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| Original Text | 日本語訳 |
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| Collisions of ultra-relativistic bubbles during cosmological phase transitions can produce particles much heavier than the transition scale. Previous analyses modelled this process as the off-shell decay of the scalar background. We show that its results parametrically overestimate hard particle production and depend on the gauge choice and the coordinate choice in field space. We propose an alternative formalism, analogous to the partonic description of high-energy collisions. In the ultra-relativistic limit, the colliding bubbles undergo nearly free passage and hard production arises from on-shell scatterings among the quanta constituting the Lorentz-contracted walls. We apply this approach to heavy scalar, fermion, and vector particle production, and study the implications for dark matter, leptogenesis, graviton production and primordial gravitational waves. | 宇宙論的相転移中の超相対論的バブルの衝突は、相転移スケールよりもはるかに重い粒子を生成する可能性がある。 これまでの解析では、この過程をスカラー背景のオフシェル崩壊としてモデル化していた。 我々は、その結果が硬粒子生成をパラメトリックに過大評価しており、ゲージ選択と場空間における座標選択に依存することを示す。 我々は、高エネルギー衝突のパートン記述に類似した代替形式を提案する。 超相対論的極限では、衝突するバブルはほぼ自由通過し、硬粒子生成はローレンツ収縮壁を構成する量子間のオンシェル散乱から生じる。 我々はこのアプローチを重いスカラー粒子、フェルミオン粒子、ベクトル粒子の生成に適用し、暗黒物質、レプトジェネシス、重力子生成、および原始重力波への影響を研究する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Deep thermalisation characterises the emergence of universal quantum state ensembles on subsystems due to projective measurements on their complement. We study the notion of locality, or lack thereof, in this phenomenon by considering a subsystem partitioned into two disjoint subregions which remain causally disconnected at all times under unitary dynamics. We show that the onset of deep thermalisation in this geometry is fundamentally bounded by measurement-induced entanglement teleportation between the subregions. While measurements on the environment generate entanglement across the disconnected partitions -- suggesting an apparent non-locality -- we demonstrate that generic locally interacting systems exhibit an emergent locality. Specifically, the timescales for both deep thermalisation and entanglement teleportation scale logarithmically with the distance separating the subregions. Exceptions to this include special circuits where the randomness of the measurement outcomes is perfectly transmitted to the ensemble of states of the subsystem, conditioned on the outcomes; in such cases the timescale for deep thermalisation is finite leading to genuine non-locality. | 深熱化は、補集合に対する射影測定によって部分系上に普遍的な量子状態アンサンブルが出現することを特徴づける。 我々は、ユニタリダイナミクスの下で常に因果的に切断されたままの、互いに素な 2 つのサブ領域に分割された部分系を考えることによって、この現象における局所性の概念、あるいはその欠如を研究する。 我々は、この幾何学における深熱化の開始は、サブ領域間の測定によって誘発されるエンタングルメントテレポーテーションによって根本的に制限されることを示す。 環境に対する測定は、切断された分割を横断してエンタングルメントを生成する（見かけ上の非局所性を示唆する）一方で、我々は、一般的な局所的に相互作用するシステムが出現的な局所性を示すことを示す。 具体的には、深熱化とエンタングルメントテレポーテーションの両方の時間スケールは、サブ領域を隔てる距離に対して対数的にスケーリングする。 これには、測定結果のランダム性が、結果に条件付けられた部分系の状態のアンサンブルに完全に伝達される特殊な回路が含まれる。 このような場合、深い熱平衡化の時間スケールは有限であり、真の非局所性が生じる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In the last decades, spacetime noncommutativity and the associated deformations of relativistic symmetries have attracted a lot of interest, as several phenomenological windows into quantum gravity are approaching genuine Planck-scale sensitivity. However, the physical significance of the mathematical structures introduced to deal with spacetime noncommutativity is still debated, and some crucial pieces are missing or poorly understood. From time to time it has been suggested that valuable insight into these conceptual challenges could come from the analysis of appropriately designed first-quantized toy models, in which major technical and interpretive issues can be effectively managed or sidestepped altogether. In this paper we take seriously this suggestion and develop the first fully consistent and fully relativistic first-quantized model of two particles propagating and interacting on a noncommutative spacetime. The specific spacetime noncommutativity implemented in our model, which we call 'time-commutative $κ$-plane', had already been proposed as a suitable arena for a first-quantized analysis, but previous studies were mostly heuristic and failed to provide a full description of the deformed relativistic symmetries. We here go much beyond those pioneering attempts: we find a full characterization of the appropriate deformed Poincaré symmetry algebra as well as its Galilean limit; we build a single-particle quantum model carrying an irreducible representation of the deformed Galilei algebra; we exhibit two consistent, Galilean-relativistic descriptions of a system of two quantum particles interacting via a deformed harmonic potential, finding that the structure of the two-particle symmetry generators is intimately connected with the deformation of the interaction law. | ここ数十年、時空の非可換性とそれに伴う相対論的対称性の変形は、量子重力へのいくつかの現象論的窓が真のプランクスケール感度に近づいていることから、大きな関心を集めてきました。 しかし、時空の非可換性を扱うために導入された数学的構造の物理的意義については依然として議論があり、いくつかの重要な要素が欠落しているか、十分に理解されていません。 これらの概念的な課題に対する貴重な洞察は、適切に設計された第一量子化トイモデルの分析から得られる可能性があると時折示唆されてきました。 このモデルでは、主要な技術的および解釈上の問題を効果的に管理するか、完全に回避することができます。 本論文では、この提案を真剣に受け止め、非可換時空上で伝播および相互作用する2つの粒子の最初の完全に整合的で完全に相対論的な第一量子化モデルを開発します。 我々のモデルに実装されている特定の時空非可換性（これを「時間可換κ平面」と呼ぶ）は、第一量子化解析に適した領域として既に提案されていたが、これまでの研究はほとんどがヒューリスティックなものであり、変形した相対論的対称性の完全な記述を提供できなかった。 我々はここで、それらの先駆的な試みをはるかに超えるものを実現した。 すなわち、適切な変形ポアンカレ対称性代数とそのガリレイ極限の完全な特徴付けを見つけ、変形ガリレイ代数の既約表現を持つ単粒子量子モデルを構築し、変形調和ポテンシャルを介して相互作用する2つの量子粒子のシステムの2つの一貫したガリレイ相対論的記述を示し、2粒子対称性生成子の構造が相互作用法則の変形と密接に関連していることを発見した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Using the effective field theory of multiple inflationary fluctuations, we present the first analytical calculation of the primordial bispectrum in which the quadratic mixing between curvature and isocurvature fluctuations is treated non-perturbatively. Building upon the operator representation of the exact linear solutions proposed in Ref.~\cite{Huenupi:2026abj}, we derive a simpler integral representation for these mixed mode functions. We prove that all scale-invariant tree-level bispectra reduce to a single vertex diagram, which can be evaluated with a Schwinger-parameter integral over independent pre-computable leg kernels. We showcase the power of our approach by considering the cubic time-derivative interaction $\dot{\pic}^3$, which leads to a purely single-field, equilateral phenomenology at small mixing. On the contrary, at strong mixing the obtained bispectrum shapes decorrelate from the equilateral template and become genuinely multifield, with a large amplitude, motivating a dedicated data analysis. The squeezed limit is obtained analytically in a closed form at any dimensionless mixing strength $\la$ for an isocurvature field of bare mass $m$ and features a cosmological collider signal set by $ν_{\rm eff} = i \muf=\sqrt{9/4-m^2/H^2-\la^2}$, with an effective mass dressed by $\la$, as previously evidenced in numerical or semi-analytical calculations. Our results encompass the $\la \ll 1$ limit of usual perturbative calculations, where the amplitude of the signal is necessarily small, but they also surpass them, thus opening a new analytical window into large multifield primordial non-Gaussianities. | 多重インフレーションゆらぎの有効場理論を用いて、曲率ゆらぎと等曲率ゆらぎの二次混合を非摂動的に扱う原始バイスペクトルの最初の解析的計算を提示します。 