<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.1d1 20130915//EN" "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">ptep</journal-id>
<journal-id journal-id-type="hwp">ptep</journal-id>
<journal-title-group>
<journal-title>Progress of Theoretical and Experimental Physics</journal-title>
</journal-title-group>
<issn pub-type="epub">2050-3911</issn>
<publisher>
<publisher-name>Oxford University Press</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="doi">10.1093/ptep/ptw078</article-id>
<article-id pub-id-type="publisher-id">ptw078</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Papers</subject>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Theoretical Particle Physics</subject>
</subj-group>
</subj-group>
<subj-group subj-group-type="hwp-journal-coll">
<subject>A13</subject>
<subject>B10</subject>
<subject>B24</subject>
<subject>B29</subject>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Duality in <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation1"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> Liouville theory and moonshine phenomena</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Eguchi</surname><given-names>Tohru</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="PTW044_aff1"><sup>1</sup></xref>
<xref ref-type="corresp" rid="PTW044_cor1">*</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Sugawara</surname><given-names>Yuji</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="PTW044_aff2"><sup>2</sup></xref>
<xref ref-type="corresp" rid="PTW044_cor1">*</xref>
</contrib>
<aff id="PTW044_aff1"><addr-line><sup>1</sup>Department of Physics and Research Center for Mathematical Physics, Rikkyo University, Tokyo 171-8501, Japan</addr-line></aff>
<aff id="PTW044_aff2"><addr-line><sup>2</sup> Department of Physical Sciences, College of Science and Engineering, Ritsumeikan University, Shiga 525-8577, Japan</addr-line></aff>
</contrib-group>
<author-notes>
<corresp id="PTW044_cor1"><label>*</label>E-mail: <email>tohru.eguchi@gmail.com</email>, <email>ysugawa@se.ritsumei.ac.jp</email></corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="ppub"><month>06</month><year>2016</year></pub-date>
<pub-date pub-type="epub"><day>30</day><month>06</month><year>2016</year></pub-date>
<volume>2016</volume>
<issue>6</issue>
<elocation-id>063B02</elocation-id>
<history>
<date date-type="received"><day>24</day><month>3</month><year>2016</year></date>
<date date-type="accepted"><day>29</day><month>4</month><year>2016</year></date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>&#x00A9; The Author(s) 2016. Published by Oxford University Press on behalf of the Physical Society of Japan.</copyright-statement>
<copyright-year>2016</copyright-year>
<license xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" license-type="creative-commons" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<license-p>This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (<ext-link xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" ext-link-type="uri">http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/</ext-link>), which permits unrestricted reuse, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.</license-p>
<license-p>Funded by SCOAP<sup>3</sup></license-p>
</license>
</permissions>
<self-uri content-type="pdf" xlink:href="ptw078.pdf"/>
<abstract>
<p>We consider the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation2"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> Liouville theory by varying the linear dilaton coupling constant <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation3"><![CDATA[$\cal{Q}$]]></tex-math></inline-formula>. It is known that, at two different values of coupling constant <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation4"><![CDATA[${\cal Q}=\sqrt{{2\over N}},-(N-1)\sqrt{{2\over N}}$]]></tex-math></inline-formula>, the system exhibits two different small <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation5"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> superconformal symmetries with central charge <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation6"><![CDATA[$c=6$]]></tex-math></inline-formula> and <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation7"><![CDATA[$c=6(N-1)$]]></tex-math></inline-formula>, respectively. In the context of string theory these two theories are considered to describe the Coulomb and Higgs branches of the theory and are expected to be dual to each other. We study the Mathieu and umbral moonshine phenomena in these two theories and discuss their dual descriptions. We mainly consider the case of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation8"><![CDATA[$A_N$]]></tex-math></inline-formula>-type modular invariants.</p>
</abstract>
<kwd-group kwd-group-type="jel">
<title>Subject Index</title>
<kwd>A13</kwd>
<kwd>B10</kwd>
<kwd>B24</kwd>
<kwd>B29</kwd>
</kwd-group>
<counts>
<page-count count="34"/></counts>
<custom-meta-group>
<custom-meta>
<meta-name>arxiv-id</meta-name>
<meta-value>arXiv:1603.02903</meta-value>
</custom-meta>
</custom-meta-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1"><label>1.</label><title>Introduction</title>
<p>In this paper we study the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation9"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> supersymmetric Liouville theory in order to have a deeper understanding of the Mathieu and umbral moonshine phenomena discovered recently   [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C1">1</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C3">3</xref>]. It is known that, when one perturbs the large <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation10"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> theory by varying the strength of the linear dilaton term <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation11"><![CDATA[${\cal Q}$]]></tex-math></inline-formula>, there are two special values of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation12"><![CDATA[${\cal Q}$]]></tex-math></inline-formula> where the theory possesses small <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation13"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> supersymmetry  with the central charges <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation14"><![CDATA[$c=6$]]></tex-math></inline-formula> and <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation15"><![CDATA[$c=6(N-1)$]]></tex-math></inline-formula>. These two theories have different <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation16"><![CDATA[$SU(2)_R$]]></tex-math></inline-formula> symmetries, i.e., different components of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation17"><![CDATA[$SO(4)=SU(2)\times SU(2)$]]></tex-math></inline-formula> of large <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation18"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> Liouville theory. In the context of string theory, these describe the Higgs and Coulomb branches of the theory and are expected to have descriptions dual to each other. </p>
<p>While the values of the central charges (<inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation19"><![CDATA[$c=6, \, 6(N-1)$]]></tex-math></inline-formula>) appear to differ greatly at large <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation20"><![CDATA[$N$]]></tex-math></inline-formula>, it is known that the value of the effective central charge does not vary much in Liouville theory as dilaton coupling is varied. Thus we have dual pairs of  <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation21"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> conformal field theories (CFTs) (cases 1 and 2) with comparable degrees of freedom. We introduce various assumptions on the elliptic genera of the case 1,2 theories and derive algebraic identities and inequalities. We can determine the shadows and elliptic genera of the case 1,2 theories that exhibit nice dual descriptions. We also discuss the relation of Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C4">4</xref>] to case 1 theories.</p>
<p>We work mainly with <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation22"><![CDATA[$A$]]></tex-math></inline-formula>-type modular invariants in this paper; there are some subtleties in the case of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation23"><![CDATA[$D,E$]]></tex-math></inline-formula>-type modular invariants of umbral moonshine, which will be discussed in a future publication.</p>
</sec>
<sec id="s2"><label>2.</label><title>Preliminaries: Free-field realizations of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation24"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> superconformal systems</title>
<p>In this preliminary section we summarize the basic properties of the large/small <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation25"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> superconformal algebras and their free-field realizations.</p>
<sec id="s2.1"><label>2.1</label><title>Large <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation26"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> superconformal algebra</title>
<p>The large <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation27"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> superconformal algebra (SCA), often denoted by &#x201C;<inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation28"><![CDATA[${\cal A}_{\gamma}$]]></tex-math></inline-formula>&#x201D;,  is defined as the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation29"><![CDATA[$SO(4) = SU(2)\times SU(2)$]]></tex-math></inline-formula> extension of Virasoro algebra [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C5">5</xref>] (see also Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C6">6</xref>] for a good summary). We have a stress--energy tensor <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation30"><![CDATA[$T$]]></tex-math></inline-formula>, four supercurrents <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation31"><![CDATA[$G^a$]]></tex-math></inline-formula> (<inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation32"><![CDATA[$a=0,\ldots,3$]]></tex-math></inline-formula>), two <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation33"><![CDATA[$SU(2)$]]></tex-math></inline-formula> currents <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation34"><![CDATA[$A^{+,i}$]]></tex-math></inline-formula>, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation35"><![CDATA[$A^{-,i}$]]></tex-math></inline-formula> (<inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation36"><![CDATA[$i=1,\ldots,3$]]></tex-math></inline-formula>) whose levels are <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation37"><![CDATA[$k^+$]]></tex-math></inline-formula>, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation38"><![CDATA[$k^-$]]></tex-math></inline-formula>, one <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation39"><![CDATA[$U(1)$]]></tex-math></inline-formula> current <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation40"><![CDATA[$U$]]></tex-math></inline-formula>, and four Majorana fermions <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation41"><![CDATA[$Q^a$]]></tex-math></inline-formula> (<inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation42"><![CDATA[$a=0,\ldots, 3$]]></tex-math></inline-formula>). The unitarity requires that <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation43"><![CDATA[$k^+$]]></tex-math></inline-formula>, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation44"><![CDATA[$k^-$]]></tex-math></inline-formula> should be positive integers, and the central charge is given as
<disp-formula id="PTW078M2_1"><label>(2.1)</label><mml:math id="MM1" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>We set <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation45"><![CDATA[$\gamma :=  \frac{k^-}{k^+ + k^-}$]]></tex-math></inline-formula>, which parameterizes the &#x201C;mixing&#x201D; of two <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation46"><![CDATA[$SU(2)$]]></tex-math></inline-formula> currents. The nontrivial part of the large <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation47"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> algebra is written as follows:<xref ref-type="fn" rid="FN1"><sup>1</sup></xref>
<disp-formula id="PTW078M2_2"><label>(2.2)</label><graphic xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="ptw078M1"/></disp-formula>
where we have introduced the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation48"><![CDATA[$4\times 4$]]></tex-math></inline-formula> matrices
<disp-formula id="PTW078M2_3"><label>(2.3)</label><mml:math id="MM2" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x00B1;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x00B1;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2213;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03F5;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
(the third term only contributes if <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation49"><![CDATA[$a,b\neq 0$]]></tex-math></inline-formula>). They obey the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation50"><![CDATA[$SO(4)$]]></tex-math></inline-formula> commutation relations:
<disp-formula id="PTW078M2_4"><label>(2.4)</label><mml:math id="MM3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo fence="false" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x00B1;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x00B1;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="false" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03F5;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x00B1;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext>&ensp;</mml:mtext><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&ensp;&ensp;&ensp;</mml:mtext><mml:mo fence="false" stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x00B1;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2213;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="false" stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mtext>&ensp;</mml:mtext><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&ensp;&ensp;&ensp;</mml:mtext><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x00B1;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x00B1;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext>&ensp;</mml:mtext><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
</sec>
<sec id="s2.2"><label>2.2</label><title>Free-field realization of large <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation51"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> SCA</title>
<p>Let us consider a conformal system composed of a free boson <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation52"><![CDATA[$\phi$]]></tex-math></inline-formula>, four Majorana fermions <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation53"><![CDATA[$\psi^a$]]></tex-math></inline-formula> (<inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation54"><![CDATA[$a=0,\ldots, 3$]]></tex-math></inline-formula>), and an <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation55"><![CDATA[$SU(2)_k$]]></tex-math></inline-formula> current <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation56"><![CDATA[$j^i$]]></tex-math></inline-formula> <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation57"><![CDATA[$(i=1,2,3)$]]></tex-math></inline-formula>. <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation58"><![CDATA[$\phi$]]></tex-math></inline-formula> and <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation59"><![CDATA[$\psi^a$]]></tex-math></inline-formula> are normalized as <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation60"><![CDATA[$\phi(z)\phi(w) \sim -\ln (z-w)$]]></tex-math></inline-formula>, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation61"><![CDATA[$\psi^a(z)\psi^b(w) \sim \frac{\delta^{ab}}{z-w}$]]></tex-math></inline-formula>, and the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation62"><![CDATA[$SU(2)_k$]]></tex-math></inline-formula> current algebra is written in our convention as
<disp-formula id="PTW078M2_5"><label>(2.5)</label><mml:math id="MM4" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mi>&#x03F5;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mtext>&ensp;</mml:mtext><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>We can combine the fermionic components to the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation63"><![CDATA[$SU(2)$]]></tex-math></inline-formula> currents, and obtain the level <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation64"><![CDATA[$N \equiv k+2$]]></tex-math></inline-formula> &#x201C;total currents&#x201D;:
<disp-formula id="PTW078M2_6"><label>(2.6)</label><mml:math id="MM5" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mi>J</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03F5;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>We set
<disp-formula id="PTW078M2_7"><label>(2.7)</label><mml:math id="MM6" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>6</mml:mn></mml:mfrac><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03F5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x00A0;</mml:mo><mml:mo>&#x00A0;</mml:mo><mml:mo>&#x00A0;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>N</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x00A0;</mml:mo><mml:mo>&#x00A0;</mml:mo><mml:mo>&#x00A0;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>N</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>More explicitly, we can rewrite
<disp-formula id="PTW078M2_8"><label>(2.8)</label><mml:math id="MM7" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac></mml:msqrt><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
which corresponds to the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation65"><![CDATA[${\cal N}=1$]]></tex-math></inline-formula> subalgebra (<inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation66"><![CDATA[$\psi^0$]]></tex-math></inline-formula> is identified as the superpartner of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation67"><![CDATA[$\phi$]]></tex-math></inline-formula>), and also
<disp-formula id="PTW078M2_9"><label>(2.9)</label><mml:math id="MM8" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac></mml:msqrt><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03F5;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03F5;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="PTW078M2_10"><label>(2.10)</label><mml:math id="MM9" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>&#x03F5;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mtext>&ensp;</mml:mtext><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&ensp;&ensp;&ensp;</mml:mtext><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>&#x03F5;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msup><mml:mtext>&ensp;</mml:mtext><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>They generate the large <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation68"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> algebra with parameters
<disp-formula id="PTW078M2_11"><label>(2.11)</label><mml:math id="MM10" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&ensp;&ensp;&ensp;</mml:mtext><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&ensp;&ensp;&ensp;</mml:mtext><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&ensp;&ensp;&ensp;</mml:mtext><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>In fact, the total central charge is calculated as
