4$ 上のタイプ II 弦理論と双対である D1-D5 CFT のさまざまなエネルギーにおけるミクロカノニカル アンサンブルを支配する位相を解析します。 ブラックホール解と、位相構造がトーラスのサイズと AdS スケールの比に依存する点に焦点を当てます。 小さな局所的なブラックホール (地平線トポロジー $S^8$ を持つ) が成長すると、$S^3$ または $T^4$ またはその両方を満たし始める可能性があり、既知の解を取り入れ、追加の未知の解の特性を議論しながら、均一ブラックホールと非均一ブラックホールのさまざまな位相間の遷移の一般的な側面を解析します。 これらの位相間の遷移のいくつかの特徴は、高次元 AdS 空間と似ていますが、他の特徴は異なります。 トーラスがAdS半径よりもはるかに大きい場合、典型的な状態が新しい相となるエネルギー範囲が広く存在し、その相は、事象の地平線トポロジーがS^5\times S^3であるブラックホールの格子（T^4方向）によって記述されることを示す証拠を提供する。 この相では、エントロピーはエネルギーに対して線形であり、その係数はAdS半径と同程度である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Motivated by their role in non-perturbative potentials in string theory, we study divisors in effective cones of Calabi-Yau threefolds. We give examples of geometries for which some divisor classes in the effective cone are not themselves effective: i.e., they have no global sections. We call these non-holomorphic divisor classes "holes," and characterize their behavior in an ensemble of toric hypersurface Calabi-Yau threefolds. We prove some necessary and sufficient conditions for the existence of holes, show consequences of holes that follow from the minimal model program, and demonstrate that a class of holes come in semigroups (with this class conjectured to constitute all holes). Furthermore, we provide moduli-dependent bounds on the volumes of four-cycles representing holes. | 弦理論における非摂動ポテンシャルでの役割に着想を得て、カラビ・ヤウ3次元多様体の有効錐における因子を研究する。 有効錐内の因子クラスの中には、それ自体が有効でないもの、すなわち大域的な切断を持たないものがある幾何学の例を示す。 これらの非正則因子クラスを「穴」と呼び、トーリック超曲面カラビ・ヤウ3次元多様体の集合におけるそれらの振る舞いを特徴づける。 穴の存在に必要な条件と十分条件をいくつか証明し、最小モデルプログラムから導かれる穴の結果を示し、ある種の穴が半群に含まれることを示す（このクラスがすべての穴を構成すると推測される）。 さらに、穴を表す4サイクルの体積に対するモジュライ依存の境界を与える。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Integrability conditions on local Hamiltonians for one-dimensional quantum systems to be free and interacting fermions are introduced. The definition of free fermion is the simultaneous satisfaction of the Yang-Baxter equation and Shastry's decorated star-triangle relation by the $R$-matrix, which is more general than the previous `free-fermion algebra' by Maassarani and more special than free fermions as in the context of exactly solvable quantum models or integrable classical two-dimensional vertex models dual to quantum spin chains. Free fermionic $R$-matrices are of the difference form and have a conjugation symmetry. These free Hamiltonians may sometimes be deformed by the conjugation operator to describe an integrable interacting system with non-relativistic $R$-matrices, as are the cases of the Hubbard model and the XY model in a longitudinal field. A further criterion is obtain on precisely when such deformations remain integrable. A practical procedure is proposed to iteratively solve the free fermionic $R$-matrices from local Hamiltonians, which can be used to construct non-relativistic $R$-matrices if the conditions are met. | 自由フェルミオンと相互作用フェルミオンが一次元量子系に存在するための局所ハミルトニアンの積分可能性条件が導入される。 自由フェルミオンの定義は、$R$行列がヤン・バクスター方程式とシャストリーの装飾星三角形関係を同時に満たすことであり、これはマアサラニによる以前の「自由フェルミオン代数」よりも一般的であり、厳密に解ける量子モデルや量子スピン鎖に双対な積分可能な古典的二次元頂点モデルの文脈における自由フェルミオンよりも特殊である。 自由フェルミオン$R$行列は差分形式であり、共役対称性を持つ。 これらの自由ハミルトニアンは、ハバードモデルや縦方向場におけるXYモデルの場合のように、非相対論的$R$行列を持つ積分可能な相互作用系を記述するために、共役演算子によって変形されることがある。 このような変形が積分可能となる正確な条件に関するさらなる基準が得られる。 局所ハミルトニアンから自由フェルミオン$R$行列を反復的に解くための実用的な手順が提案されており、条件が満たされれば、非相対論的$R$行列を構築するために使用できる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a new self-supervised machine learning approach for symbolic simplification of complex mathematical expressions. Training data is generated by scrambling simple expressions and recording the inverse operations, creating oracle trajectories that provide both goal states and explicit paths to reach them. A permutation-equivariant, transformer-based policy network is then trained on this data step-wise to predict the oracle action given the input expression. We demonstrate this approach on two problems in high-energy physics: dilogarithm reduction and spinor-helicity scattering amplitude simplification. In both cases, our trained policy network achieves near perfect solve rates across a wide range of difficulty levels, substantially outperforming prior approaches based on reinforcement learning and end-to-end regression. When combined with contrastive grouping and beam search, our model achieves a 100\% full simplification rate on a representative selection of 5-point gluon tree-level amplitudes in Yang-Mills theory, including expressions with over 200 initial terms. | 本稿では、複雑な数式を記号的に簡略化するための、新しい自己教師あり機械学習手法を提案する。 