文献~\cite{Huenupi:2026abj}で提案された厳密な線形解の演算子表現に基づいて、これらの混合モード関数のより単純な積分表現を導出します。 すべてのスケール不変ツリーレベルバイスペクトルが単一の頂点図に還元され、独立した事前計算可能な脚カーネル上のシュウィンガーパラメータ積分で評価できることを証明します。 小さな混合では純粋に単一場の正三角形現象につながる三次時間微分相互作用$\dot{\pic}^3$を考慮することで、このアプローチの有効性を示します。 逆に、強い混合では、得られたバイスペクトルの形状は正三角形テンプレートから相関がなくなり、大きな振幅を持つ真の多場となり、専用のデータ解析を促します。 圧縮極限は、裸の質量 $m$ の等曲率場に対して任意の無次元混合強度 $\la$ で解析的に閉じた形で得られ、数値計算や半解析計算で以前に実証されたように、有効質量が $\la$ で修飾された $ν_{\rm eff} = i \muf=\sqrt{9/4-m^2/H^2-\la^2}$ で設定される宇宙論的衝突型信号が特徴である。 我々の結果は、信号の振幅が必然的に小さい通常の摂動計算の $\la \ll 1$ 極限を包含するが、それをも超えており、大きな多場原始非ガウス性への新しい解析的窓を開く。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study how the leading string-inspired quartic correction $α'^2 F^4$ modifies holographic fermionic observables in a bottom-up $AdS_4/CFT_3$ model. The gauge sector is described by Maxwell electrodynamics supplemented by the quartic interaction, while the geometry is kept fixed in the probe approximation. We first analyze the nonlinear electrostatic background and derive an exact first integral of the gauge equation, the associated constitutive relation for the radial electric field, the critical coupling for globally regular solutions, and weak-coupling expansions for the electrostatic potential and chemical potential. We then use these backgrounds to compute the retarded Green's function and spectral function of charged probe fermions. The quartic interaction increases the chemical potential, lowers the effective ratio $T/μ$, shifts the Fermi momentum, and enhances the spectral weight without destroying the holographic Fermi surface. We further show that the fermionic observables inherit the even-power dependence on $α'$ implied by the analytic structure of the gauge sector. The resulting probe-limit analysis makes explicit how quartic bulk nonlinearities propagate from the bulk to boundary fermionic observables. | 我々は、ボトムアップ型のAdS_4/CFT_3モデルにおいて、主要な弦理論に基づく4次補正$α'^2 F^4$がホログラフィックなフェルミオン観測量をどのように変化させるかを研究する。 ゲージセクターは、4次相互作用によって補完されたマクスウェル電気力学によって記述され、プローブ近似では幾何学は固定される。 まず、非線形静電背景を解析し、ゲージ方程式の厳密な第一積分、半径方向電場に関する関連する構成関係、大域的に正則な解に対する臨界結合、および静電ポテンシャルと化学ポテンシャルの弱結合展開を導出する。 次に、これらの背景を用いて、荷電プローブフェルミオンの遅延グリーン関数とスペクトル関数を計算する。 4次相互作用は、化学ポテンシャルを増加させ、有効比$T/μ$を低下させ、フェルミ運動量をシフトさせ、ホログラフィックなフェルミ面を破壊することなくスペクトル重みを増大させる。 さらに、フェルミオン観測量は、ゲージセクターの解析的構造によって示されるα'に対する偶数乗依存性を継承することを示す。 結果として得られるプローブ極限解析により、4次バルク非線形性がバルクから境界フェルミオン観測量へとどのように伝播するかが明確になる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work I study the effect of a magnetic field on the Casimir effect due to a massive, charged fermion field that violates Lorentz invariance in an aether-like manner while maintaining CPT, in a space with one toroidally compactified extra dimension. I take the fermion field to obey MIT bag boundary conditions on two identical square parallel plates. I do this investigation using the zeta function technique that enables me to calculate the Casimir energy and pressure in the presence of a constant magnetic field perpendicular to the plates. I examine the cases of timelike Lorentz violation, of spacelike Lorentz violation in the direction of the magnetic field, of spacelike Lorentz violation in the direction perpendicular to the magnetic field, and of spacelike Lorentz violation in the direction of the compactified extra dimension. In all scenarios, I find simple and accurate analytic expressions of the magnetic field dependent Casimir energy and pressure. | 本研究では、1つのトーラス状にコンパクト化された余剰次元を持つ空間において、エーテルのような方法でローレンツ不変性を破りながらCPT対称性を維持する、質量のある荷電フェルミオン場によるカシミール効果に対する磁場の影響を研究する。 フェルミオン場は、2枚の同一の正方形平行板上でMITバッグ境界条件に従うものとする。 この研究は、板に垂直な一定磁場が存在する場合のカシミールエネルギーと圧力を計算できるゼータ関数法を用いて行う。 時間的ローレンツ不変性の破れ、磁場方向の空間的ローレンツ不変性の破れ、磁場に垂直な方向の空間的ローレンツ不変性の破れ、およびコンパクト化された余剰次元方向の空間的ローレンツ不変性の破れの各場合を検討する。 すべてのシナリオにおいて、磁場に依存するカシミールエネルギーと圧力の単純かつ正確な解析的表現を見出した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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Collinear splitting functions govern parton evolution, parton showers, and resummation at high-energy colliders. While on-shell spinor-helicity methods have successfully yielded massless QCD splitting functions, a complete on-shell construction for massive particles, systematically incorporating finite-mass effects, is less developed. We present an on-shell constructive formalism for massive collinear splitting functions based on Soper-Weinberg collinear spinors, whose transformation properties follow from a light-front Galilean subgroup of the Poincaré group. Decomposing massive momenta and spinors with respect to fixed lightlike vectors $n$ and $\bar n$ makes the expansion in the alignment regime $m| 高エネルギー衝突型加速器では、共線分裂関数がパートン進化、パートンシャワー、再和を支配します。 オンシェルスピノルヘリシティ法は質量ゼロのQCD分裂関数を首尾よく導出してきましたが、有限質量効果を体系的に組み込んだ質量粒子の完全なオンシェル構成はあまり発展していません。 本稿では、ポアンカレ群の光フロントガリレオ部分群から変換特性が導かれるソーパー・ワインバーグ共線スピノルに基づく、質量共線分裂関数のオンシェル構成形式を提示します。 質量運動量とスピノルを固定された光ベクトル$n$と$\bar n$に関して分解すると、整列領域$m | |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the effects of excited normal modes on vortex dynamics in the Abelian Higgs model in the type I (static attraction) and type II (static repulsion) regimes. We demonstrate that shape normal modes compete with the static inter-vortex forces. This can result in excited type I (II) vortices repelling (attracting). In addition we observe the existence of spectral walls that prevent the formation (break up) of bound states in type I (II) systems. We study the long lived quasi-bound states and orbits induced by their competing forces and the effective centrifugal forces. Finally, we observe that the effect is strong enough to induce vortex-antivortex pairs to follow long-lived orbits. | 本研究では、アーベルヒッグスモデルにおける励起正規モードが渦ダイナミクスに及ぼす影響を、タイプI（静的引力）およびタイプII（静的斥力）領域で調査する。 形状正規モードが静的な渦間力と競合することを示す。 これにより、励起されたタイプI（II）渦が互いに反発（引力）し合う可能性がある。 さらに、タイプI（II）系において束縛状態の形成（崩壊）を阻害するスペクトル壁の存在を観測する。 競合する力と有効遠心力によって誘起される長寿命の準束縛状態と軌道を研究する。 最後に、この効果は渦-反渦ペアが長寿命軌道をたどるほど強力であることを観測する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the spacelike-collinear limit of gauge-theory scattering amplitudes using the Method of Regions. The corresponding splitting amplitude violates strict collinear factorisation through its dependence on the non-collinear partons. While the associated colour dependence has long been known, starting at two loops the splitting amplitude also acquires dependence on their kinematics. We show that this kinematic dependence originates from a unique hidden region present in the asymptotic expansion of the five-point amplitude in the spacelike-collinear limit, but absent in the timelike limit. More generally, we propose that hidden regions provide the mechanism by which crossing-related asymptotic limits cease to be analytically connected. We develop a general algorithm for the systematic identification of hidden regions. Applying it to the five-point amplitude in super Yang-Mills theory, we compute the hidden-region contributions to the complete set of basis integrals and recover the exact kinematically dependent factorisation-violating splitting amplitude. In momentum space, the hidden region is characterised by soft and Glauber loop momenta. This explains why the Wilson-line calculation captures the complete kinematic dependence, thereby accounting for the observed universality across gauge theories. | 我々は領域法を用いてゲージ理論散乱振幅の空間的共線極限を研究する。 