<disp-formula id="PTW078M2_12"><label>(2.12)</label><mml:math id="MM11" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>As is familiar, the &#x201C;zero-mode subalgebra&#x201D; of the large <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation69"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> is the super-Lie algebra <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation70"><![CDATA[$D(2,1;\alpha)$]]></tex-math></inline-formula> with <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation71"><![CDATA[$\alpha \equiv %\gamma/(1-\gamma) \frac{\gamma}{1-\gamma} $]]></tex-math></inline-formula> generated by <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation72"><![CDATA[$L_0$]]></tex-math></inline-formula>, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation73"><![CDATA[$L_{\pm 1}$]]></tex-math></inline-formula>, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation74"><![CDATA[$G^a_{\pm 1/2}$]]></tex-math></inline-formula>, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation75"><![CDATA[$A^{\pm,i}_0$]]></tex-math></inline-formula>, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation76"><![CDATA[$U_0$]]></tex-math></inline-formula>, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation77"><![CDATA[$Q^a_{\pm 1/2}$]]></tex-math></inline-formula> (for the Neveu--Schwarz (NS) sector).</p>
</sec>
<sec id="s2.3"><label>2.3</label><title>Deformation by linear dilaton</title>
<p>We next consider a deformation of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M2_7">2.7</xref>) by turning on the linear dilaton (background charge) along <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation78"><![CDATA[$\phi$]]></tex-math></inline-formula>. We shall deform it as
<disp-formula id="PTW078M2_13"><label>(2.13)</label><mml:math id="MM12" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x00A0;</mml:mo><mml:mo>&#x2192;</mml:mo><mml:mo>&#x00A0;</mml:mo><mml:mover accent='true'><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>&#x02DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x00A0;</mml:mo><mml:mo>&#x2192;</mml:mo><mml:mo>&#x00A0;</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent='true'><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>&#x02DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>a</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>It keeps the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation79"><![CDATA[${\cal N}=1$]]></tex-math></inline-formula> superconformal symmetry generated by <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation80"><![CDATA[$\widetilde{T}(z)$]]></tex-math></inline-formula>, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation81"><![CDATA[$\widetilde{G}^0(z)$]]></tex-math></inline-formula>. In other words, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation82"><![CDATA[$\widetilde{G}^a(z)$]]></tex-math></inline-formula> behaves as spin-3/2 primary fields with respect to the deformed stress tensor <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation83"><![CDATA[$\widetilde{T}(z)$]]></tex-math></inline-formula>:
<disp-formula id="PTW078M2_14"><label>(2.14)</label><mml:math id="MM13" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mn>3</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>The central charge is shifted as
<disp-formula id="PTW078M2_15"><label>(2.15)</label><mml:math id="MM14" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the end, we obtain the modified large <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation84"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> SCA generated by <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation85"><![CDATA[$\{\widetilde{T},\, \widetilde{G},\, A^{\pm,i}, \, Q^a, \,  U\}$]]></tex-math></inline-formula> as follows:
<disp-formula id="PTW078M2_16"><label>(2.16)</label><graphic xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="ptw078M2"/></disp-formula>
where <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation86"><![CDATA[$\tilde{\gamma}$]]></tex-math></inline-formula> is defined as
<disp-formula id="PTW078M2_17"><label>(2.17)</label><mml:math id="MM15" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:msqrt><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:msqrt></mml:mfrac><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:msqrt><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:msqrt></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Here we point out a fact that will be crucial in our arguments: even though the central charge (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M2_15">2.15</xref>) depends on the background charge <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation87"><![CDATA[${\cal Q}$]]></tex-math></inline-formula>, the <italic>effective central charge</italic> [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C7">7</xref>], which counts the net degrees of freedom, is unchanged under the deformation by linear dilaton. In the relevant system, the effective central charge should be
<disp-formula id="PTW078M2_18"><label>(2.18)</label><mml:math id="MM16" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>eff</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
irrespective of the value of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation88"><![CDATA[${\cal Q}$]]></tex-math></inline-formula>.</p>
<p>To conclude this section, we note that the whole SCA (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M2_16">2.16</xref>) reduces to the small <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation89"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> SCA, if we choose particular values of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation90"><![CDATA[${\cal Q}$]]></tex-math></inline-formula>. In fact, inspecting the operator product expansion (OPE) of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation91"><![CDATA[$A^{\pm,i}(z)\widetilde{G}^a(0)$]]></tex-math></inline-formula> given in (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M2_16">2.16</xref>), we find that spin-1/2 currents <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation92"><![CDATA[$Q^a$]]></tex-math></inline-formula> decouple when we set <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation93"><![CDATA[$\tilde{\gamma}=0$]]></tex-math></inline-formula> or <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation94"><![CDATA[$\tilde{\gamma}=1$]]></tex-math></inline-formula>. We thus obtain the next two &#x201C;small <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation95"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> points&#x201D;:</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p>Case 1. <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation96"><![CDATA[${\cal Q}= \sqrt{\frac{2}{N}}$]]></tex-math></inline-formula>: small <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation97"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> SCA of level <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation98"><![CDATA[$k^-=1$]]></tex-math></inline-formula>]</p>
<p>This case is just the familiar Callan--Harvey--Strominger (CHS) superconformal system [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C8">8</xref>]. We have <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation99"><![CDATA[$\tilde{c}=6$]]></tex-math></inline-formula> and <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation100"><![CDATA[$\tilde{\gamma} = 0$]]></tex-math></inline-formula>. Then, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation101"><![CDATA[$A^{+,i}(z)$]]></tex-math></inline-formula>, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation102"><![CDATA[$Q^a(z)$]]></tex-math></inline-formula>, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation103"><![CDATA[$U(z)$]]></tex-math></inline-formula> are decoupled, and <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation104"><![CDATA[$\{\widetilde{T}(z),\, \widetilde{G}^a(z),\, A^{-,i}(z)\}$]]></tex-math></inline-formula> generate the small <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation105"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> SCA of level 1.</p></list-item>
<list-item><p>Case 2. <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation106"><![CDATA[${\cal Q}=-(N-1)\sqrt{\frac{2}{N}}$]]></tex-math></inline-formula>: small <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation107"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> SCA of level <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation108"><![CDATA[$k^+=N-1$]]></tex-math></inline-formula>]</p>
<p>In this case, we have <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation109"><![CDATA[$\tilde{c}= 6(N-1)$]]></tex-math></inline-formula> and <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation110"><![CDATA[$\tilde{\gamma}= 1$]]></tex-math></inline-formula>. Then, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation111"><![CDATA[$A^{-,i}(z)$]]></tex-math></inline-formula>, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation112"><![CDATA[$Q^a(z)$]]></tex-math></inline-formula>, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation113"><![CDATA[$U(z)$]]></tex-math></inline-formula> are decoupled, and <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation114"><![CDATA[$\{\widetilde{T}(z),\,\widetilde{G}^a(z),\, A^{+,i}(z)\}$]]></tex-math></inline-formula> generate the small <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation115"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> SCA with level <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation116"><![CDATA[$k^+=N-1$]]></tex-math></inline-formula>.</p></list-item></list>
<p>These types of reductions from the large <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation117"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> to the small <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation118"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> with level <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation119"><![CDATA[$k^+$]]></tex-math></inline-formula> or <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation120"><![CDATA[$k^-$]]></tex-math></inline-formula> have already been discussed in Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C5">5</xref>], and also potentially utilized in Refs. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C9">9</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C10">10</xref>] in order to construct the Feigin--Fuchs representation of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation121"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> SCFT. In the context of string theory on the NS5--NS1 background, case 1 is identified with the world-sheet CFT for the &#x201C;short string&#x201D; sector (or that describing the &#x201C;Coulomb branch tube&#x201D;), while case 2 corresponds to the &#x201C;long string&#x201D; sector (or the &#x201C;Higgs branch tube&#x201D;) [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C11">11</xref>]. Therefore, they are expected to be dual to each other from the viewpoints of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation122"><![CDATA[$\mbox{AdS}_3/\mbox{CFT}_2$]]></tex-math></inline-formula> duality. In our discussions later, this fact would suggest the existence of two different descriptions of the umbral moonshine [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C2">2</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C3">3</xref>] based on cases 1 and 2. Indeed, these two theories have equal effective central charges, as has already been mentioned, which implies essentially the same asymptotic growth of massive (non-Bogomol&#x2019;nyi--Prasad--Sommerfield (BPS)) excitations characterizing the moonshine phenomena.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s3"><label>3.</label><title>Elliptic genera of the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation123"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> Liouville model</title>
<sec id="s3.1"><label>3.1</label><title>Outline sketch</title>
<p>Our main purpose is to evaluate the elliptic genera of the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation124"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> Liouville theory with suitable Liouville potentials. However, it seems hard to directly carry out this computation because of the complexity of the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation125"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> Liouville potentials. </p>
<p>We shall thus take another route: we regard the relevant <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation126"><![CDATA[${\cal N}=4 $]]></tex-math></inline-formula> superconformal system as the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation127"><![CDATA[$\mathbb Z_N$]]></tex-math></inline-formula>-orbifold of
<disp-formula id="PTW078UM1"><mml:math id="UM1" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2245;</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mtext>&ensp;Liouville</mml:mtext></mml:mstyle><mml:msub><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac></mml:msqrt></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
for &#x201C;case 1&#x201D; (<inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation128"><![CDATA[$\hat{c} =2$]]></tex-math></inline-formula>) [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C12">12</xref>], and then try to deform the system into &#x201C;case 2&#x201D; (<inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation129"><![CDATA[$\hat{c}=2(N-1)$]]></tex-math></inline-formula>). The following statements are crucial in our evaluation of the elliptic genus of case 2.</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p>(i) Cases 1 and 2 correspond to theories with different central charges. Nevertheless, these two theories should possess equal effective central charges (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M2_18">2.18</xref>):
<disp-formula id="PTW078UM2"><mml:math id="UM2" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>eff</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
as we have already emphasized. <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation130"><![CDATA[$c_{\mbox{eff}}$]]></tex-math></inline-formula> characterizes the asymptotic growth of the degeneracy of states due to the Cardy formula. In terms of the elliptic genus, since <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation131"><![CDATA[${\cal Z}^{(\mbox{NS})}(\tau) \equiv {\cal Z}^{(\mbox{NS})}(\tau, 0) :=  q^{\frac{\hat{c}}{8}}  {\cal Z}\left(\tau,  \frac{\tau+1}{2} \right)$]]></tex-math></inline-formula> is <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation132"><![CDATA[$S$]]></tex-math></inline-formula>-invariant, (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M2_18">2.18</xref>) implies that the IR behavior of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation133"><![CDATA[${\cal Z}^{(\mbox{NS})}(\tau)$]]></tex-math></inline-formula> becomes<xref ref-type="fn" rid="FN2"><sup>2</sup></xref>
<disp-formula id="PTW078M3_1"><label>(3.1)</label><mml:math id="MM17" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:munder><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">lim</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>eff</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub><mml:mn>24</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>NS</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:munder><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">lim</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>NS</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>For case 1, we can  easily confirm that this condition is satisfied. We will later discuss how we can refine the constraint (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_1">3.1</xref>) due to the  <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation134"><![CDATA[$SU(2)_{N-2}$]]></tex-math></inline-formula> symmetry that is part of the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation135"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> superconformal symmetry in case 2. Indeed, the resultant constraint will play a crucial role in determining the elliptic genus of case 2.</p></list-item>
<list-item><p>(ii) When evaluating the elliptic genera, the contributing states in these systems are weighted by <italic>different</italic> <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation136"><![CDATA[$U(1)$]]></tex-math></inline-formula> currents. Namely, setting
<disp-formula id="PTW078M3_2"><label>(3.2)</label><mml:math id="MM18" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x00B1;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msqrt><mml:mn>2</mml:mn></mml:msqrt></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2213;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1cm" /><mml:msup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x00B1;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msqrt><mml:mn>2</mml:mn></mml:msqrt></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x00B1;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation137"><![CDATA[$U(1)_R$]]></tex-math></inline-formula> current for each case is written as follows:
<list list-type="bullet">
<list-item><p>case 1 :
<disp-formula id="PTW078M3_3"><label>(3.3)</label><mml:math id="MM19" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mi>J</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p></list-item>
<list-item><p>case 2 :
<disp-formula id="PTW078M3_4"><label>(3.4)</label><mml:math id="MM20" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mi>J</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p></list-item></list></p></list-item>
<list-item><p>(iii) Elliptic genera should be invariant under generic marginal deformations, at least for the holomorphic part that is contributed from the BPS states. Moreover, the nonholomorphic part (&#x201C;holomorphic anomaly&#x201D;) only includes the continuous spectrum propagating in the asymptotic region where the relevant Liouville potentials are negligible. These facts imply that both the holomorphic and nonholomorphic terms of the elliptic genus of case 2 do not depend on the details of the Liouville potential.</p></list-item>
</list>
<p>Based on these considerations, we propose that the elliptic genus of case 2 can be uniquely determined in the following way:</p>
<list list-type="bullet">
<list-item><p>We first evaluate the elliptic genus of case 1, i.e., <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation138"><![CDATA[${\cal Z}^{\mbox{case 1}}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item><p>Secondly, we deform the holomorphic anomaly term in <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation139"><![CDATA[${\cal Z}^{\mbox{case 1}}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula>, taking account of the distinction between the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation140"><![CDATA[$U(1)$]]></tex-math></inline-formula> currents of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_3">3.3</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_4">3.4</xref>). The expected nonholomorphic term should  be expanded in terms of the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation141"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> massive characters of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation142"><![CDATA[$\hat{c}=2(N-1)$]]></tex-math></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item><p>Finally, we determine the holomorphic part of the elliptic genus desired, which is expected to be written in terms of the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation143"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> massless characters of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation144"><![CDATA[$\hat{c}=2(N-1)$]]></tex-math></inline-formula>. It will be crucial that the possible ambiguity by adding general holomorphic Jacobi forms can be removed by examining the IR behavior of the NS-sector elliptic genus, which extends the argument of effective central charge  given above.</p></list-item>