訓練データは、単純な数式をシャッフルし、その逆演算を記録することで生成され、目標状態とそこに至る明示的な経路の両方を提供するオラクル軌跡を作成する。 次に、このデータを用いて、入力された数式に基づいてオラクルの行動を予測する、順列不変なトランスフォーマーベースのポリシーネットワークを段階的に訓練する。 本手法を、高エネルギー物理学における2つの問題、すなわち対数分解とスピノルヘリシティ散乱振幅の簡略化に適用して実証する。 どちらの場合も、訓練されたポリシーネットワークは、幅広い難易度レベルにおいてほぼ完璧な解決率を達成し、強化学習やエンドツーエンド回帰に基づく従来の手法を大幅に上回る性能を示した。 対照的グループ化とビームサーチを組み合わせることで、私たちのモデルは、200を超える初期項を持つ式を含む、ヤン・ミルズ理論における代表的な5点グルーオンツリーレベル振幅の選択において、100%の完全簡略化率を達成します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We derive universal scaling relations for the low-energy effective action of string theory, connecting the vacuum energy and gauge couplings to higher-derivative Wilson coefficients. At one-loop in string perturbation theory, these generic parametric relations follow from modular and conformal invariance of the worldsheet, independently of the specific low-energy phase of the theory, and they become non-trivial in species limits. As a result, we substantially strengthen our previous case for the emergent string conjecture and connect UV/IR mixing to swampland principles. We argue that our results persist to higher loops, hinting at a pathway to study strong couplings using dualities. Further accounting for open-string contributions, if any, our results lead to parametric inequalities which reproduce holographic bounds and support the magnetic weak-gravity conjecture and the dark dimension scenario. | 弦理論の低エネルギー有効作用に対する普遍的なスケーリング関係を導出し、真空エネルギーとゲージ結合を高階微分ウィルソン係数に結びつけます。 弦摂動論の1ループでは、これらの一般的なパラメトリック関係は、理論の特定の低エネルギー相とは無関係に、ワールドシートのモジュラー不変性と共形不変性から導かれ、種極限では非自明になります。 その結果、我々は創発弦予想に関する以前の主張を大幅に強化し、UV/IR混合をスワンプランド原理に結びつけます。 我々の結果は高ループまで持続し、双対性を用いて強い結合を研究する道筋を示唆していると主張します。 さらに、開弦の寄与（もしあれば）を考慮すると、我々の結果はホログラフィック境界を再現し、磁気弱重力予想とダークディメンションシナリオを支持するパラメトリック不等式につながります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the asymptotic behavior of Kaluza-Klein (KK) towers in warped compactifications to Minkowski space. Focusing on the overall decompactification limit, we derive the scaling of KK masses at large KK momentum for scalar fluctuations in lower-dimensional Planck units. In codimension-one warped backgrounds sourced by a higher-dimensional exponential potential, we solve explicitly for the internal profiles and obtain a closed expression for the exponential mass decay rate $λ_{\rm KK}$ of the tower in terms of the moduli space distance. We find that warping reduces $λ_{\rm KK}$ relative to the unwarped case, in such a way that sufficiently strong warping could in principle violate the Sharpened Distance Conjecture bound. Remarkably, this sharpened bound is still satisfied precisely when the higher-dimensional potential obeys the condition forbidding asymptotic accelerated expansion, establishing a direct link between the Sharpened Distance Conjecture and the Strong de Sitter condition in one higher dimension. We also argue that for higher-codimension warped backgrounds the asymptotic KK scaling remains unmodified. | ミンコフスキー空間へのワープコンパクト化におけるカルツァ＝クライン（KK）タワーの漸近挙動を調査する。 全体的なデコンパクト化極限に焦点を当て、低次元プランク単位のスカラーゆらぎに対するKK運動量が大きい場合のKK質量のスケーリングを導出する。 高次元指数ポテンシャルによって生成される余次元1のワープ背景において、内部プロファイルを明示的に解き、モジュライ空間距離を用いてタワーの指数質量減衰率$λ_{\rm KK}$の閉じた式を得る。 ワープによって$λ_{\rm KK}$がワープされていない場合に比べて減少することがわかり、十分に強いワープは原理的にシャープ化距離予想の限界を破る可能性がある。 驚くべきことに、この厳密化された境界は、高次元ポテンシャルが漸近加速膨張を禁じる条件を満たす場合に正確に満たされ、厳密化された距離予想と1次元高次元における強いド・ジッター条件との間に直接的な関連性を確立する。 また、高次元のワープ背景においても、漸近的なKKスケーリングは変化しないことも主張する。 |