対応する分裂振幅は、非共線パートンへの依存性によって厳密な共線因子分解を破る。 関連する色依存性は以前から知られていたが、2ループから分裂振幅は運動学にも依存するようになる。 この運動学的依存性は、空間的共線極限における5点振幅の漸近展開に存在するが時間的極限には存在しない、唯一の隠れた領域に由来することを示す。 より一般的には、隠れた領域が交差に関連する漸近極限が解析的に連結しなくなるメカニズムを提供すると提案する。 我々は隠れた領域を体系的に識別するための一般的なアルゴリズムを開発する。 これを超ヤン・ミルズ理論の5点振幅に適用し、完全な基底積分セットへの隠れた領域の寄与を計算し、運動学的に依存する因子分解破りの分裂振幅を正確に復元する。 運動量空間において、隠れた領域はソフト運動量とグラウバーループ運動量によって特徴づけられる。 このことから、ウィルソン線計算が完全な運動学的依存性を捉え、ゲージ理論全体にわたる普遍性を示す理由が説明できる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose a generalization of the defect extremal surface (DES) prescription to holographic interface conformal field theories (ICFTs), extending its applicability beyond the AdS$_3$/BCFT$_2$ framework. We consider a holographic ICFT$_2$ comprising two CFT$_2$s coupled across an interface, dual to two asymptotically AdS$_3$ geometries joined by a codimension-one end-of-the-world (EOW) brane. In the corresponding effective lower-dimensional description obtained via partial dimensional reduction on the brane-boundary combination, the theory on the brane is coupled to gravity, thereby enabling the computation of fine-grained entanglement entropy via the island formula. We demonstrate that the generalized DES prescription exactly reproduces the effective lower-dimensional results for finite subsystems in time-independent scenarios in the large brane tension limit, corresponding to weak gravitational coupling on the EOW brane. We further compute the entanglement entropy of semi-infinite bipartite pure states in radiation subsystems coupled to $2d$ eternal black holes, and obtain the corresponding Page curves. | 我々は、欠陥極値面（DES）処方をホログラフィック界面共形場理論（ICFT）に一般化し、その適用範囲をAdS$_3$/BCFT$_2$の枠組みを超えて拡張することを提案する。 我々は、界面を介して結合された2つのCFT$_2$からなるホログラフィックICFT$_2$を考察する。 これは、余次元1の世界の終わり（EOW）ブレーンによって結合された2つの漸近的にAdS$_3$の幾何学に双対である。 ブレーン境界の組み合わせに対する部分的な次元削減によって得られる対応する有効低次元記述では、ブレーン上の理論は重力と結合しており、それによって島公式を介して微細なエンタングルメントエントロピーの計算が可能になる。 我々は、一般化されたDES処方が、EOWブレーン上の弱い重力結合に対応する大きなブレーン張力極限における時間独立シナリオの有限サブシステムに対する有効低次元結果を正確に再現することを示す。 さらに、2次元永遠ブラックホールに結合した放射サブシステム内の半無限二体純粋状態のエンタングルメントエントロピーを計算し、対応するページ曲線を取得します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Given a compact CY3 $Y$, its A-side (resp. B-side) universal intermediate Jacobian $X$ (resp. $X^{!}$) admits a natural hyperkahler structure. Both $X$ and $X^{!}$ determines 3d Rozansky-Witten theories, in both A-model and B-model. We describe some surprising 3d mirror symmetry phenomena between $X$ and $X^{!}$. This includes (i) a 3d SYZ construction of $X^{!}$ from $X$ via moduli of certain 3d A-branes in $X$ constructed from $D^{b}\left( Y,Ω\right) $ with varying stability conditions given by $\varpi $; (ii) The 3d B-brane on $X^{!}$, constructed from varying $D^{b}\left( Y,Ω\right) $ with fixed $\varpi $, is realized as the 3d SYZ transformation of a cotangent fiber 3d A-brane in $X$. Under mirror symmetry between $Y$ and $Y^{\vee }$, the roles for $X$ and $% X^{!}$ got interchanged. We also construct 3d A- and B-branes in $X$ and $X^{!}$ via DT theory and discrete symmetries on $Y$ and $Y^{\vee }$. | コンパクトな CY3 $Y$ が与えられたとき、その A 側 (または B 側) の普遍的な中間ヤコビアン $X$ (または $X^{!}$) は自然なハイパーケーラー構造を持つ。 $X$ と $X^{!}$ は、A モデルと B モデルの両方において、3 次元ロザンスキー・ウィッテン理論を決定する。 我々は、$X$ と $X^{!}$ の間のいくつかの驚くべき 3 次元ミラー対称性現象について述べる。 これには、(i) $D^{b}\left( Y,Ω\right) $ から構成される $X$ 内の特定の 3 次元 A ブレーンのモジュライを介して $X^{!}$ を 3 次元 SYZ 構成することが含まれる。 この構成では、安定性条件は $\varpi $ によって変化する。 （ii）$X^{!}$上の3次元Bブレーンは、$\varpi$を固定し、$D^{b}\left( Y,Ω\right)$を変化させることによって構築され、$X$における余接ファイバー3次元Aブレーンの3次元SYZ変換として実現される。 $Y$と$Y^{\vee }$間の鏡像対称性の下で、$X$と$% X^{!}$の役割が入れ替わる。 また、DT理論と$Y$および$Y^{\vee }$上の離散対称性を用いて、$X$および$X^{!}$における3次元AブレーンとBブレーンを構築する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the Casimir effect for a massive real scalar field confined between two perfectly reflecting parallel plates in the presence of a position-dependent effective mass, a mechanism for coupling a scalar background to a scalar field. Exact normal modes are obtained by solving the corresponding Klein-Gordon equation, leading to a transverse energy spectrum that exhibits a characteristic Landau-like structure despite the absence of an external magnetic field. Upon quantization of the field, the vacuum energy is evaluated by means of generalized zeta-function regularization together with an appropriate renormalization procedure. The renormalized vacuum energy naturally separates into a Landau-like contribution and an additional term induced by the spatial dependence of the effective mass. We show analytically and numerically that both contributions are exponentially suppressed in the strong-coupling regime. In the opposite limit, the Landau-like contribution smoothly reproduces the standard vacuum energy for a massive scalar field confined between parallel plates, whereas the additional contribution becomes singular owing to the restricted domain of validity of the exact spectrum. Except in the vicinity of this singular limit, the vacuum energy is shown to be dominated by the Landau-like sector. Our results establish a direct connection between position-dependent effective masses and boundary-induced quantum vacuum phenomena, providing a new exactly solvable framework for the investigation of Casimir effects in spatially inhomogeneous relativistic systems. | 位置依存の有効質量が存在する、2枚の完全反射平行板の間に閉じ込められた質量のある実スカラー場に対するカシミール効果を調査する。 有効質量は、スカラー背景とスカラー場を結合するメカニズムである。 対応するクライン・ゴルドン方程式を解くことで正確な正規モードが得られ、外部磁場がないにもかかわらず、特徴的なランダウ型構造を示す横方向エネルギー スペクトルが得られる。 場の量子化に伴い、真空エネルギーは、適切な繰り込み手順とともに一般化ゼータ関数正則化によって評価される。 繰り込まれた真空エネルギーは、ランダウ型寄与と有効質量の空間依存性によって誘起される追加項に自然に分離される。 解析的および数値的に、両方の寄与が強結合領域で指数関数的に抑制されることを示す。 反対の極限では、ランダウ型寄与は平行板間に閉じ込められた質量を持つスカラー場の標準的な真空エネルギーを滑らかに再現する一方、追加の寄与は厳密スペクトルの有効範囲が制限されているため特異点となる。 この特異点の近傍を除いて、真空エネルギーはランダウ型セクターによって支配されることが示されている。 我々の結果は、位置依存有効質量と境界誘起量子真空現象との直接的な関係を確立し、空間的に不均一な相対論的システムにおけるカシミール効果の研究のための新しい厳密に解ける枠組みを提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| An observer which propagates in a spacetime with dynamical gravity has access to an algebra of observables which is expected to be a von Neumann algebra with a trace. The observer can use projections from the algebra to perform local measurements. By using this fact we construct a simplicial complex out of measurements recorded on the worldline of the observer and we propose that such a complex captures topological information about spacetime, even when this is fluctuating. | 動的重力を持つ時空を伝播する観測者は、トレースを持つフォン・ノイマン代数であると予想される観測量の代数にアクセスできます。 