</list>
</sec>
<sec id="s3.2"><label>3.2</label><title>Preliminaries</title>
<sec id="s3.2.1"><label>3.2.1</label><title>Branching relation for the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation145"><![CDATA[${\cal N}=2$]]></tex-math></inline-formula> minimal model</title>
<p>As preparation, we start with recalling the coset construction of the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation146"><![CDATA[${\cal N}=2$]]></tex-math></inline-formula> minimal model.</p>
<p>The <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation147"><![CDATA[$SU(2)_k$]]></tex-math></inline-formula> character for the spin-<inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation148"><![CDATA[$\ell/2$]]></tex-math></inline-formula>-integrable representation is given as
<disp-formula id="PTW078M3_5"><label>(3.5)</label><mml:math id="MM21" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x0398;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x0398;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x0398;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>&#x0398;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
and the string function <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation149"><![CDATA[$c^{\ell}_m(\tau)$]]></tex-math></inline-formula>  is defined by the expansion
<disp-formula id="PTW078M3_6"><label>(3.6)</label><mml:math id="MM22" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>The branching relation describing the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation150"><![CDATA[${\cal N}=2$]]></tex-math></inline-formula> minimal model as the supercoset
<disp-formula id="PTW078UM3"><mml:math id="UM3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>O</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula>
is written as<xref ref-type="fn" rid="FN3"><sup>3</sup></xref>
<disp-formula id="PTW078M3_7"><label>(3.7)</label><mml:math id="MM23" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
where the branching function <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation151"><![CDATA[$\chi_m^{\ell,s}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> is explicitly written as
<disp-formula id="PTW078M3_8"><label>(3.8)</label><mml:math id="MM24" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>The characters of the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation152"><![CDATA[${\cal N}=2$]]></tex-math></inline-formula> minimal model are written in terms of the branching functions as follows:
<disp-formula id="PTW078M3_9"><label>(3.9)</label><mml:math id="MM25" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='right'><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mtext>NS</mml:mtext><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mover accent='true'><mml:mrow><mml:mtext>NS</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy='true'>&#x02DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mover accent='true'><mml:mtext>R</mml:mtext><mml:mo stretchy='true'>&#x02DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>Now, the parameter <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation153"><![CDATA[$w$]]></tex-math></inline-formula> in (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_7">3.7</xref>) is interpreted as the deformation parameter <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation154"><![CDATA[$\tilde{\gamma}$]]></tex-math></inline-formula> (or <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation155"><![CDATA[${\cal Q}$]]></tex-math></inline-formula>) in the previous section. It is explicitly identified as
<disp-formula id="PTW078M3_10"><label>(3.10)</label><mml:math id="MM26" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
and the corresponding <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation156"><![CDATA[$U(1)_R$]]></tex-math></inline-formula> current is given as
<disp-formula id="PTW078M3_11"><label>(3.11)</label><mml:math id="MM27" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mi>J</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>The relevant branching relations are summarized as</p>
<list list-type="bullet">
<list-item><p><inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation157"><![CDATA[$\tilde{\gamma} =0$]]></tex-math></inline-formula> {\bf (case 1):}
<disp-formula id="PTW078M3_12"><label>(3.12)</label><mml:math id="MM28" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula></p></list-item>
<list-item><p><inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation158"><![CDATA[$\tilde{\gamma} =1$]]></tex-math></inline-formula> {\bf (case 2):}
<disp-formula id="PTW078M3_13"><label>(3.13)</label><mml:math id="MM29" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p></list-item>
</list>
</sec>
<sec id="s3.2.2"><label>3.2.2</label><title>Modular completions</title>
<p>Let us introduce some notations. For <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation159"><![CDATA[$N (\in \mathbb Z_{>0})$]]></tex-math></inline-formula>, we set
<disp-formula id="PTW078M3_14"><label>(3.14)</label><mml:math id="MM30" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:=</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:msup><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1cm" /><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&ensp;</mml:mtext><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
and, for <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation160"><![CDATA[$N, K (\in \mathbb Z_{>0})$]]></tex-math></inline-formula>,
<disp-formula id="PTW078M3_15"><label>(3.15)</label><mml:math id="MM31" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x00A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x2124;</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>K</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mtext>&#x00A0;</mml:mtext><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>&#x2124;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>K</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi><mml:msup><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>We often use the abbreviation <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation161"><![CDATA[$F^{(N)}(v,a) \equiv F^{(N,1)}(v,a)$]]></tex-math></inline-formula>. Note that the extended discrete character of the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation162"><![CDATA[$SL(2)/U(1)$]]></tex-math></inline-formula> supercoset with <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation163"><![CDATA[$\hat{c} = 1+ \frac{2K}{N}$]]></tex-math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C13">13</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C14">14</xref>] is written as
<disp-formula id="PTW078M3_16"><label>(3.16)</label><mml:math id="MM32" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>dis</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>The modular completion of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation164"><![CDATA[$f^{(N)}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> is defined as [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C15">15</xref>]:
<disp-formula id="PTW078M3_17"><label>(3.17)</label><mml:math id="MM33" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
where we set
<disp-formula id="PTW078M3_18"><label>(3.18)</label><mml:math id="MM34" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x00A0;</mml:mtext><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>&#x2124;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mtext>sgn</mml:mtext><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mtext>Erfc</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mtext>&#x00A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>&#x2124;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x211D;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mi>p</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>Here, we denote <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation165"><![CDATA[$\tau_2 \equiv \mbox{Im}\, \tau$]]></tex-math></inline-formula> and <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation166"><![CDATA[$\mbox{Erfc}(x)$]]></tex-math></inline-formula> is the error function (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078MA12">A12</xref>). <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation167"><![CDATA[$\widehat{F}^{(N)}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> is a weight <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation168"><![CDATA[$1$]]></tex-math></inline-formula>, index <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation169"><![CDATA[$N$]]></tex-math></inline-formula> (real analytic) weak Jacobi form [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C15">15</xref>].</p>
<p>It is useful to rewrite (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_17">3.17</xref>) by introducing the antisymmetrization
<disp-formula id="PTW078UM4"><mml:math id="UM4" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>We note that
<disp-formula id="PTW078UM5"><mml:math id="UM5" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
since the completion <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation170"><![CDATA[$\widehat{F}^{(N)}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> gives an odd function of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation171"><![CDATA[$z$]]></tex-math></inline-formula> (see, e.g., Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C14">14</xref>]). Then, we obtain
<disp-formula id="PTW078M3_19"><label>(3.19)</label><mml:math id="MM35" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent='true'><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mtext>&#x200A;</mml:mtext><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x2124;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x0398;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mtext>&#x200A;</mml:mtext><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x0398;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the second line of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_19">3.19</xref>), we made use of the facts that <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation172"><![CDATA[$\theta_{Nj,N}^{[-]}(\tau,z) \equiv 0$]]></tex-math></inline-formula> <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation173"><![CDATA[$({}^{\forall} j \in \mathbb Z)$]]></tex-math></inline-formula> and
<disp-formula id="PTW078UM6"><mml:math id="UM6" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1cm" /><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>We also introduce the modular completion of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation174"><![CDATA[$F^{(N,K)}(v,a)$]]></tex-math></inline-formula> (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_15">3.15</xref>) [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C14">14</xref>]:
<disp-formula id="PTW078M3_20"><label>(3.20)</label><mml:math id="MM36" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent='true'><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x2124;</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>K</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mover accent='true'><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mtext>&#x00A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x2124;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x0398;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>K</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>In particular, for the cases of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation175"><![CDATA[$K=1$]]></tex-math></inline-formula>, the function <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation176"><![CDATA[$ \widehat{F}^{(N)}(v,a) \equiv \widehat{F}^{(N,1)}(v,a) $]]></tex-math></inline-formula> becomes
<disp-formula id="PTW078M3_21"><label>(3.21)</label><mml:math id="MM37" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
</sec>
</sec>
<sec id="s3.3"><label>3.3</label><title>Case 1 models</title>
<p>We propose the following elliptic genus for the case 1 models with <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation177"><![CDATA[$\hat{c}=2$]]></tex-math></inline-formula>:
<disp-formula id="PTW078M3_22"><label>(3.22)</label><mml:math id="MM38" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>case&#x00A0;1</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x00A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x2124;</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>(min)</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x00A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x0398;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x2124;</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mover accent='true'><mml:mtext>R</mml:mtext><mml:mo stretchy='true'>&#x02DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent='true'><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
where we set
<disp-formula id="PTW078M3_23"><label>(3.23)</label><mml:math id="MM39" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>(min)</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;<!-- t --></mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>:=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;<!-- - --></mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;<!-- - --></mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;<!-- - --></mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;<!-- p --></mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;<!-- - --></mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>(min)</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;<!-- t --></mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;<!-- t --></mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="PTW078M3_24"><label>(3.24)</label><mml:math id="MM40" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>(min)</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;<!-- t --></mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>:=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;<!-- ? --></mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;<!-- t --></mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;<!-- - --></mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;<!-- ? --></mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;<!-- t --></mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2261;<!-- = --></mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;<!-- ? --></mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;<!-- l --></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;<!-- - --></mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;<!-- l --></mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x2113;<!-- l --></mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;<!-- ~ --></mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;<!-- t --></mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
for the minimal model (<inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation178"><![CDATA[$SU(2)/U(1)$]]></tex-math></inline-formula> sector) [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C16">16</xref>], and
<disp-formula id="PTW078M3_25"><label>(3.25)</label><mml:math id="MM41" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>:=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1cm" /><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="PTW078M3_26"><label>(3.26)</label><mml:math id="MM42" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x0398;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mover accent='true'><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mtext>&#x00A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x0398;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x2124;</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:msup><mml:mover accent='true'><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
for the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation179"><![CDATA[$SL(2)/U(1)$]]></tex-math></inline-formula> sector [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C14">14</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C17">17</xref>].</p>
<p>The relevant branching relation is given by (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_12">3.12</xref>), namely,
<disp-formula id="PTW078M3_27"><label>(3.27)</label><mml:math id="MM43" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="2cm" /><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mo>&#x222E;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>By using this identity, we can show
<disp-formula id="PTW078M3_28"><label>(3.28)</label><mml:math id="MM44" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>nonhol. part of&ensp;</mml:mtext><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>case 1</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1cm" /><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1cm" /><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mo>&#x222E;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Therefore, recalling (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_19">3.19</xref>), we find that
<disp-formula id="PTW078M3_29"><label>(3.29)</label><mml:math id="MM45" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>case 1</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1cm" /><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mo>&#x222E;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1cm" /><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mo>&#x222E;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
where <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation180"><![CDATA[$G_2(\tau)$]]></tex-math></inline-formula> is the (unnormalized) second Eisenstein series (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078MA7">A7</xref>). In order to obtain the third line of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_29">3.29</xref>), we made use of the fact that the function
<disp-formula id="PTW078UM7"><mml:math id="UM7" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
is holomorphic with respect to <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation181"><![CDATA[$w$]]></tex-math></inline-formula>. It is important that the integrand
<disp-formula id="PTW078M3_30"><label>(3.30)</label><mml:math id="MM46" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup></mml:math></disp-formula>
possesses the correct modular property due to the factor <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation182"><![CDATA[$e^{(N-2) G_2(\tau) w^2}$]]></tex-math></inline-formula> (see Eq. (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078MA8">A8</xref>)),  i.e.,
<disp-formula id="PTW078M3_31"><label>(3.31)</label><mml:math id="MM47" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msqrt><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:msqrt><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Thus, we conclude that