観測者は、この代数からの射影を使用して局所的な測定を実行できます。 この事実を利用して、観測者のワールドライン上で記録された測定値から単体複体を構築し、そのような複体が、時空が変動している場合でも、時空に関する位相情報を捉えることができると提案します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate dark matter (DM)-admixed neutron stars (NSs) within a self-consistent single-fluid relativistic mean-field framework by extending the Higgs-portal model with a massive $Z^\prime$ vector mediator. The resulting density-dependent repulsive interaction dynamically couples the baryonic matter (BM) and DM sectors, allowing the DM content to be characterized by the global particle fraction, $F_χ=N_χ/N_B$, with the local DM density determined self-consistently as $n_χ=F_χn_B$, thereby eliminating the need for the externally prescribed DM Fermi momentum adopted in previous single-fluid models. Using the NL3$ωρ$, DD2, and FSU2R EOSs, we show that increasing $F_χ$ systematically softens the nuclear equation of state (EOS), reduces the maximum NS mass by up to $\sim29\%$, increases stellar compactness, and modifies the thermodynamic response of dense matter. We further derive exact analytical expressions for the adiabatic speed of sound, its density derivative, and the adiabatic index, providing a rigorous benchmark for assessing the causality and thermodynamic stability of DM-admixed EOSs. At the microscopic level, the BM--DM interaction is shown to be dominated by the repulsive $Z^\prime$ vector channel. Our framework establishes a direct connection between collider-motivated WIMP models and the multimessenger phenomenology of NSs, with potential implications for future gravitational-wave and X-ray observations. | 我々は、質量を持つ $Z^\prime$ ベクトル媒介子でヒッグス・ポータルモデルを拡張することにより、自己無撞着な単一流体相対論的平均場フレームワーク内で暗黒物質 (DM) が混入した中性子星 (NS) を調査する。 結果として生じる密度依存の反発相互作用により、バリオン物質 (BM) セクターと DM セクターが動的に結合され、DM 含有量はグローバル粒子分率 $F_χ=N_χ/N_B$ で特徴付けられ、局所的な DM 密度は $n_χ=F_χn_B$ として自己無撞着に決定されるため、以前の単一流体モデルで採用されていた外部から規定された DM フェルミ運動量の必要性がなくなる。 NL3$ωρ$、DD2、およびFSU2R状態方程式を用いて、$F_χ$を増加させると核状態方程式(EOS)が系統的に軟化し、中性子星の最大質量が最大で約29%減少し、恒星のコンパクト性が増加し、高密度物質の熱力学的応答が変化することを示します。 さらに、断熱音速、その密度微分、および断熱指数の厳密な解析式を導出し、DM混合状態方程式の因果関係と熱力学的安定性を評価するための厳密なベンチマークを提供します。 微視的レベルでは、BM-DM相互作用は反発的な$Z^\prime$ベクトルチャネルによって支配されることが示されています。 私たちのフレームワークは、衝突型加速器に触発されたWIMPモデルと中性子星のマルチメッセンジャー現象論との直接的なつながりを確立し、将来の重力波およびX線観測に潜在的な影響を与える可能性があります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we investigate a cross-section-ratio-based inversion method for extracting distribution functions at the Electron--Ion Collider (EIC). Starting from the general factorization formula $dσ= H \otimes f$, we show that, for an appropriate bremsstrahlung process and suitably chosen differential observables, the convolution structure can be reduced to a multiplicative form. On this basis, we define the ratio $R = \frac{dσ_{\mathrm{exp}}}{dσ_{\mathrm{hard}}},$ where $dσ_{\mathrm{exp}}$ is the experimentally measured differential cross section and $dσ_{\mathrm{hard}}$ is a perturbatively calculable theoretical input. We then establish the relation between $R$ and the target distribution function $f$. Finally, we investigate how the theoretical input $dσ_{\mathrm{hard}}$ should be constructed when soft-photon radiation, finite-bin-width effects, and experimental acceptance are taken into account. | 本研究では、電子イオン衝突型加速器（EIC）における分布関数を抽出するための断面積比に基づく逆変換法を検討する。 一般的な因数分解式 $dσ= H \otimes f$ から出発して、適切な制動放射過程と適切に選択された微分観測量に対して、畳み込み構造を乗法形式に縮小できることを示す。 この基礎に基づいて、比 $R = \frac{dσ_{\mathrm{exp}}}{dσ_{\mathrm{hard}}},$ を定義する。 ここで、$dσ_{\mathrm{exp}}$ は実験的に測定された微分断面積であり、$dσ_{\mathrm{hard}}$ は摂動的に計算可能な理論的入力である。 次に、$R$ と目標分布関数 $f$ の間の関係を確立する。 最後に、軟光子放射、有限ビン幅効果、および実験的受容性を考慮した場合に、理論的な入力 $dσ_{\mathrm{hard}}$ をどのように構築すべきかを検討します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a class of regular axisymmetric black hole geometries fully characterized by the parameters $\{{\cal M},a\}$ and possessing the Kerr event horizon. This family interpolates between regular spacetimes, configurations with integrable singularities, and the Kerr solution as a limiting case. Its main features are: (i) the existence of quasi-extremal configurations without requiring $a \approx {\cal M}$; and (ii) a possible framework toward an analytical description of Kerr black hole formation from an initially regular configuration. | 本稿では、パラメータ $\{{\cal M},a\}$ によって完全に特徴付けられ、カー事象の地平線を持つ、正則な軸対称ブラックホール形状のクラスを提示する。 このファミリーは、正則な時空、積分可能な特異点を持つ構成、および極限ケースとしてのカー解の間を補間する。 その主な特徴は、(i) $a \approx {\cal M}$ を要求せずに準極値構成が存在すること、および (ii) 初期に正則な構成からカーブラックホールが形成される解析的記述への可能性のある枠組みである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study cosmological collider signatures in a two-field inflationary system with constant-turn derivative mixing between the canonically normalized curvature fluctuation and a massive isocurvature field. Building on recently derived exact hypergeometric solutions that treat the quadratic mixing nonperturbatively, we construct the mixed propagators constituting the cosmological correlators. A Mellin-Barnes approach helps isolate the pair of nonanalytic late-time branches carried by a heavy field. For a cubic isocurvature self-interaction, these branches contribute towards a squeezed bispectrum with a power-law envelope and logarithmic oscillations. The oscillation frequency encodes the heavy mass, while the amplitude and phase retain the full mixing dependence rather than a perturbative expansion. We perform the squeezed limit integral analytically and compare it with numerical results across representative masses and mixing strengths. At fixed mixing we derive the large-mass JWKB expansion of the squeezed correlator and its phase. We also give integral representations for the isocurvature Wightman function. The research idea was suggested by ARC, the calculation was performed by GPT, and the results were checked by the authors. | 我々は、正準的に正規化された曲率ゆらぎと質量を持つ等曲率場との間の定数ターン微分混合を伴う2場インフレーション系における宇宙論的衝突型加速器のシグネチャを研究する。 最近導出された、二次混合を非摂動的に扱う厳密な超幾何解に基づいて、宇宙論的相関関数を構成する混合伝播関数を構築する。 メリン・バーンズ法は、重い場によって運ばれる非解析的な後期分岐のペアを分離するのに役立つ。 三次等曲率自己相互作用の場合、これらの分岐は、べき乗則の包絡線と対数振動を持つスクイーズド・バイスペクトルに寄与する。 振動周波数は重い質量を符号化し、振幅と位相は摂動展開ではなく完全な混合依存性を保持する。 我々は、スクイーズド極限積分を解析的に実行し、代表的な質量と混合強度にわたる数値結果と比較する。 固定された混合において、スクイーズド相関関数とその位相の大きな質量のJWKB展開を導出する。 また、等曲率ワイトマン関数の積分表現も示します。 この研究アイデアはARCによって提案され、計算はGPTによって実行され、結果は著者らによって検証されました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In a flat crystalline membrane, the low-energy spectrum is dominated by a flexural mode that does not couple to phonon Hall viscosity. We show that static curvature converts normal motion into in-plane strain and thereby opens a Hall-active flexural channel. Tracefree curvature couples directly to Hall-active shear, while mean curvature acts indirectly through the shear generated by ordinary in-plane elasticity. Together, these channels generate in-plane phonon angular momentum along the surface normal. For statistically isotropic shallow ripples, the time average has a definite sign fixed by the Hall viscosity, producing a steady field-odd torque proportional to the mean-square curvature. Using the measured bulk Hall viscosity of $α$-RuCl$_3$ to set the scale, we estimate a torque of order $10^{-22}\,\mathrm{N\,m}$ for a few-layer membrane, within reach of demonstrated torsional sensors. The same flexural-to-shear response provides a probe of phonon Hall viscosity in atomically thin crystals. | 平坦な結晶膜では、低エネルギー スペクトルはフォノン ホール粘性とは結合しない曲げモードによって支配されます。 