<disp-formula id="PTW078M3_32"><label>(3.32)</label><mml:math id="MM48" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>case 1</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>holomorphic Jacobi form</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mtext>&ensp;&ensp;&ensp;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mo>&#x222E;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>It is easy to identify the first term because of the uniqueness of the weak Jacobi form of weight 0, index 1, i.e.,
<disp-formula id="PTW078M3_33"><label>(3.33)</label><mml:math id="MM49" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>K3</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>We also recall that the Witten index should be
<disp-formula id="PTW078M3_34"><label>(3.34)</label><mml:math id="MM50" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>case 1</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></disp-formula>
(see, e.g., Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C18">18</xref>]), which fixes the normalization of the holomorphic term.</p>
<p>In this way, we finally achieve a simple formula:
<disp-formula id="PTW078M3_35"><label>(3.35)</label><mml:math id="MM51" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mspace width="-1cm" /><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>case 1</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mo>&#x222E;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<sec id="s3.3.1"><label>3.3.1</label><title>Useful facts on Eq. (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_35">3.35</xref>)</title>
<p>We exhibit some useful computations related to the resultant formula (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_35">3.35</xref>) and make a few remarks. For convenience, we define the nonholomorphic modular form <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation183"><![CDATA[$\widehat{H}^{(N)}(\tau)$]]></tex-math></inline-formula> of weight 2 by the relation
<disp-formula id="PTW078M3_36"><label>(3.36)</label><mml:math id="MM52" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>case 1</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Namely, we set
<disp-formula id="PTW078M3_37"><label>(3.37)</label><mml:math id="MM53" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mo>&#x222E;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Then, by substituting the &#x201C;Poincar&#x00E9; series&#x201D; formula [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C19">19</xref>],
<disp-formula id="PTW078M3_38"><label>(3.38)</label><mml:math id="MM54" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039B;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mfrac><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1cm" /><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039B;</mml:mi><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
into (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_37">3.37</xref>), we can rewrite it as
<disp-formula id="PTW078M3_39"><label>(3.39)</label><mml:math id="MM55" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent='true'><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mover accent='true'><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x039B;</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mover accent='true'><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mover accent='true'><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x039B;</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>N</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>Here, the summation is taken over <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation184"><![CDATA[$\lambda \in \Lambda' \equiv \mathbb Z \tau + \mathbb Z - \{0\}$]]></tex-math></inline-formula>, and <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation185"><![CDATA[$ \displaystyle \widehat{G}_2(\tau) \equiv G_2(\tau) - \frac{\pi}{\tau_2} $]]></tex-math></inline-formula> denotes the modular completion of the (unnormalized) second Eisenstein series (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078MA9">A9</xref>). We present an explicit derivation of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_39">3.39</xref>) in Appendix B.</p>
<p>The above result (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_39">3.39</xref>) suggests that the holomorphic part <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation186"><![CDATA[$H^{(N)}(\tau)$]]></tex-math></inline-formula> would be
<disp-formula id="PTW078M3_40"><label>(3.40)</label><mml:math id="MM56" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x039B;</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="true"></mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:msup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>However, the double series appearing in (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_40">3.40</xref>) does not converge, and thus we have to be more careful. To this end, we introduce the symbol of the &#x201C;principal value&#x201D;:
<disp-formula id="PTW078M3_41"><label>(3.41)</label><mml:math id="MM57" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder></mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>:=</mml:mo><mml:munder><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">lim</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1cm" /><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder></mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>:=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder></mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
and the correct expression of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation187"><![CDATA[$H^{(N)}(\tau)$]]></tex-math></inline-formula> should be
<disp-formula id="PTW078M3_42"><label>(3.42)</label><mml:math id="MM58" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mspace width="-5mm" /></mml:mtd><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="true"></mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder></mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:msup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder></mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>A rigorous derivation of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_42">3.42</xref>) is again presented in Appendix B.</p>
<p>One would be interested in the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation188"><![CDATA[$q$]]></tex-math></inline-formula>-expansion of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation189"><![CDATA[$H^{(N)}(\tau)$]]></tex-math></inline-formula>. Substituting the familiar formula (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078MA7">A7</xref>) as well as
<disp-formula id="PTW078UM8"><mml:math id="UM8" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mi>&#x03B6;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mn>6</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1cm" /><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder></mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
into (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_42">3.42</xref>), we readily obtain
<disp-formula id="PTW078M3_43"><label>(3.43)</label><mml:math id="MM59" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:msup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Let us make the following remarks:</p>
<list list-type="bullet">
<list-item><p>The constant term <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation190"><![CDATA[$ \frac{N-1}{12}$]]></tex-math></inline-formula> is  anticipated. It precisely cancels the &#x201C;graviton term&#x201D; included in the holomorphic Jacobi form <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation191"><![CDATA[$ \frac{N-1}{12} \phi_{0,1}(\tau,z) $]]></tex-math></inline-formula> appearing in  <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation192"><![CDATA[${\cal Z}^{\mbox{case 1}}(\tau,z) $]]></tex-math></inline-formula> (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_35">3.35</xref>).</p>
<p>In fact,  the term <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation193"><![CDATA[$\left(\frac{\theta_2(\tau, z)}{\theta_2(\tau)}\right)^2$]]></tex-math></inline-formula> in <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation194"><![CDATA[$\phi_{0,1}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> yields the leading contribution (&#x201C;graviton term&#x201D;), after making the spectral flow <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation195"><![CDATA[$z\, \mapsto \, \frac{\tau+1}{2}$]]></tex-math></inline-formula>. We thus  obtain the evaluation
<disp-formula id="PTW078M3_44"><label>(3.44)</label><mml:math id="MM60" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>graviton term</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1cm" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
by using <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation196"><![CDATA[$q^{\frac{1}{8}} y^{\frac{1}{2}}\, \theta_2\left(\tau, z+ \frac{\tau+1}{2}\right) = -i \theta_4(\tau,z).$]]></tex-math></inline-formula> On the other hand, the first term of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_43">3.43</xref>) yields
<disp-formula id="PTW078M3_45"><label>(3.45)</label><mml:math id="MM61" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1cm" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p></list-item>
<list-item><p>It is easily confirmed that the function <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation197"><![CDATA[$\frac{12}{N-1} H^{(N)}(\tau) $]]></tex-math></inline-formula> has <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation198"><![CDATA[$q$]]></tex-math></inline-formula>-expansion such as
<disp-formula id="PTW078M3_46"><label>(3.46)</label><mml:math id="MM62" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mfrac><mml:mn>12</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
with integer coefficients <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation199"><![CDATA[$a_n$]]></tex-math></inline-formula> as long as <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation200"><![CDATA[$N-1$]]></tex-math></inline-formula> divides 24. Moreover, since the second term in (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_43">3.43</xref>) looks more dominant than the third one, we expect that all the coefficients <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation201"><![CDATA[$a_n$]]></tex-math></inline-formula> are positive.</p></list-item>
</list>
<p>Amusingly, for the special case <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation202"><![CDATA[$N=2$]]></tex-math></inline-formula> of Mathieu moonshine, we have an alternative expression for <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation203"><![CDATA[$\widehat{H}^{(2)}(\tau)$]]></tex-math></inline-formula> as
<disp-formula id="PTW078M3_47"><label>(3.47)</label><mml:math id="MM63" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent='true'><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x222E;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent='true'><mml:mover accent='true'><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x02DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x00A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x039B;</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>The first line follows from the identity<xref ref-type="fn" rid="FN4"><sup>4</sup></xref>
<disp-formula id="PTW078M3_48"><label>(3.48)</label><mml:math id="MM64" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
where we set
<disp-formula id="PTW078M3_49"><label>(3.49)</label><mml:math id="MM65" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>:=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="PTW078M3_50"><label>(3.50)</label><mml:math id="MM66" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent='true'><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x02DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mtext>nonhol.&#x00A0;correction</mml:mtext><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent='true'><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x02DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>&#x2124;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>The second line of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_47">3.47</xref>)<xref ref-type="fn" rid="FN5"><sup>5</sup></xref> is obtained by substituting another formula of the nonholomorphic Poincar&#x00E9; series:
<disp-formula id="PTW078M3_51"><label>(3.51)</label><mml:math id="MM67" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039B;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>The second line of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_47">3.47</xref>) is again derived in Appendix B.</p>
<p>We can also rewrite the first line of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_47">3.47</xref>) by replacing <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation204"><![CDATA[$1/w$]]></tex-math></inline-formula> in the integrand with an elliptic function <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation205"><![CDATA[$\frac{1}{3} \xi(\tau,w)$]]></tex-math></inline-formula> defined by
<disp-formula id="PTW078M3_52"><label>(3.52)</label><mml:math id="MM68" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>It is easy to see that <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation206"><![CDATA[$\xi(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> is an elliptic function of order 4 that possesses simple poles at <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation207"><![CDATA[$w=0, \, \frac{1}{2}, \, \frac{\tau}{2}, \, \frac{\tau+1}{2}$]]></tex-math></inline-formula> with the residues
<disp-formula id="PTW078UM9"><mml:math id="UM9" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msub><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>Res</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&ensp;&ensp;&ensp;</mml:mtext><mml:msub><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>Res</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>Res</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>Res</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1.</mml:mn></mml:math></disp-formula></p>
<p>Then, the integrand in (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_47">3.47</xref>) becomes an elliptic function with a cubic pole <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation208"><![CDATA[$w=0$]]></tex-math></inline-formula> and simple poles <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation209"><![CDATA[$w=\frac{1}{2}, \, \frac{\tau}{2}, \, \frac{\tau+1}{2}$]]></tex-math></inline-formula>. We thus obtain by the contour deformation
<disp-formula id="PTW078M3_53"><label>(3.53)</label><mml:math id="MM69" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent='true'><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>Res</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>3</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent='true'><mml:mover accent='true'><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x02DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>3</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>Res</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent='true'><mml:mover accent='true'><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x02DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x00A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>3</mml:mn></mml:mfrac><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent='true'><mml:mover accent='true'><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x02DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>The holomorphic part of the R.H.S. of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_53">3.53</xref>) is identical to the known expression [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C1">1</xref>] of Mathieu moonshine, which is derived using the relation among <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation210"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> character formulas at level 1 [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C20">20</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C22">22</xref>]:
<disp-formula id="PTW078M3_54"><label>(3.54)</label><mml:math id="MM70" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mspace width="-5mm" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1cm" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="normal">&#x2200;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mspace width="2cm" /><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&ensp;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&ensp;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
</sec>
<sec id="s3.3.2"><label>3.3.2</label><title>Comments on the shadow</title>
<p>As a consistency check of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_39">3.39</xref>), let us evaluate its &#x201C;shadow&#x201D; [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C15">15</xref>]. After a short calculation, we obtain
<disp-formula id="PTW078M3_55"><label>(3.55)</label><mml:math id="MM71" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039B;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mfrac><mml:mi>N</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>On the other hand, due to the Poisson resummation, we find
<disp-formula id="PTW078M3_56"><label>(3.56)</label><mml:math id="MM72" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mfrac></mml:msqrt><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mover><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039B;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mover><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
and thus
<disp-formula id="PTW078M3_57"><label>(3.57)</label><mml:math id="MM73" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="-1cm" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="true"></mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039B;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mfrac><mml:mi>N</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Therefore, introducing the &#x201C;unary theta function&#x201D; [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C15">15</xref>]
<disp-formula id="PTW078M3_58"><label>(3.58)</label><mml:math id="MM74" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="true"></mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>n</mml:mi><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
we finally obtain
<disp-formula id="PTW078M3_59"><label>(3.59)</label><mml:math id="MM75" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msqrt><mml:mi>N</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>This is the expected result. Indeed, by using the familiar property of the &#x201C;R-function&#x201D; of Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C15">15</xref>],
<disp-formula id="PTW078M3_60"><label>(3.60)</label><mml:math id="MM76" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msqrt><mml:mi>N</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Together with (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_19">3.19</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_37">3.37</xref>), we can directly evaluate the shadow of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation211"><![CDATA[$\widehat{H}^{(N)}(\tau)$]]></tex-math></inline-formula> as