静的曲率が通常の運動を面内歪みに変換し、それによってホール活性曲げチャネルを開くことを示します。 トレースフリー曲率はホール活性せん断に直接結合しますが、平均曲率は通常の面内弾性によって生成されるせん断を介して間接的に作用します。 これらのチャネルが一緒に、表面法線に沿った面内フォノン角運動量を生成します。 統計的に等方的な浅いリップルの場合、時間平均はホール粘性によって固定された明確な符号を持ち、平均二乗曲率に比例する定常的な奇数トルクを生成します。 測定された $α$-RuCl$_3$ のバルク ホール粘性を使用してスケールを設定すると、実証済みのねじりセンサーの範囲内で、数層膜に対して約 $10^{-22}\,\mathrm{N\,m}$ のトルクを推定します。 同じ曲げ応力からせん断応力への応答は、原子的に薄い結晶におけるフォノンホール粘性を調べるためのプローブとなる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Bubble-wall friction controls the dynamics of first-order cosmological phase transitions. In Boltzmann-equation approaches, a major uncertainty arises from infrared gauge bosons, whose contribution is artificially enhanced in the massless approximation. We study the impact of thermal masses by including them consistently in both the Liouville operator and the collision integrals. Thermal masses suppress the source term for out-of-equilibrium perturbations while also reducing interaction rates. These effects largely cancel for top quarks, giving only percent-level changes, but they strongly suppress the infrared gauge-boson contribution, shifting the dominant momenta to scales of order the temperature. As a result, gauge bosons become subleading and wall velocities are close to those obtained from top-quark friction alone. We illustrate this in the singlet-extended Standard Model. Our results show that thermal masses reduce the sensitivity of friction calculations to the poorly controlled infrared sector of the plasma. | バブル壁摩擦は、一次宇宙論的相転移のダイナミクスを制御します。 ボルツマン方程式アプローチでは、大きな不確実性は赤外線ゲージボソンから生じ、その寄与は質量ゼロ近似で人為的に増大されます。 我々は、熱質量の影響を、リウヴィル演算子と衝突積分の両方に一貫して含めることで研究します。 熱質量は、非平衡摂動のソース項を抑制すると同時に、相互作用率も低下させます。 これらの効果はトップクォークではほぼ相殺され、パーセントレベルの変化しか生じませんが、赤外線ゲージボソンの寄与を強く抑制し、支配的な運動量を温度程度のスケールにシフトさせます。 その結果、ゲージボソンはサブリーディングとなり、壁速度はトップクォーク摩擦のみから得られる速度に近くなります。 我々はこれをシングレット拡張標準模型で示します。 我々の結果は、熱質量が摩擦計算の感度をプラズマの制御が不十分な赤外線セクターに対して低下させることを示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Bosonic invertible and symmetry-protected topological (SPT) phases are well-known to be described by ordinary cohomology groups in low dimensions, but `beyond-cohomology' phases appear in higher dimensions. We make a systematic study of them, and find that the first major non-triviality is a mod-3 phenomenon, and not a mod-2 phenomenon as in the case of fermionic phases. We also point out that this is a dual manifestation of the classic question of Steenrod, namely the issue of the existence of homology cycles without manifold representatives. Thom developed the theory of cobordisms to answer this question, and we explain how the same analysis leads to Dijkgraaf-Witten phases which are nontrivial on general simplicial complexes but become trivial on manifolds. | ボソン可逆位相および対称性保護位相（SPT位相）は、低次元では通常のコホモロジー群で記述されることがよく知られているが、高次元では「コホモロジーを超えた」位相が現れる。 我々はこれらの位相を体系的に研究し、最初の主要な非自明性が、フェルミオン位相の場合のようなmod-2現象ではなく、mod-3現象であることを発見した。 また、これは、多様体代表を持たないホモロジーサイクルの存在という、スティーンロッドの古典的な問題の双対的な現れであることも指摘する。 トムはこの問題に答えるためにコボルディズム理論を開発したが、我々は同じ解析が、一般単体複体上では非自明であるが多様体上では自明となるダイクグラフ＝ウィッテン位相につながることを説明する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| With generalized central binomial coefficients $ \binom{2x}{x}:=\frac{Γ(2x+1)}{[Γ(x+1)]^2}$ defined through Euler's gamma function, we represent deformed Apéry-like series \[ \mathscr A_{s,n}:=\sum_{k=1}^\infty\left.\!\frac{\partial^n}{\partial x^n}\frac{1}{x^s\binom{2x}{x}}\right|_{x=k} \] by multiple Clausen values (MCVs), which belong to a special class of cyclotomic multiple zeta values (CMZVs) at level $3$. For example, exploiting provable algebraic relations among MCVs, we show that \[\mathscr A_{1,5}=-\frac{9[495L(χ_{-3},6)-30π^{2}L(χ_{-3},4)-2π^{4}L(χ_{-3},2)]}{4}\]and\[\mathscr A_{4,4}=\frac{352ζ_{5,3}}{15}+\frac{752537π^{8}}{10206000},\]where $ L(χ_{-3},s):=\sum_{n=0}^\infty\left[(3n+1)^{-s}-(3n+2)^{-s}\right]$ and $ ζ_{5,3}:=\sum_{m=1}^\infty\sum_{n=1}^{m-1}m^{-5}n^{-3}$. | オイラーのガンマ関数によって定義された一般化された中心二項係数 $ \binom{2x}{x}:=\frac{Γ(2x+1)}{[Γ(x+1)]^2}$ を用いて、変形されたアペリー型級数 \[ \mathscr A_{s,n}:=\sum_{k=1}^\infty\left.\!\frac{\partial^n}{\partial x^n}\frac{1}{x^s\binom{2x}{x}}\right|_{x=k} \] を多重クラウゼン値 (MCV) で表します。 これは、レベル $3$ の円分多重ゼータ値 (CMZV) の特殊なクラスに属します。 例えば、MCV間の証明可能な代数関係を利用すると、\[\mathscr A_{1,5}=-\frac{9[495L(χ_{-3},6)-30π^{2}L(χ_{-3},4)-2π^{4}L(χ_{-3},2)]}{4}\]および\[\mathscr A_{4,4}=\frac{352ζ_{5,3}}{15}+\frac{752537π^{8}}{10206000},\]ここで、$ L(χ_{-3},s):=\sum_{n=0}^\infty\left[(3n+1)^{-s}-(3n+2)^{-s}\right]$および$ ζ_{5,3}:=\sum_{m=1}^\infty\sum_{n=1}^{m-1}m^{-5}n^{-3}$。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We develop an analytic treatment of primordial non-Gaussianity in multifield inflation that is nonperturbative in the constant curvature--isocurvature mixing strength $λ$. Using exact linear solutions for the coupled curvature perturbation $ζ$ and isocurvature perturbation $σ$, we construct dressed propagators and derive exact integral representations for the tree-level bispectra generated by the interactions $\dotζ^2σ$, $\dotζ\,σ^2$, and $σ^3$. This formalism resums curvature--isocurvature transfer to all orders in $λ$ and applies for arbitrary values of the entropy mass $μ$. We obtain closed-form expressions for the leading squeezed limit of the bispectrum contributions and recover the well-known cosmological-collider and quasi-single-field results in the weak-mixing limit. In the strong-mixing regime, where conventional transfer perturbation theory breaks down, we find that both the power spectrum and the bispectrum can be dramatically enhanced, giving rise to distinctive nonperturbative scaling laws for the reduced non-Gaussian amplitude. Together, these results open a new analytic window onto multifield inflation beyond the weak-coupling approximation and establish a framework for studying cosmological-collider signals, primordial-black-hole production, and loop corrections in strongly mixed inflationary dynamics. | 我々は、定常曲率-等曲率混合強度λにおいて非摂動的な、多場インフレーションにおける原始非ガウス性の解析的処理法を開発する。 結合曲率摂動ζと等曲率摂動σの厳密な線形解を用いて、ドレスドプロパゲーターを構築し、相互作用$\dotζ^2σ$、$\dotζ\,σ^2$、およびσ^3$によって生成されるツリーレベルのバイスペクトルの厳密な積分表現を導出する。 この形式は、λのすべての次数への曲率-等曲率伝達を再帰し、エントロピー質量μの任意の値に適用できる。 バイスペクトル寄与の主要なスクイーズド極限の閉形式表現を得て、弱混合極限におけるよく知られた宇宙論的衝突型加速器および準単一場の結果を再現する。 従来の伝達摂動理論が破綻する強混合領域では、パワースペクトルとバイスペクトルの両方が劇的に増大し、縮小された非ガウス振幅に対して独特の非摂動スケーリング則が生じることがわかった。 