<disp-formula id="PTW078M3_61"><label>(3.61)</label><mml:math id="MM77" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mover accent='true'><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mover accent='true'><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:mo>&#x222E;</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mover accent='true'><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msqrt><mml:mi>N</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mover accent='true'><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy='true'>&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msqrt><mml:mi>N</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x2124;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
which coincides with (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_59">3.59</xref>).</p>
<p>It may also be useful to evaluate the shadow of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation212"><![CDATA[$\widehat{F}^{(N)}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> based on the formula of the nonholomorphic Poincar&#x00E9; series (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_38">3.38</xref>):
<disp-formula id="PTW078UM10"><mml:math id="UM10" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039B;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039B;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
where we have introduced the notation
<disp-formula id="PTW078M3_62"><label>(3.62)</label><mml:math id="MM78" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x00A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mover accent='true'><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mtext>&#x00A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>Using
<disp-formula id="PTW078UM11"><mml:math id="UM11" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
we easily obtain
<disp-formula id="PTW078M3_63"><label>(3.63)</label><mml:math id="MM79" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039B;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>However, by differentiating with respect to <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation213"><![CDATA[$\overline{z_R}$]]></tex-math></inline-formula> on both sides of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_56">3.56</xref>), we find
<disp-formula id="PTW078M3_64"><label>(3.64)</label><mml:math id="MM80" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039B;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>We thus obtain
<disp-formula id="PTW078M3_65"><label>(3.65)</label><mml:math id="MM81" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msqrt><mml:mi>N</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
which is consistent with Eqs. (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_17">3.17</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_60">3.60</xref>).</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s3.4"><label>3.4</label><title>Elliptic genus of case 2 theory</title>
<p>Now, let us begin our analysis of the system of &#x201C;case 2&#x201D;, i.e., the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation214"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> theory with <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation215"><![CDATA[$\hat{c}=2(N-1)$]]></tex-math></inline-formula>. According to our strategy addressed in Sect. 3.1, we propose the elliptic genus of case~2 <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation216"><![CDATA[${\cal Z}^{\mbox{case 2}}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> by modifying the coupling of the variable <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation217"><![CDATA[$z$]]></tex-math></inline-formula> in <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation218"><![CDATA[${\cal Z}^{\mbox{case 1}}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula>. The relevant branching relation is now (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_13">3.13</xref>), in other words,
<disp-formula id="PTW078M3_66"><label>(3.66)</label><mml:math id="MM82" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>This identity can be interpreted as the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation219"><![CDATA[$\frac{SU(2)}{U(1)} \times \frac{SL(2)}{U(1)}$]]></tex-math></inline-formula> decomposition of the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation220"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> massive characters with isospin <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation221"><![CDATA[$\frac{j}{2} \equiv \frac{\ell+1}{2}$]]></tex-math></inline-formula>, conformal weight <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation222"><![CDATA[$ h \equiv \frac{p^2}{2} + \frac{\ell(\ell+2)}{4N} +\frac{(N-1)^2}{4}+ \frac{1}{4} $]]></tex-math></inline-formula>:
<disp-formula id="PTW078M3_67"><label>(3.67)</label><mml:math id="MM83" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mspace width="-1cm" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2261;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>This formula suggests the following elliptic genus of the case 2 theory,
<disp-formula id="PTW078M3_68"><label>(3.68)</label><mml:math id="MM84" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>case 2</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
up to an overall phase factor. This is obtained by the replacement <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation223"><![CDATA[$- z \, \mapsto \, (N-1)z$]]></tex-math></inline-formula> in the function <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation224"><![CDATA[$\widehat{F}^{(N)}(*,*) $]]></tex-math></inline-formula> appearing in <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation225"><![CDATA[${\cal Z}^{\mbox{case 1}}$]]></tex-math></inline-formula> (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_22">3.22</xref>), which properly corrects the difference between the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation226"><![CDATA[$U(1)_R$]]></tex-math></inline-formula> charges of cases 1 and 2, and reproduces the expected holomorphic anomaly terms expanded by the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation227"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> massive characters. (Recall the branching relations (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_12">3.12</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_13">3.13</xref>).)</p>
<sec id="s3.4.1"><label>3.4.1</label><title>Proof of an identity</title>
<p>We recall that the function <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation228"><![CDATA[$\widehat{f}^{(N)}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> is simply related to the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation229"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> massless character
<disp-formula id="PTW078M3_69"><label>(3.69)</label><mml:math id="MM85" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mspace width="-1cm" /><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Here, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation230"><![CDATA[$\widehat{\mbox{ch}^{(\widetilde{\mbox{R}})}_{0}}(N-1, 0 ;\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> denotes the modular completion of the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation231"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> massless character of level <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation232"><![CDATA[$N-1$]]></tex-math></inline-formula>, isospin <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation233"><![CDATA[$0$]]></tex-math></inline-formula> in the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation234"><![CDATA[$\widetilde{\mbox{R}}$]]></tex-math></inline-formula> sector. This is actually the unique modular completion of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation235"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> massless characters since they are independent of the value of isospin <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation236"><![CDATA[$\ell$]]></tex-math></inline-formula>, as was discussed in Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C19">19</xref>]. We shall now prove the following important identity:
<disp-formula id="PTW078M3_70"><label>(3.70)</label><mml:math id="MM86" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>This may be interpreted as a massless counterpart of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_66">3.66</xref>), and it implies that (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_68">3.68</xref>) is written in terms of the modular completion <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation237"><![CDATA[$\widehat{\mbox{ch}^{(\widetilde{\mbox{R}})}_{0}}(N-1, 0 ;\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula>.</p>
<statement content-type="Proof">
<label>Proof</label>
<p>Proof of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_70">3.70</xref>). We set
<disp-formula id="PTW078M3_71"><label>(3.71)</label><mml:math id="MM87" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="2cm" /><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
and prove <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation238"><![CDATA[$G^{(\widetilde{\mbox{R}})} (\tau,z) \equiv 0$]]></tex-math></inline-formula>.</p>
<p>First of all, it is obvious by definition that <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation239"><![CDATA[$G^{(\widetilde{\mbox{R}})}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> possesses the correct modular and spectral flow properties as a weak Jacobi form of weight 0, index <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation240"><![CDATA[$N-1$]]></tex-math></inline-formula>.</p>
<p>We next discuss more nontrivial properties of the function <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation241"><![CDATA[$G^{(\widetilde{\mbox{R}})}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula>:
<list list-type="simple">
<list-item><p>(i) <bold>Holomorphicity with respect to <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation242"><![CDATA[$\tau$]]></tex-math></inline-formula>:</bold></p>
<p>By using (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_21">3.21</xref>), (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_60">3.60</xref>), and (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_66">3.66</xref>), we obtain
<disp-formula id="PTW078M3_72"><label>(3.72)</label><mml:math id="MM88" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mspace width="-5mm" /><mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="5mm" /><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msqrt><mml:mi>N</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="5mm" /><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msqrt><mml:mi>N</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="5mm" /><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msqrt><mml:mi>N</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the third line, we have made use of the identities <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation243"><![CDATA[$ \mbox{ch}^{(\widetilde{\mbox{R}})}_{\ell,m}(\tau,z) = - \mbox{ch}^{(\widetilde{\mbox{R}})}_{N-2-\ell,m+N}(\tau,z) $]]></tex-math></inline-formula> and <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation244"><![CDATA[$S_{r+N,N}(\tau) = - S_{N-r,N}(\tau)$]]></tex-math></inline-formula>. Combining (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_72">3.72</xref>) with (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_65">3.65</xref>), we conclude that
<disp-formula id="PTW078M3_73"><label>(3.73)</label><mml:math id="MM89" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn></mml:math></disp-formula></p></list-item>
<list-item><p>(ii) <bold>Holomorphicity with respect to <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation245"><![CDATA[$z$]]></tex-math></inline-formula>:</bold></p>
<p>We next confirm the holomorphicity with respect to <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation246"><![CDATA[$z$]]></tex-math></inline-formula>; in other words, the absence of singularities in the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation247"><![CDATA[$z$]]></tex-math></inline-formula>-variable. To this aim it would be useful to rewrite the function <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation248"><![CDATA[$G^{(\widetilde{\mbox{R}})}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> in the form of a nonholomorphic Poincar&#x00E9; series (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_38">3.38</xref>):
<disp-formula id="PTW078M3_74"><label>(3.74)</label><mml:math id="MM90" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mspace width="-1.5cm" /><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039B;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="-1.2cm" /><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039B;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
where <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation249"><![CDATA[$\rho^{(\kappa)}(\lambda,z)$]]></tex-math></inline-formula> has been defined by (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_62">3.62</xref>). The first term is obviously holomorphic.</p>
<p>On the other hand, the potential singularities of the second term emerge at the points
<disp-formula id="PTW078M3_75"><label>(3.75)</label><mml:math id="MM91" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1cm" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="normal">&#x2200;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039B;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>They are, however, canceled by the simple zeros coming from the factor <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation250"><![CDATA[$\theta_1 \left(\frac{N-1}{N} (z+\lambda) \right)$]]></tex-math></inline-formula> since
<disp-formula id="PTW078UM12"><mml:math id="UM12" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039B;</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Also, the factor <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation251"><![CDATA[$\theta_1 \left(\frac{1}{N} (z+\lambda) \right)$]]></tex-math></inline-formula> gives rise to simple poles
<disp-formula id="PTW078M3_76"><label>(3.76)</label><mml:math id="MM92" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1cm" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="normal">&#x2200;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039B;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
which are canceled by the remaining <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation252"><![CDATA[$\theta_1(z)$]]></tex-math></inline-formula>. Therefore we have confirmed the holomorphicity of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation253"><![CDATA[$G^{(\widetilde{\mbox{R}})}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item><p>(iii) <bold>IR behavior of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation254"><![CDATA[$G^{(\mbox{NS})}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> around <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation255"><![CDATA[$\tau \sim i \infty$]]></tex-math></inline-formula>:</bold></p>
<p>We next examine the IR behavior of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation256"><![CDATA[$G^{(\mbox{NS})}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula>, which is defined by the half-spectral flow as
<disp-formula id="PTW078M3_77"><label>(3.77)</label><mml:math id="MM93" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>NS</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>The first term of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_71">3.71</xref>) is essentially equal to <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation257"><![CDATA[$\widehat{\mbox{ch}^{(\widetilde{\mbox{R}})}_{0}}(N-1, \ell=0; \tau, z)$]]></tex-math></inline-formula>, which is converted into <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation258"><![CDATA[$\widehat{\mbox{ch}^{(\mbox{NS})}_{0}}(N-1, \ell=N-1; \tau, z)$]]></tex-math></inline-formula> by the half-spectral flow, yielding the IR behavior <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation259"><![CDATA[$\sim q^{\frac{N-1}{4}}.$]]></tex-math></inline-formula></p>
<p>On the other hand, the second term of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_71">3.71</xref>) yields (up to phases)
<disp-formula id="PTW078UM13"><mml:math id="UM13" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>NS</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>The leading contribution obviously comes from the term of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation260"><![CDATA[$\ell=0$]]></tex-math></inline-formula>, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation261"><![CDATA[$a=0$]]></tex-math></inline-formula>, which gives the IR behavior
<disp-formula id="PTW078UM14"><mml:math id="UM14" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>8</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>In this way, we find
<disp-formula id="PTW078M3_78"><label>(3.78)</label><mml:math id="MM94" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>NS</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">O</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1cm" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p></list-item>
</list></p>
<p>In summary, we have shown that <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation262"><![CDATA[$G^{(\widetilde{\mbox{R}})}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> should be a holomorphic weak Jacobi form with weight 0, index <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation263"><![CDATA[$N-1$]]></tex-math></inline-formula>, and that it satisfies (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_78">3.78</xref>). This is enough to conclude that <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation264"><![CDATA[$G^{(\widetilde{\mbox{R}})}(\tau,z) \equiv 0$]]></tex-math></inline-formula> because of the lemma given in Appendix C. &#x25A0;</p>
</statement>
</sec>
<sec id="s3.4.2"><label>3.4.2</label><title>Considerations on the effective central charge</title>
<p>The above result for the elliptic genus of case 2 <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation265"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> Liouville theory is summarized as
<disp-formula id="PTW078M3_79"><label>(3.79)</label><mml:math id="MM95" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>case 2</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Namely, we claim that <italic>the elliptic genus of case 2 should be equal to the modular completion of the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation266"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> massless character <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation267"><![CDATA[$\mbox{ch}^{(\widetilde{\mbox{R}})}_{0}(N-1, 0 ;\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> itself.</italic> This has been suggested from the consideration of the holomorphic anomaly (or the shadow) given in Sect. 3.1. It is similar to the case of the elliptic genus of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation268"><![CDATA[${\cal N}=2$]]></tex-math></inline-formula> Liouville theory (<inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation269"><![CDATA[$\cong$]]></tex-math></inline-formula> <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation270"><![CDATA[$SL(2)/U(1)$]]></tex-math></inline-formula> supercoset), which is given only in terms of modular completions of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation271"><![CDATA[${\cal N}=2$]]></tex-math></inline-formula> massless characters [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C14">14</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C17">17</xref>].</p>
<p>However, one might still ask: The holomorphic anomaly remains unchanged even if we add any holomorphic Jacobi form with weight 0, index <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation272"><![CDATA[$N-1$]]></tex-math></inline-formula> to (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_79">3.79</xref>). How can we reject this possibility? In the simplest case of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation273"><![CDATA[$N=2$]]></tex-math></inline-formula>, the absence of the holomorphic Jacobi form (<inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation274"><![CDATA[$\propto \phi_{0,1}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula>) just means the familiar fact of decoupling gravity in the noncompact models (see, e.g., Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C18">18</xref>]). However, for the cases with <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation275"><![CDATA[$N>2$]]></tex-math></inline-formula>, we have a number of holomorphic Jacobi forms, and the situation becomes much more nontrivial.</p>
<p>To answer this question and confirm the validity of the above result (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_79">3.79</xref>), let us present a consideration about the effective central charge mentioned before. We start with refining the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation276"><![CDATA[$c_{\mbox{eff}}$]]></tex-math></inline-formula> condition (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_1">3.1</xref>) based on the affine <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation277"><![CDATA[$SU(2)$]]></tex-math></inline-formula> symmetry as the underlying structure of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation278"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> SCA, as we promised. To show this, we expand the elliptic genus in the NS sector in terms of the angular variable <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation279"><![CDATA[$y\equiv e^{2\pi i z}$]]></tex-math></inline-formula> as
<disp-formula id="PTW078M3_80"><label>(3.80)</label><mml:math id="MM96" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>NS</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>NS</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Then, we obtain the constraint
<disp-formula id="PTW078M3_81"><label>(3.81)</label><mml:math id="MM97" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:munder><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">lim</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>eff</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub><mml:mn>24</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>NS</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:munder><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">lim</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>NS</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
where <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation280"><![CDATA[$\ell=0, 1, \ldots, N-1$]]></tex-math></inline-formula> is defined by
<disp-formula id="PTW078M3_82"><label>(3.82)</label><mml:math id="MM98" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&ensp;&ensp;</mml:mtext><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&ensp;&ensp;</mml:mtext><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>.</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>In fact,
<list list-type="bullet">
<list-item><p><inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation281"><![CDATA[$|s| = \ell \leq N-2$]]></tex-math></inline-formula>:</p>
<p>The leading term contributing to <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation282"><![CDATA[${\cal Z}_s^{(\mbox{NS})}(\tau)$]]></tex-math></inline-formula> is composed of the highest-weight state of spin <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation283"><![CDATA[$\ell/2$]]></tex-math></inline-formula> of the bosonic <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation284"><![CDATA[$SU(2)$]]></tex-math></inline-formula> current <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation285"><![CDATA[$j^a$]]></tex-math></inline-formula>, and the NS vacuum of fermions. Thus, the condition (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_81">3.81</xref>) is obviously satisfied.</p></list-item>
<list-item><p><inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation286"><![CDATA[$|s| \geq  N-1 $]]></tex-math></inline-formula>:</p>
<p>The leading term contributing to <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation287"><![CDATA[${\cal Z}_s^{(\mbox{NS})}(\tau)$]]></tex-math></inline-formula> is composed of the highest-weight state of spin <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation288"><![CDATA[$\frac{N-2}{2}$]]></tex-math></inline-formula> of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation289"><![CDATA[$j^a$]]></tex-math></inline-formula>, and the level <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation290"><![CDATA[$\geq \frac{1}{2}$]]></tex-math></inline-formula> state of fermions. We thus obtain the IR evaluation as
<disp-formula id="PTW078UM15"><mml:math id="UM15" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>NS</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1cm" /><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>eff</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub><mml:mn>24</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>N</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>eff</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub><mml:mn>24</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Therefore, the condition (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_81">3.81</xref>) is still satisfied.</p></list-item>
</list></p>
<p>Now, let us expand the holomorphic part of the elliptic genus in the NS sector in terms of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation291"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> characters:
<disp-formula id="PTW078M3_83"><label>(3.83)</label><mml:math id="MM99" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>hol</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>NS</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>NS</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="2cm" /><mml:mo>+</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>NS</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Here, the holomorphic part <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation292"><![CDATA[${\cal Z}^{(\mbox{NS})}_{\mbox{hol}} (\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> has been defined so that it shows the same IR behavior as <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation293"><![CDATA[${\cal Z}^{(\mbox{NS})} (\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> for each term of the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation294"><![CDATA[$y$]]></tex-math></inline-formula>-expansions.<xref ref-type="fn" rid="FN6"><sup>6</sup></xref></p>
<p>It is easy to confirm that the constraint (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_81">3.81</xref>) requires that the conformal weight <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation295"><![CDATA[$h$]]></tex-math></inline-formula> of the massive representations should satisfy the inequality
<disp-formula id="PTW078M3_84"><label>(3.84)</label><mml:math id="MM100" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>It is notable that the second term <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation296"><![CDATA[$\frac{(N-1)^2}{4N}$]]></tex-math></inline-formula> is equal to the mass gap <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation297"><![CDATA[$\frac{{\cal Q}^2}{8}$]]></tex-math></inline-formula> due to the linear dilaton.</p>
<p>On the other hand, the IR behavior of the NS massless character of isospin <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation298"><![CDATA[$\ell/2$]]></tex-math></inline-formula> is evaluated as <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation299"><![CDATA[$(\ell=0, \ldots, N-1)$]]></tex-math></inline-formula>:
<disp-formula id="PTW078M3_85"><label>(3.85)</label><mml:math id="MM101" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>NS</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mfrac><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1cm" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Thus, the constraint (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_81">3.81</xref>) implies
<disp-formula id="PTW078M3_86"><label>(3.86)</label><mml:math id="MM102" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1cm" /><mml:mo stretchy="false">&#x27FA;</mml:mo><mml:mtext>&ensp;</mml:mtext><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>That is, only the maximal spin massless representation <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation300"><![CDATA[$\ell = N-1$]]></tex-math></inline-formula> is allowed.</p>
<p>Consequently, (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_81">3.81</xref>) implies that
<disp-formula id="PTW078M3_87"><label>(3.87)</label><mml:math id="MM103" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mspace width="-5mm" /><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>hol</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>case 2</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mtext>&ensp;</mml:mtext><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>NS</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>NS</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="5mm" /><mml:mo>+</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>NS</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
or, equivalently,
<disp-formula id="PTW078M3_88"><label>(3.88)</label><mml:math id="MM104" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mspace width="-5mm" /><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>hol</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>case 2</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mtext>&ensp;</mml:mtext><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="5mm" /><mml:mo>+</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>The above result (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_79">3.79</xref>) is indeed consistent with this character expansion (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_88">3.88</xref>) (with vanishing coefficients <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation301"><![CDATA[$b'_{j,n}$]]></tex-math></inline-formula>).</p>
<p>On the other hand, as shown in Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C2">2</xref>], any holomorphic Jacobi form can never be written in the form (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_88">3.88</xref>); i.e., we need additional contributions from the massless characters with <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation302"><![CDATA[$\ell \geq 1$]]></tex-math></inline-formula>, or the massive characters with conformal weight &#x201C;below the mass gap&#x201D; <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation303"><![CDATA[$h< h(j-1)+ \frac{1}{4}$]]></tex-math></inline-formula> in order to construct a holomorphic Jacobi form. In this way, we conclude that there is no room for adding extra holomorphic Jacobi forms to (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_79">3.79</xref>).</p>
</sec>
<sec id="s3.4.3"><label>3.4.3</label><title>Some remarks</title>
<p>We add a few remarks on the analyses in this subsection:</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p>(i) It should be emphasized that  case 2 is <italic>not</italic> equivalent to
<disp-formula id="PTW078M3_89"><label>(3.89)</label><mml:math id="MM105" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="true"></mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mtext>&ensp;Liouville</mml:mtext></mml:mstyle><mml:msub><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac></mml:msqrt></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>orbifold</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
which is a superconformal system of the type studied in Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C23">23</xref>]. The same value of linear dilaton <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation304"><![CDATA[${\cal Q} = -(N-1)\sqrt{\frac{2}{N}}$]]></tex-math></inline-formula> is expected  for our case 2, but the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation305"><![CDATA[${\cal N}=2$]]></tex-math></inline-formula> Liouville potential does not preserve the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation306"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> superconformal symmetry except for the special case <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation307"><![CDATA[$N=2$]]></tex-math></inline-formula> (<inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation308"><![CDATA[$\hat{c} =2$]]></tex-math></inline-formula>). In fact, we have
<disp-formula id="PTW078M3_90"><label>(3.90)</label><mml:math id="MM106" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></disp-formula>
as suitable building blocks for the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation309"><![CDATA[${\cal N}=2$]]></tex-math></inline-formula> Liouville theory with <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation310"><![CDATA[${\cal Q} = -(N-1)\sqrt{\frac{2}{N}}$]]></tex-math></inline-formula>, which is equivalent to the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation311"><![CDATA[$SL(2)_{k=\frac{N}{(N-1)^2}}/U(1)$]]></tex-math></inline-formula> supercoset. The elliptic genus of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_89">3.89</xref>) is obtained as
<disp-formula id="PTW078M3_91"><label>(3.91)</label><mml:math id="MM107" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mspace width="-1cm" /><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
which is similar to (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_22">3.22</xref>). On the other hand, (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_79">3.79</xref>) can be rewritten as
<disp-formula id="PTW078M3_92"><label>(3.92)</label><mml:math id="MM108" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>case 2</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1cm" /><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039B;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039B;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
where <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation312"><![CDATA[$s^{(\kappa)}_{\lambda}$]]></tex-math></inline-formula> denotes the spectral flow operator defined by (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078MA10">A10</xref>). Stated physically, the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation313"><![CDATA[$\mathbb Z_{N-1}$]]></tex-math></inline-formula> orbifolding (or the Eichler--Zagier operator [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C24">24</xref>])
<disp-formula id="PTW078UM16"><mml:math id="UM16" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039B;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039B;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2217;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle></mml:math></disp-formula>
reduces the radius of the asymptotic cylindrical region of the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation314"><![CDATA[${\cal N}=2$]]></tex-math></inline-formula> Liouville theory so as to be compatible with the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation315"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> superconformal symmetry.</p></list-item>
<list-item><p>(ii) An important consequence of  the &#x201C;<inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation316"><![CDATA[$c_{\mbox{eff}}$]]></tex-math></inline-formula> condition&#x201D; (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_81">3.81</xref>), which physically means the normalizability of a spectrum, is the <italic>inevitable</italic> emergence of the holomorphic anomaly in <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation317"><![CDATA[${\cal Z}^{\mbox{case 2}} (\tau,z) $]]></tex-math></inline-formula> as long as we require its good modular property.</p>
<p>It is also worthwhile to note the fact that the formulas of modular <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation318"><![CDATA[$S$]]></tex-math></inline-formula>-transformations of any <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation319"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> superconformal characters in the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation320"><![CDATA[$\widetilde{\mbox{R}}$]]></tex-math></inline-formula> sector are schematically written as
<disp-formula id="PTW078M3_93"><label>(3.93)</label><mml:math id="MM109" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="true"></mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow><mml:mtext>&ensp;character</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:munder><mml:msub><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow><mml:mtext>&ensp;massive character</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
where the coefficient <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation321"><![CDATA[$A$]]></tex-math></inline-formula> on the R.H.S. does not vanish when the character of the L.H.S. is any massless character. Namely, we find the following facts for the representations on the R.H.S. of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_93">3.93</xref>):</p>
<list list-type="bullet">
<list-item><p>Only the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation322"><![CDATA[$\ell=0$]]></tex-math></inline-formula> massless character can appear.</p></list-item>
<list-item><p>Only massive characters with conformal weight satisfying <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation323"><![CDATA[$h \geq h(j) $]]></tex-math></inline-formula> (&#x201C;above the mass gap&#x201D;) appear.</p></list-item>
</list>
<p>These representations are precisely identical to those satisfying the condition (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_81">3.81</xref>). This feature is indeed anticipated, since the modular invariant partition function (and thus the elliptic genus) should only include the normalizable spectrum that contributes to the net degrees of freedom.</p></list-item>
</list>
</sec>
</sec>
</sec>
<sec id="s4"><label>4.</label><title>&#x201C;Duality&#x201D; in <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation324"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> Liouville theory and umbral moonshine</title>
<p>In the previous sections we studied two systems possessing <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation325"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> superconformal symmetry:</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p>case 1: (<inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation326"><![CDATA[$\hat{c}=2$]]></tex-math></inline-formula>)] The elliptic genus is given as (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_22">3.22</xref>):
<disp-formula id="PTW078UM17"><mml:math id="UM17" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>case 1</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula></p></list-item>