これらの結果は、弱結合近似を超えた多場インフレーションに対する新たな解析的窓を開き、強混合インフレーションダイナミクスにおける宇宙論的衝突型加速器信号、原始ブラックホール生成、およびループ補正を研究するための枠組みを確立する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Wide binary stars provide natural laboratories for directly probing gravity in the low-acceleration regime, as dark matter inferred from any viable gravity has negligible effects on their internal dynamics. Various recent studies including Bayesian 3D analyses have shown that wide binaries with separations greater than several thousand astronomical units experience MOND-type gravity with a boost factor of $γ\approx 1.3-1.6$. However, results claiming preference for, or no deviation from, standard gravity have also been published during the same period, particularly highlighting the roles of data quality control and realistic modeling of multiple-star (i.e., triple and higher-order) systems that host hidden companion stars. Here we carefully reexamine the issues of data quality control and modeling multiple-star systems in statistical gravity tests based on sky-projected 2D velocities of wide binary stars. Through extensive tests including the acceleration-plane test, the $\tilde v$-distribution test, and the median-$\tilde v$-profile test (where $\tilde v$ is the sky-plane 2D relative velocity normalized by the Newtonian circular velocity between the two stars), we show that proper data quality control or reasonable variation in multiple-star modeling cannot remove the low-acceleration gravitational anomaly but confirms the MOND-type gravitational anomaly, particularly consistent with recent realistic MOND solutions of wide binary orbits. We find that studies claiming no evidence for the low-acceleration gravitational anomaly are consequences of bypassed calibration of the fraction of multiple-star systems using the Newtonian-regime data, bias-introduction in data quality control that is not taken into account in gravity tests, or insufficient statistics in the low-acceleration regime. | 広連星は、低加速度領域における重力を直接調査するための自然な実験室となる。 なぜなら、有効な重力から推測される暗黒物質は、その内部ダイナミクスにほとんど影響を与えないからである。 ベイズ3D解析を含む最近の様々な研究では、数千天文単位を超える分離を持つ広連星は、ブースト係数γ≈1.3-1.6のMOND型重力を経験することが示されている。 しかし、同じ期間に、標準重力への優位性、あるいは標準重力からの逸脱がないと主張する結果も発表されており、特に、隠れた伴星を持つ多重星系（すなわち、三重星系およびそれ以上の次数）のデータ品質管理と現実的なモデリングの役割が強調されている。 本稿では、広連星の天球投影2D速度に基づく統計的重力テストにおける、多重星系のデータ品質管理とモデリングの問題を慎重に再検討する。 加速度面テスト、$\tilde v$分布テスト、中央値$\tilde v$プロファイルテスト（$\tilde v$は2つの星間のニュートン円速度で正規化された天球面2D相対速度）を含む広範なテストを通じて、適切なデータ品質管理または多重星モデリングにおける妥当な変動では低加速度重力異常は除去できないが、MOND型重力異常は確認され、特に最近の現実的なMONDによる広軌道連星系の解と一致することがわかった。 低加速度重力異常の証拠がないと主張する研究は、ニュートン領域データを使用した多重星系の割合の較正をスキップしたこと、重力テストで考慮されていないデータ品質管理におけるバイアスの導入、または低加速度領域における統計の不足の結果であることが判明した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Characterizations of the Gribov horizon have so far proceeded indirectly, through Zwanziger's horizon function or through Gribov's no-pole condition on the ghost propagator, each of which encodes the positivity of the Faddeev--Popov operator only approximately, whereas the construction developed here supplies a direct operator statement. Once the constant gauge modes are removed, the Landau-gauge Faddeev--Popov operator becomes congruent to a bounded, dimensionless operator assembled from the background field and the free Laplacian, so that the horizon condition reduces to an ordinary spectral threshold, attained when an eigenvalue of that operator crosses $-1$. Self-adjointness, ordinarily postulated as an independent hypothesis, follows in this formulation from Landau transversality alone, while the first-order character of the perturbation fixes an analytic scale distinct from the one governing the familiar Schrödinger problem. Because the ghost dressing function coincides with the diagonal resolvent of the same operator, Gribov's no-pole estimate emerges as its leading Born-order truncation, an identification that at once delimits the regime in which the estimate is trustworthy and the regime in which it fails. The construction is tested against an exact solution for a periodic transverse $SU(2)$ background, for which the threshold, its Born approximation, and the corrections beyond Born all admit closed forms, and for which the associated action and mode-counting entropy scale with the volume so that the two balance in four dimensions. The periodic family thereby furnishes a solvable reference case for the underlying mechanism, whereas extending the claim to generic Yang--Mills configurations constitutes a separate undertaking, whose requirements are stated explicitly. | グリボフ地平線の特性はこれまで、ツヴァンツィガーの地平線関数またはゴーストプロパゲーターに対するグリボフの無極条件を介して間接的に行われてきたが、これらはいずれもファデエフ-ポポフ演算子の正値性を近似的にしか表現していない。 一方、ここで展開される構成は演算子の直接的な記述を提供する。 定数ゲージモードが除去されると、ランダウゲージのファデエフ-ポポフ演算子は、背景場と自由ラプラシアンから組み立てられた有界で無次元の演算子と合同になり、地平線条件は、その演算子の固有値が-1を横切るときに達成される通常のスペクトル閾値に帰着する。 通常は独立した仮説として仮定される自己共役性は、この定式化ではランダウ横断性のみから導かれ、摂動の1次特性は、よく知られたシュレーディンガー問題を支配するものとは異なる解析スケールを固定する。 ゴーストドレッシング関数が同じ演算子の対角レゾルベントと一致するため、グリボフの無極推定は、その主要なボルン次数切り捨てとして現れ、この識別は、推定が信頼できる領域と失敗する領域を同時に区切る。 この構成は、周期的な横方向の $SU(2)$ 背景の厳密解に対してテストされ、その閾値、そのボルン近似、およびボルンを超える補正はすべて閉じた形式を持ち、関連する作用とモード計数エントロピーは体積とともにスケーリングされ、4 次元で 2 つが釣り合う。 したがって、周期的な族は、基礎となるメカニズムの解ける参照ケースを提供するが、主張を一般的なヤン-ミルズ構成に拡張することは別の作業であり、その要件は明示的に述べられている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Open systems are ubiquitous in physics. Many realistic systems interact, at least weakly, with environmental degrees of freedom that may be too numerous, too complicated, inaccessible, or unknown. When only a subset of degrees of freedom is observed, its reduced dynamics can differ qualitatively from that of a closed system, displaying dissipation, noise, decoherence, memory effects, or loss of information into unobserved sectors. When the microscopic description is also unknown, one is led to an open effective description, in which the relevant degrees of freedom are treated systematically while the environment and the microscopics are parametrized rather than solved for explicitly. This perspective is especially important in gravity and cosmology. The main open problems of cosmology, including inflation, dark matter, and dark energy, involve spacetime-filling sectors whose microscopic nature is unknown and whose observed effects are primarily gravitational. At the same time, gravitational systems often lack a preferred notion of conserved energy because they are time dependent, and naturally display out-of-equilibrium dynamics. These lecture notes introduce the operator formalism and the Schwinger-Keldysh path-integral as tools to study open systems, with emphasis on open effective field theories and inflation. They are aimed at master students, PhD students, and researchers approaching these topics for the first time. | 開放系は物理学において遍在する。 多くの現実的な系は、環境の自由度と少なくとも弱い相互作用を持つが、その自由度は多すぎたり、複雑すぎたり、アクセスできなかったり、あるいは未知であったりする可能性がある。 自由度のサブセットのみが観測される場合、その縮小されたダイナミクスは閉鎖系のダイナミクスとは質的に異なり、散逸、ノイズ、デコヒーレンス、記憶効果、あるいは未観測領域への情報損失を示すことがある。 微視的な記述も未知である場合、開放有効記述へと導かれる。 この記述では、関連する自由度は体系的に扱われる一方、環境と微視的な要素は明示的に解かれるのではなく、パラメータ化される。 この視点は、重力と宇宙論において特に重要である。 インフレーション、ダークマター、ダークエネルギーといった宇宙論の主要な未解決問題は、微視的な性質が未知であり、観測される効果が主に重力的な時空充填領域に関わるものである。 同時に、重力系は時間依存性があり、非平衡ダイナミクスを自然に示すため、保存エネルギーという概念が必ずしも適切とは限りません。 