<list-item><p>case 2: (<inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation327"><![CDATA[$\hat{c}=2(N-1)$]]></tex-math></inline-formula>)]</p>
<p>The elliptic genus is given as (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_79">3.79</xref>):
<disp-formula id="PTW078M4_1"><label>(4.1)</label><mml:math id="MM110" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>case 2</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p></list-item>
</list>
<p>As we have emphasized several times, these two <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation328"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> systems have the same degrees of freedom even though the central charges differ from each other, and are expected to be dual in the sense of the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation329"><![CDATA[$\mbox{AdS}_3/\mbox{CFT}_2$]]></tex-math></inline-formula> correspondence. We can explicitly observe a very simple correspondence:
<disp-formula id="PTW078M4_2"><label>(4.2)</label><mml:math id="MM111" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mtext>&ensp;</mml:mtext><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>\bf for case 1</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mtext>&ensp;</mml:mtext><mml:mo stretchy="false">&#x27F7;</mml:mo><mml:mtext>&ensp;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mtext>&ensp;</mml:mtext><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>\bf for case 2</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Now, we present some comments on the relation with the analyses on &#x201C;umbral moonshine&#x201D; [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C2">2</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C4">4</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C25">25</xref>]. In Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C4">4</xref>], the authors studied (the holomorphic part of) the extension of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_22">3.22</xref>) with general modular coefficients determined by the simply laced root system <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation330"><![CDATA[$X$]]></tex-math></inline-formula> corresponding to each Niemeier lattice. We have <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation331"><![CDATA[$\mbox{rank} \, X =24$]]></tex-math></inline-formula> by definition; let <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation332"><![CDATA[$N$]]></tex-math></inline-formula> be the Coxeter number of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation333"><![CDATA[$X$]]></tex-math></inline-formula>. A Niemeier lattice is explicitly expressed as
<disp-formula id="PTW078M4_3"><label>(4.3)</label><mml:math id="MM112" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2210;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1cm" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>rank</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>24</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
where each <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation334"><![CDATA[$X_i$]]></tex-math></inline-formula> is the irreducible component of the root system possessing the common Coxeter number <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation335"><![CDATA[$N$]]></tex-math></inline-formula>.</p>
<p>We can schematically write
<disp-formula id="PTW078M4_4"><label>(4.4)</label><mml:math id="MM113" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2261;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>case 1</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>:=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:msub><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
where <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation336"><![CDATA[${\cal N}^{X_i}_{r,s}$]]></tex-math></inline-formula> denotes the modular invariant coefficients of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation337"><![CDATA[$SU(2)_{N-2}$]]></tex-math></inline-formula> associated with the simply laced root system <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation338"><![CDATA[$X_i$]]></tex-math></inline-formula>, and we set <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation339"><![CDATA[${\cal N}^X_{r,s} \equiv \sum_i\, {\cal N}^{X_i}_{r,s}$]]></tex-math></inline-formula>. One may identify <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation340"><![CDATA[${\cal Z}^{\mbox{case 1}(X_i)} (\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> as the elliptic genus of the ALE space  associated with the simple singularity of type <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation341"><![CDATA[$X_i$]]></tex-math></inline-formula>. In Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C4">4</xref>] it was suggested that the root system <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation342"><![CDATA[$X= \coprod_i X_i$]]></tex-math></inline-formula> should be identified as the geometrical data of various K3 singularities.</p>
<p>Since we assume <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation343"><![CDATA[$\mbox{rank} \, X \left( \equiv \sum_i \, \mbox{rank}\, X_i\right) =24$]]></tex-math></inline-formula>, we can rewrite (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_3">4.3</xref>) as
<disp-formula id="PTW078M4_5"><label>(4.5)</label><mml:math id="MM114" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
where <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation344"><![CDATA[$\widehat{h}^X(\tau)$]]></tex-math></inline-formula> is the completion of the mock modular form of weight <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation345"><![CDATA[$1/2$]]></tex-math></inline-formula> characterized by the shadow
<disp-formula id="PTW078M4_6"><label>(4.6)</label><mml:math id="MM115" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msqrt><mml:mi>N</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:msubsup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2261;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msqrt><mml:mi>N</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:msubsup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>This is derived from (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_3">4.3</xref>) with the help of the branching relation (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_27">3.27</xref>). (We recall that the space of the weight 0, index 1 holomorphic Jacobi form is 1D and is spanned by <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation346"><![CDATA[$\phi_{0,1}$]]></tex-math></inline-formula>).</p>
<p>Let us next consider the type-<inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation347"><![CDATA[$X$]]></tex-math></inline-formula> generalization of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_79">3.79</xref>), which is related to (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_3">4.3</xref>) via the &#x201C;duality correspondence&#x201D; (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_1">4.1</xref>):
<disp-formula id="PTW078M4_7"><label>(4.7)</label><mml:math id="MM116" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mspace width="-1cm" /></mml:mtd><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:msubsup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>ch</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Another useful realization of the duality correspondence is given as the natural extension of the identity (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_35">3.35</xref>):
<disp-formula id="PTW078M4_8"><label>(4.8)</label><mml:math id="MM117" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mo>&#x222E;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2261;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mo>&#x222E;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
where we have introduced the Weierstrass <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation348"><![CDATA[$\sigma$]]></tex-math></inline-formula>-function (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078MA6">A6</xref>) in the second line. In fact, one can straightforwardly confirm that the second term possesses the correct modular property and reproduces the expected shadow (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_5">4.5</xref>) in a  manner similar to the derivation of  (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_35">3.35</xref>).</p>
<p>Similarly to (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_4">4.4</xref>), the R.H.S. of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_6">4.6</xref>) can be decomposed as
<disp-formula id="PTW078M4_9"><label>(4.9)</label><mml:math id="MM118" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2261;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the above expression, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation349"><![CDATA[$ \Phi_{0, N-1}^X(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> is a weak Jacobi form of weight 0, index <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation350"><![CDATA[$N-1$]]></tex-math></inline-formula>, which is holomorphic with respect to <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation351"><![CDATA[$\tau$]]></tex-math></inline-formula>, but generically <italic>meromorphic with respect to <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation352"><![CDATA[$z$]]></tex-math></inline-formula></italic>. <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation353"><![CDATA[$\chi^{(k)}_{\ell}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> is the affine <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation354"><![CDATA[$SU(2)$]]></tex-math></inline-formula> character of level <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation355"><![CDATA[$k$]]></tex-math></inline-formula>, isospin <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation356"><![CDATA[$\ell/2$]]></tex-math></inline-formula>, and <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation357"><![CDATA[$\widehat{h}^X_r(\tau)$]]></tex-math></inline-formula> are the completions of vector-valued mock modular forms of weight 1/2, whose shadow is given as
<disp-formula id="PTW078M4_10"><label>(4.10)</label><mml:math id="MM119" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msqrt><mml:mi>N</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:msubsup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_9">4.9</xref>) again follows from the definition (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_8">4.8</xref>) and the identity (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_66">3.66</xref>).</p>
<p>We note a subtlety in the decomposition (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_8">4.8</xref>). <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation358"><![CDATA[$\widehat{h}_r^X(\tau)$]]></tex-math></inline-formula> is not necessarily determined only from the shadow (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_9">4.9</xref>). This is in contrast to <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation359"><![CDATA[$\widehat{h}^X(\tau)$]]></tex-math></inline-formula> in (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_4">4.4</xref>), which is indeed determined uniquely. For a sufficiently large <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation360"><![CDATA[$N$]]></tex-math></inline-formula>, there exist nontrivial holomorphic weak Jacobi forms of weight 1, index <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation361"><![CDATA[$N$]]></tex-math></inline-formula>, which we denote here by, say, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation362"><![CDATA[$\psi_{1,N}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula>. Then, we may add <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation363"><![CDATA[$ \frac{2 \theta_{1,(\tau,z)}^2}{i \eta(\tau)^3 \theta_1(\tau,2z)} \, \psi^{[-]}_{1,N}(\tau,z) $]]></tex-math></inline-formula> to  the first term of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_8">4.8</xref>), while subtracting the same function from the second term. We can thus modify <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation364"><![CDATA[$\widehat{h}^X_r(\tau)$]]></tex-math></inline-formula> in (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_8">4.8</xref>) while keeping the shadow (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_9">4.9</xref>) unchanged. To avoid this ambiguity, we should impose the <italic>optimal growth condition</italic>:
<disp-formula id="PTW078M4_11"><label>(4.11)</label><mml:math id="MM120" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:munder><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">lim</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1cm" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="normal">&#x2200;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
according to Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C3">3</xref>]. In fact, the above <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation365"><![CDATA[$\psi^{[-]}_{1,N}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> can be expanded by theta functions as
<disp-formula id="PTW078M4_12"><label>(4.12)</label><mml:math id="MM121" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
and the holomorphic coefficients <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation366"><![CDATA[$\alpha_r(\tau)$]]></tex-math></inline-formula> cannot satisfy the condition  (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_10">4.10</xref>) due to Theorem {\bf 9.7} of Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C26">26</xref>]. Consequently, we can remove the ambiguity in the decomposition (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_8">4.8</xref>), and can determine <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation367"><![CDATA[$\widehat{h}^X_r(\tau)$]]></tex-math></inline-formula> as well as <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation368"><![CDATA[$\Phi^X_{0,N-1}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> uniquely.</p>
<p>Now, substituting the decompositions (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_4">4.4</xref>), (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_8">4.8</xref>) into Eq. (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_7">4.7</xref>), we find
<disp-formula id="PTW078M4_13"><label>(4.13)</label><mml:math id="MM122" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
since the contour integral <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation369"><![CDATA[$\displaystyle \oint \frac{dw}{w} \, \frac{e^{(N-1) G_2(\tau) w^2}}{\sigma(\tau,w)^2}\, \Phi^X_{0,N-1}(\tau,w)$]]></tex-math></inline-formula> should be a holomorphic modular form of weight 2, and thus vanishes.<xref ref-type="fn" rid="FN7"><sup>7</sup></xref> This is the duality relation between the expansion coefficients of massive representations of  <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation370"><![CDATA[${\cal Z}^{[\hat{c}=2]}_X (\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> and  <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation371"><![CDATA[${\cal Z}^{[\hat{c}=2(N-1)]}_X (\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula>. In the case of Mathieu moonshine (<inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation372"><![CDATA[$N=2,X=A^{24}_{1}$]]></tex-math></inline-formula>), one has the self-dual situation <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation373"><![CDATA[$\widehat{h}^{A^{24}_{1}}(\tau)=\widehat{h}_{r=1}^{A^{24}_{1}}(\tau)$]]></tex-math></inline-formula>. In general, holomorphic parts of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation374"><![CDATA[$\widehat{h}_r^X(\tau)$]]></tex-math></inline-formula> should reproduce the mock modular form of umbral moonshine on which the umbral group <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation375"><![CDATA[$G_X$]]></tex-math></inline-formula> should act [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C2">2</xref>].</p>
<p>Let us discuss the relation of the present analysis to a closely related consideration given in Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C4">4</xref>]. For this purpose it is convenient to introduce the meromorphic Jacobi form <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation376"><![CDATA[$\Psi^X_{1,N}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> with weight 1, index <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation377"><![CDATA[$N$]]></tex-math></inline-formula> defined by
<disp-formula id="PTW078M4_14"><label>(4.14)</label><mml:math id="MM123" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
following  Refs. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C2">2</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C3">3</xref>]. Then, (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_8">4.8</xref>) can be rewritten as
<disp-formula id="PTW078M4_15"><label>(4.15)</label><mml:math id="MM124" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>X</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
where the first and second terms on the R.H.S. correspond to the <italic>polar</italic> and <italic>finite</italic> parts in the terminology of Refs. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C2">2</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C3">3</xref>].</p>
<p>If <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation378"><![CDATA[$X$]]></tex-math></inline-formula> includes only the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation379"><![CDATA[$A$]]></tex-math></inline-formula>-type components, our results are manifestly consistent with those given in Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C4">4</xref>]. Namely, both the polar and finite parts in (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_14">4.14</xref>) (the &#x201C;case 2 theory&#x201D; with <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation380"><![CDATA[$\hat{c}=2(N-1)$]]></tex-math></inline-formula>) separately correspond to the first and second terms in (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_4">4.4</xref>) (the &#x201C;case 1 theory&#x201D; with <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation381"><![CDATA[$\hat{c}=2$]]></tex-math></inline-formula>) under the transformation given in Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C4">4</xref>]:
<disp-formula id="PTW078M4_16"><label>(4.16)</label><mml:math id="MM125" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>&#x21A6;</mml:mo><mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>N</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>&#x21A6;</mml:mo><mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mo>&#x2033;</mml:mo></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>&#x039B;</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>&#x039B;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>N</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>N</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>Here, we have denoted a (holomorphic or nonholomorphic) weak Jacobi form of weight <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation382"><![CDATA[$w$]]></tex-math></inline-formula> and index <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation383"><![CDATA[$d$]]></tex-math></inline-formula> by the symbol &#x201C;<inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation384"><![CDATA[$\varphi_{w,d}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula>&#x201D;, and the second line is identified as the Eichler--Zagier operator <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation385"><![CDATA[${\cal W}(N)$]]></tex-math></inline-formula> (<inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation386"><![CDATA[$\mathbb Z_N$]]></tex-math></inline-formula> orbifolding). In fact, the first term on the R.H.S. of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_14">4.14</xref>) just becomes