本講義ノートでは、開放系を研究するためのツールとして、演算子形式とシュウィンガー・ケルディッシュ経路積分を紹介します。 特に、開放有効場理論とインフレーション理論に重点を置いています。 対象は、これらのトピックに初めて取り組む修士課程学生、博士課程学生、研究者です。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Renormalizing the on-shell action variation offers two important advantages over renormalizing the action itself. First, the variation of the action has a universal form in which the bulk contribution vanishes identically. As a result, the renormalization problem is automatically localized at the boundary; no bulk subtractions are required. Second, the variation of the action admits a natural interpretation as a 1-form on functional space. The distinction between exact and non-exact 1-forms provides a clear renormalization prescription. We apply these ideas to the computation of on-shell black hole actions. After presenting the general algorithm, we discuss some examples, including Kerr-Newman, Kerr-Newman-AdS, Taub-NUT, Taub-Bolt, and STU black holes. We also apply the same techniques to the computation of holographic Wilson loops. All results agree with standard results, in particular with holographic renormalization. | オンシェル作用変分を再規格化することは、作用自体を再規格化することに比べて、2つの重要な利点があります。 第一に、作用の変分は、バルク寄与が恒等的にゼロになる普遍的な形式を持ちます。 その結果、再規格化の問題は境界で自動的に局所化され、バルク減算は不要になります。 第二に、作用の変分は、関数空間上の1形式として自然に解釈できます。 厳密な1形式と非厳密な1形式の区別により、明確な再規格化の手順が示されます。 これらのアイデアをオンシェルブラックホール作用の計算に適用します。 一般的なアルゴリズムを示した後、Kerr-Newman、Kerr-Newman-AdS、Taub-NUT、Taub-Bolt、およびSTUブラックホールを含むいくつかの例について議論します。 また、同じ手法をホログラフィックウィルソンループの計算にも適用します。 すべての結果は、特にホログラフィック再規格化において、標準的な結果と一致します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Black hole thermodynamics for generic dynamical, non-equilibrium regimes remains a fundamental challenge. We establish dynamical entropy as the Noether charge associated with a generic evolving null surface subject to Dirichlet boundary conditions. We uniquely specify the symmetry generator associated with the dynamical entropy, which is a null vector on the null surface, upon requiring physically motivated geometric conditions that yield a notion of ``dynamical zeroth law.'' We prove that this Noether charge density satisfies the second law of thermodynamics strictly at each instant in time, bypassing the teleological final conditions traditionally required by event horizons. Thus, we extend and generalize the notion of dynamical entropy introduced in \cite{Hollands:2024vbe}, in some different ways: We do not impose background stationarity; our dynamical entropy and the associated second law are local in time and work for generic dynamical gravitational systems. | 一般的な動的非平衡レジームにおけるブラックホールの熱力学は、依然として根本的な課題である。 我々は、ディリクレ境界条件に従う一般的な進化するヌル面に関連付けられたネーター電荷として動的エントロピーを確立する。 我々は、物理的に動機付けられた幾何学的条件を要求することにより、「動的ゼロ法則」の概念をもたらすヌル面上のヌルベクトルである動的エントロピーに関連付けられた対称性生成子を一意に特定する。 我々は、このネーター電荷密度が各瞬間において厳密に熱力学第二法則を満たし、従来イベントホライズンによって要求されてきた目的論的な最終条件を回避することを証明する。 したがって、我々は、\cite{Hollands:2024vbe}で導入された動的エントロピーの概念をいくつかの異なる方法で拡張および一般化する。 我々は背景定常性を課さない。 我々の動的エントロピーとそれに関連する第二法則は時間的に局所的であり、一般的な動的重力系に適用される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Spacelike singularities supported by matter satisfying the null energy condition (NEC) are expected to fall within the Belinski--Khalatnikov--Lifshitz (BKL) paradigm. We show that controlled violations of the NEC in holography can lead to different black hole interiors. In a holographic model dual to a strongly coupled non-Hermitian $\mathcal{PT}$-symmetric QFT, we uncover a novel non-Kasner regime within its real, $\mathcal{PT}$-restored phase. The deep-interior geometry describes an isotropic FLRW cosmology undergoing super-accelerated expansion and approaching a Little Rip. This regime leaves a characteristic imprint on two-sided heavy-operator correlators, allowing it to be distinguished from a standard Kasner interior. Our construction provides a concrete holographic realization of a Little Rip cosmology and lays the groundwork for a Little Rip/CFT correspondence, in which such cosmological regimes can be explored through observables in a non-Hermitian quantum field theory. | ヌルエネルギー条件 (NEC) を満たす物質によって支えられる空間的特異点は、ベリンスキー-ハラトニコフ-リフシッツ (BKL) パラダイムの範囲内に収まると予想されます。 ホログラフィーで NEC の制御された違反が、異なるブラックホールの内部をもたらす可能性があることを示します。 強く結合した非エルミート $\mathcal{PT}$ 対称 QFT に双対なホログラフィック モデルで、その実数で $\mathcal{PT}$ 復元された相内に新しい非カスナー領域を発見しました。 深部内部の幾何学は、超加速膨張を経てリトル リップに近づく等方的な FLRW 宇宙論を記述します。 この領域は、両側重演算子相関関数に特徴的な痕跡を残し、標準的なカスナー内部と区別することができます。 私たちの構築は、リトルリップ宇宙論の具体的なホログラフィック実現を提供し、リトルリップ/CFT対応の基礎を築きます。 この対応では、非エルミート量子場理論における観測量を通して、そのような宇宙論的領域を探求することができます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Atoms falling freely into a Bañados-Teitelboim-Zanelli (BTZ) black hole in a Boulware-like vacuum are shown to emit radiation with a Planck spectrum at the Hawking temperature $T_{H}$. This leads to thermal Hawking-like radiation for a cloud of falling atoms prepared with random initial times. Moreover, the radiation is related to the relative equivalence principle, with the vacuum field modes accelerated with respect to the falling atom. The physics of the atom-field interactions is most easily described within a quantum optics approach, where each atom can be interpreted as a detector. Despite the topological nature of gravity in $(2+1)$ dimensions, the thermodynamic and radiation properties of BTZ black holes are still universally governed by the same near-horizon conformal quantum mechanics (CQM) applicable to higher-dimensional gravity. This universal conformal behavior is exhibited by all fields in the background of generic black holes, and generates an HBAR entropy $S_{\mathcal P}$ associated with the photon radiation field that mimics the Bekenstein-Hawking entropy $S_{\mathrm{BH}}=A/4$, proportional to the black-hole horizon area, and with the correct $1/4$ proportionality factor. | ボールウェアのような真空中でバニャドス・タイテルボイム・ザネリ（BTZ）ブラックホールに自由落下する原子は、ホーキング温度 $T_{H}$ でプランクスペクトルを持つ放射を放出することが示されています。 これは、ランダムな初期時間で準備された落下原子の雲に対して熱ホーキングのような放射をもたらします。 さらに、放射は相対等価原理に関連しており、真空場モードは落下する原子に対して加速されます。 原子と場の相互作用の物理は、各原子を検出器として解釈できる量子光学アプローチ内で最も簡単に記述できます。 $(2+1)$ 次元の重力の位相的性質にもかかわらず、BTZ ブラックホールの熱力学的および放射特性は、より高次元の重力に適用できる同じ近地平線共形量子力学（CQM）によって普遍的に支配されます。 この普遍的な共形挙動は、一般的なブラックホールの背景にあるすべての場によって示され、光子放射場に関連付けられたHBARエントロピー$S_{\mathcal P}$を生成します。 これは、ブラックホールの事象の地平線の面積に比例し、正しい比例係数$1/4$を持つベッケンシュタイン・ホーキングエントロピー$S_{\mathrm{BH}}=A/4$を模倣しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the space of four-dimensional ultraviolet completions for $\mathcal{N}=8$ supergravity that are described at low energies by weakly-coupled effective field theories (EFTs) with maximal supersymmetry and $\mathrm{SU}(4)\times\mathrm{SU}(4)$ R-symmetry. We show that tree-level factorization of the 4-, 5-, and 6-point EFT scattering amplitudes, together with a certain ``peculiar parity'' condition, leads to nonlinear constraints on the 4-point Wilson coefficients. This peculiar parity is a property that can only be imposed on a subset of scalar amplitudes. Combining the nonlinear constraints with positivity, we find that the allowed region of 4-point Wilson coefficients is reduced to a non-convex domain with two sharp corners: one being the closed superstring Virasoro--Shapiro amplitude, the other an infinite spin tower amplitude exchanging states of every spin at the same mass. We show both numerically and analytically that requiring a finite number of states near the first mass level leaves only the Virasoro--Shapiro amplitude. | 我々は、最大超対称性と $\mathrm{SU}(4)\times\mathrm{SU}(4)$ R 対称性を持つ弱結合有効場理論 (EFT) によって低エネルギーで記述される $\mathcal{N}=8$ 超重力の 4 次元紫外完成の空間を研究する。 我々は、4、5、および 6 点 EFT 散乱振幅のツリーレベルの因子分解と、ある種の「特異なパリティ」条件が、4 点ウィルソン係数に対する非線形制約につながることを示す。 この特異なパリティは、スカラー振幅のサブセットにのみ課すことができる性質である。 非線形制約と正値性を組み合わせると、4点ウィルソン係数の許容領域は、2つの鋭い角を持つ非凸領域に縮小されることがわかります。 1つは閉じた超弦のビラソロ・シャピロ振幅、もう1つは同じ質量ですべてのスピンの状態を交換する無限スピンタワー振幅です。 最初の質量レベル付近で有限個の状態を要求すると、ビラソロ・シャピロ振幅のみが残ることを、数値的にも解析的にも示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the two-dimensional Ising model deformed by the relevant thermal operator and placed on de Sitter (dS) spacetime. Despite being strongly interacting in its original formulation, the theory is exactly solvable on account of fermionisation. We compute exact cosmological correlators and compare them with conformal perturbation theory. In the Euclidean formulation of the model, we first compute the renormalised sphere partition function and the exact two-point functions of the thermal operator and descendant-like operators. We analytically continue the two-point functions to Lorentzian dS$_2$. Their late-time behaviour is governed by de Sitter representation theory and includes oscillations associated with principal-series scaling dimensions. We then analyse two-point functions of the spin and disorder operators, which are non-local in the fermionic variables, and derive non-perturbative constraints on their late-time scaling dimensions. In both cases, we compare the exact answers to conformal perturbation theory (CPT) and we show that divergent secular terms generically spoil the perturbative series at late times. The de Sitter Ising model shows explicitly how late-time perturbative pathologies are resummed in non-perturbative cosmological observables and provides a minimal solvable laboratory for quantum field theory dynamics in de Sitter space. | 我々は、関連する熱演算子によって変形され、ド・ジッター（dS）時空に配置された2次元イジングモデルを研究する。 この理論は、元の定式化では強い相互作用を持つにもかかわらず、フェルミオン化のおかげで厳密に解くことができる。 我々は、正確な宇宙論的相関関数を計算し、共形摂動論と比較する。 モデルのユークリッド定式化では、まず、繰り込み球分配関数と、熱演算子および子孫のような演算子の正確な2点関数を計算する。 我々は、2点関数をローレンツdS$_2$に解析的に接続する。 それらの後期の振る舞いは、ド・ジッター表現論によって支配され、主系列スケーリング次元に関連する振動が含まれる。 次に、フェルミオン変数に関して非局所的なスピン演算子と無秩序演算子の2点関数を解析し、それらの後期のスケーリング次元に対する非摂動的な制約を導出する。 どちらの場合も、厳密解を共形摂動論（CPT）と比較し、発散する永年項が一般的に後期の摂動級数を台無しにすることを示します。 ド・ジッター・イジング模型は、後期の摂動的な異常が非摂動的な宇宙論的観測量にどのように再集計されるかを明示的に示し、ド・ジッター空間における量子場理論のダイナミクスを検証するための最小限の解ける実験場を提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the dynamics of Krylov state complexity in finite-dimensional quantum systems. Orthogonal polynomials built on a discrete energy spectrum crowd away from regions where the density of states is low at large Krylov index. The physical implication of this result is that, even using a minimalist Krylov state complexity which is defined over the entire spectrum, the Krylov complexity provably stops growing a little past the Heisenberg length in every low-energy state. This has interesting implications for the proposal that Krylov complexity is related to the wormhole length in 2D quantum gravity. | 有限次元量子系におけるクリロフ状態複雑性のダイナミクスを研究する。 離散エネルギー スペクトル上に構築された直交多項式は、クリロフ指数が大きい場合、状態密度が低い領域から遠ざかる。 この結果の物理的な意味は、スペクトル全体で定義される最小限のクリロフ状態複雑性を用いた場合でも、クリロフ複雑性はすべての低エネルギー状態においてハイゼンベルク長を少し超えたところで増加が止まることが証明できるということである。 これは、クリロフ複雑性が2次元量子重力におけるワームホール長と関連しているという提案にとって興味深い意味を持つ。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The de Sitter horizon behaves in a qualitatively different way from a black hole horizon, which poses a challenge to any attempt to develop a fundamental quantum description of de Sitter space. In this paper we gather some ``data'' on this problem using gravitational calculations, seeing that they lead to an ``anti-scrambling'' phenomenon that is contrary to the behavior of standard many-body quantum systems. We organize our discussion in terms of correlation functions computed on the worldline of an observer living in the spacetime, with the two-point function looking like a conventional thermal correlator but the four-point function showing anti-scrambling. We propose that anti-scrambling can be realized in a quantum system whose Hamiltonian is bounded from both above and below using correlators that are folded in Euclidean time. | ド・ジッター地平線はブラックホール地平線とは質的に異なる振る舞いをするため、ド・ジッター空間の基本的な量子記述を開発しようとする試みは困難を極める。 本論文では、重力計算を用いてこの問題に関する「データ」を収集し、標準的な多体量子系の振る舞いとは逆の「反スクランブリング」現象が生じることを明らかにした。 我々は、時空に存在する観測者のワールドライン上で計算された相関関数に基づいて議論を展開し、2点相関関数は従来の熱相関関数に似ているが、4点相関関数は反スクランブリングを示すことを明らかにした。 反スクランブリングは、ユークリッド時間で折り畳まれた相関関数を用いて、ハミルトニアンが上下両方から制限されている量子系で実現できると提案する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Motivated by the problem of understanding the experience of an observer in dynamical quantum gravity, we study the effects of coupling a one-dimensional quantum mechanical system living on a bulk worldline to Euclidean AdS JT gravity. On the disk topology, where the worldline stretches between two boundary points, we derive exact expressions for the Euclidean propagator of the observer and for its correlation functions, and discuss their holographic interpretation. The main effect on the quantum mechanics is the fluctuation of the total Euclidean time for which the observer evolves, or its inverse temperature for closed Euclidean paths. This turns the standard quantum mechanical evolution operator into an average of those, weighted by a measure over Euclidean times which in the semiclassical limit is peaked around the geodesic distance between the boundary points. We characterize the fluctuations around this value, finding that they are small compared to the mean, but large compared to the effective Planck scale of the model. These fluctuations can be resolved by an observer with a finely spaced density of states. We also discuss the Lorentzian interpretation of these Euclidean calculations. Finally, we compute a contribution to the partition function of the observer coupled to gravity coming from the double trumpet. In this case the fluctuations of the effective temperature are large, reflecting the absence of a smooth semiclassical saddle point. | 動的量子重力における観測者の経験を理解するという問題に触発され、バルク世界線上に存在する一次元量子力学系をユークリッドAdS JT重力に結合させた場合の影響を研究する。 世界線が2つの境界点間に伸びるディスクトポロジーにおいて、観測者のユークリッド伝播関数とその相関関数の厳密な式を導出し、それらのホログラフィック解釈について議論する。 量子力学への主な影響は、観測者が進化する全ユークリッド時間、または閉じたユークリッド経路の場合はその逆温度のゆらぎである。 これにより、標準的な量子力学的進化演算子は、半古典極限では境界点間の測地距離付近でピークを持つユークリッド時間に関する尺度で重み付けされたそれらの平均となる。 この値付近のゆらぎを特徴づけ、平均値に比べると小さいが、モデルの実効プランクスケールに比べると大きいことがわかった。 これらのゆらぎは、微細な間隔で分布した状態密度を持つ観測者によって分解できる。 また、これらのユークリッド計算のローレンツ解釈についても議論する。 最後に、二重トランペットから生じる重力と結合した観測者の分配関数への寄与を計算する。 この場合、有効温度の変動は大きく、滑らかな半古典的鞍点が存在しないことを反映している。 |