<disp-formula id="PTW078M4_17"><label>(4.17)</label><mml:math id="MM126" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>24</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
by substituting the identity (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_70">3.70</xref>) into (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_6">4.6</xref>), and the map (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_15">4.15</xref>) converts (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_14">4.14</xref>) into the definition of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation387"><![CDATA[${\cal Z}^{[\hat{c}=2]}_X(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> itself. (Recall the formula for the elliptic genus of the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation388"><![CDATA[${\cal N}=2$]]></tex-math></inline-formula> minimal model (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_24">3.24</xref>).) Furthermore, the correspondence of finite parts by (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_15">4.15</xref>) is found to be equivalent to the relation (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_12">4.12</xref>) due to the branching relation (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_27">3.27</xref>). The fact (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_16">4.16</xref>) also implies that <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation389"><![CDATA[$\Psi^X_{1,N}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> here coincides with the &#x201C;umbral Jacobi form&#x201D; constructed in Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C3">3</xref>]. It is also obvious that (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_16">4.16</xref>) is consistent with our duality relation (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_7">4.7</xref>) because of Eq. (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_35">3.35</xref>).</p>
<p>In the cases when <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation390"><![CDATA[$X$]]></tex-math></inline-formula> includes <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation391"><![CDATA[$D$]]></tex-math></inline-formula>- or <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation392"><![CDATA[$E$]]></tex-math></inline-formula>-type components, however, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation393"><![CDATA[$\Psi^X_{1,N}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> generally differs from the umbral Jacobi form. Indeed, according to the explicit construction of the umbral Jacobi form given in Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C3">3</xref>], it would contain <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation394"><![CDATA[$n$]]></tex-math></inline-formula>-torsion points with <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation395"><![CDATA[$n | N$]]></tex-math></inline-formula> created by the Eichler--Zagier operator written schematically as
<disp-formula id="PTW078UM18"><mml:math id="UM18" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">W</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>On the other hand, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation396"><![CDATA[$\Psi^X_{1,N}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula>, given above, possesses <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation397"><![CDATA[$n'$]]></tex-math></inline-formula>-torsion points with <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation398"><![CDATA[$n' | (N-1)$]]></tex-math></inline-formula>, which is inherited from the functions <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation399"><![CDATA[$\widehat{F}^{(N)}(r,a; \tau, (N-1)z)$]]></tex-math></inline-formula> in the expression (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_6">4.6</xref>).<xref ref-type="fn" rid="FN8"><sup>8</sup></xref> </p>
<p>Nevertheless, if we replace <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation400"><![CDATA[$\Psi^X_{1,N}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> with the umbral Jacobi form of Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C3">3</xref>] in the &#x201C;elliptic genus&#x201D; <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation401"><![CDATA[${\cal Z}_X^{[\hat{c}=2(N-1)]} (\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula>, the duality relation (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_7">4.7</xref>) is still satisfied, because the difference between these meromorphic Jacobi forms just yields a vanishing contribution to the contour integral. </p>
<p>How about the correspondence (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_15">4.15</xref>)? Indeed, one can show that the claim of Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C4">4</xref>] still holds even when we replace the umbral Jacobi form with <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation402"><![CDATA[$\Psi^X_{1,N}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula>. Namely, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation403"><![CDATA[$\widehat{F}^{(1)}(\tau,z){\cal Z}_X^{[\hat{c}= 2(N-1)]}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> and <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation404"><![CDATA[$\Psi^X_{1,N}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> still correspond to <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation405"><![CDATA[${\cal Z}^{[\hat{c}=2]}_X(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> and <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation406"><![CDATA[${\cal Z}^{K3}(\tau,z) \equiv 2 \phi_{0,1}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> by the map (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_15">4.15</xref>), as shown by the following arguments:</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p>(i) It turns out that the finite part of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_14">4.14</xref>) is mapped  to that of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation407"><![CDATA[${\cal Z}^{[\hat{c}=2]}_X(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula>, and the relation (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_12">4.12</xref>) still holds.</p></list-item>
<list-item><p>(ii) When considering the map (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_15">4.15</xref>), all the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation408"><![CDATA[$n'$]]></tex-math></inline-formula>-torsion points included in <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation409"><![CDATA[$\Psi^X_{1,N}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> are canceled out with the zeros of the factor <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation410"><![CDATA[$\theta_1(\tau, (N-1)z)$]]></tex-math></inline-formula>.<xref ref-type="fn" rid="FN9"><sup>9</sup></xref> We thus find that <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation411"><![CDATA[$\Psi^X_{1,N}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> is always mapped to the unique holomorphic Jacobi form <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation412"><![CDATA[$\alpha \phi_{0,1}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> with some constant coefficient <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation413"><![CDATA[$\alpha$]]></tex-math></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item><p>(iii) This coefficient <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation414"><![CDATA[$\alpha$]]></tex-math></inline-formula> is, however, just determined from the finite part so that the contribution of &#x201C;graviton representation&#x201D; should be canceled out. In fact, it is straightforward to confirm that (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_6">4.6</xref>) cannot include such a term after converting it into the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation415"><![CDATA[$\hat{c}=2$]]></tex-math></inline-formula> system by the transformation (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_15">4.15</xref>). This is quite similar to the argument given in Sect. 3.3.1 (see the discussions around (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_44">3.44</xref>), (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_45">3.45</xref>)). On the other hand, the finite part of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_6">4.6</xref>) is mapped to <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation416"><![CDATA[$\widehat{h}^X(\tau) \frac{\theta_{1,(\tau,z)}^2}{\eta(\tau)^3}$]]></tex-math></inline-formula> as noted above, yielding the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation417"><![CDATA[$h=0$]]></tex-math></inline-formula> behavior <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation418"><![CDATA[$\sim - \frac{N-1}{12} q^{-\frac{1}{4}}$]]></tex-math></inline-formula> in the NS sector as in (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_45">3.45</xref>). Therefore, the cancellation of the graviton term implies that
<disp-formula id="PTW078UM19"><mml:math id="UM19" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>24</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
which completes the proof of our statement.</p></list-item>
</list>
</sec>
<sec id="s5"><label>5.</label><title>Discussions</title>
<p>We conclude that our ansatz (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_6">4.6</xref>) for <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation419"><![CDATA[${\cal Z}^{[\hat{c}=2(N-1)]}_X(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> should reproduce the expected expansion coefficients <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation420"><![CDATA[$\widehat{h}^X_r(\tau)$]]></tex-math></inline-formula> whose holomorphic parts give the coefficients of massive representations of Mathieu and umbral moonshine. Therefore, we naturally consider that there are two world-sheet descriptions of the moonshine phenomena based on the theories <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation421"><![CDATA[${\cal Z}^{[\hat{c}=2]}_X(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> and <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation422"><![CDATA[${\cal Z}^{[\hat{c}=2(N-1)]}_X(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula>, depending on the choice of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation423"><![CDATA[$SU(2)_R$]]></tex-math></inline-formula> symmetry. Mathieu moonshine sits at the self-dual point.</p>
<p>Our observation is related to Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C4">4</xref>] (and also to Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C25">25</xref>]). Without invoking the idea of duality, the authors of Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C4">4</xref>] introduced a transformation rule between the corresponding Jacobi forms of the two theories that seem to fit our results very well. A possible geometrical interpretation of the umbral moonshine based on particular types of singular K3 is also discussed. As we briefly discussed in Sect. 4, the correspondence (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_15">4.15</xref>) proposed in Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C4">4</xref>] is likely to be consistent with our &#x201C;duality relation&#x201D; (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_7">4.7</xref>).</p>
<p>Some of the results in this paper appear correct by symmetry arguments (modularity, etc.) but are not verified explicitly: We have not computed the holomorphic parts of functions <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation424"><![CDATA[$\widehat{h}^X_r$]]></tex-math></inline-formula> except for in the case of Mathieu moonshine. In subsequent work we want to fill these gaps. We also mainly discussed the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation425"><![CDATA[$A$]]></tex-math></inline-formula>-type modular invariant and not the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation426"><![CDATA[$D$]]></tex-math></inline-formula> and <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation427"><![CDATA[$E$]]></tex-math></inline-formula> types.</p>
<p>One should keep in mind that the Jacobi form <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation428"><![CDATA[$\Phi^X_{0,N-1}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> given here is at most meromorphic except for the purely <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation429"><![CDATA[$A$]]></tex-math></inline-formula>-type models, since <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation430"><![CDATA[$\Psi^X_{1,N}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> generally includes torsion points, as we have mentioned. Consequently, it would be subtle whether one can strictly interpret <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation431"><![CDATA[${\cal Z}^{[\hat{c}=2(N-1)]}_X(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> as the elliptic genus of a well-defined superconformal system. Of course, we have no such subtlety for the &#x201C;dual&#x201D; <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation432"><![CDATA[$\hat{c}=2$]]></tex-math></inline-formula>-realization (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_3">4.3</xref>) for an arbitrary <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation433"><![CDATA[$X$]]></tex-math></inline-formula>. We would like to further discuss this point in future work.</p>
</sec>
</body>
<back>
<ack><title>Acknowledgements</title>
<p>We thank the organizers of the LMS--EPSRC Durham Symposium on &#x201C;New Moonshines, Mock Modular Forms and String Theory&#x201D; at Durham University, 3--12 August 2015, where part of this work was done, for their kind hospitality. The research of T.E. is supported in part by JSPS KAKENHI grant nos. 25400273, 22224001 and 23340115. The research of Y.S. is supported in part by JSPS KAKENHI grant no. 23540322.</p>
</ack>
<sec>
<title>Funding</title>
<p>Open Access funding: <funding-source>SCOAP<sup>3</sup></funding-source>.</p>
</sec>
<sec id="sA"><label>Appendix A.</label><title>Notations and useful formulas</title>
<p>In this appendix we summarize the notations adopted in this paper and useful formulas related to them. We assume that <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation435"><![CDATA[$\tau\equiv \tau_1+i\tau_2$]]></tex-math></inline-formula>, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation436"><![CDATA[$\tau_2>0$]]></tex-math></inline-formula> and set <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation437"><![CDATA[$q:= e^{2\pi i \tau}$]]></tex-math></inline-formula>, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation438"><![CDATA[$y:=e^{2\pi i z}$]]></tex-math></inline-formula>:</p>
<p>Theta functions:
<disp-formula id="PTW078MA1"><label>(A1)</label><mml:math id="MM127" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mstyle><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mo>&#x220F;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mstyle><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mo>&#x220F;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mstyle><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mo>&#x220F;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mstyle><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mo>&#x220F;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="PTW078MA2"><label>(A2)</label><mml:math id="MM128" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="PTW078MA3"><label>(A3)</label><mml:math id="MM129" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0398;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>We use the abbreviations <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation439"><![CDATA[$\theta_i (\tau) \equiv \theta_i(\tau, 0)$]]></tex-math></inline-formula> (<inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation440"><![CDATA[$\theta_1(\tau)\equiv 0$]]></tex-math></inline-formula>), <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation441"><![CDATA[$\theta_{m,k}(\tau) \equiv \theta_{m,k}(\tau,0)$]]></tex-math></inline-formula>. We also set
<disp-formula id="PTW078MA4"><label>(A4)</label><mml:math id="MM130" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>24</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:munderover><mml:mo>&#x220F;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>The spectral flow properties of the theta functions are summarized as follows:
<disp-formula id="PTW078MA5"><label>(A5)</label><mml:math id="MM131" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x00A0;</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>We introduce the Weierstrass <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation442"><![CDATA[$\sigma$]]></tex-math></inline-formula>-function:
<disp-formula id="PTW078MA6"><label>(A6)</label><mml:math id="MM132" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mtext>&#x00A0;</mml:mtext><mml:mi>z</mml:mi><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x220F;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x039B;</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x039B;</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mi>&#x039B;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>&#x007B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x007D;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
where <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation443"><![CDATA[$G_2(\tau)$]]></tex-math></inline-formula> is the (unnormalized) second Eisenstein series:
<disp-formula id="PTW078MA7"><label>(A7)</label><mml:math id="MM133" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>&#x2124;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>&#x007B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x007D;</mml:mo></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>&#x2124;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>&#x007B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x007D;</mml:mo></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>&#x2124;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>24</mml:mn><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>It is useful to note the anomalous <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation444"><![CDATA[$S$]]></tex-math></inline-formula>-transformation formula of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation445"><![CDATA[$G_2(\tau)$]]></tex-math></inline-formula>:
<disp-formula id="PTW078MA8"><label>(A8)</label><mml:math id="MM134" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>We also set
<disp-formula id="PTW078MA9"><label>(A9)</label><mml:math id="MM135" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
which is a nonholomorphic modular form of weight 2.</p>
<p>Spectral flow operator (see also Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C24">24</xref>]):
<disp-formula id="PTW078MA10"><label>(A10)</label><mml:math id="MM136" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>:=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mfrac><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2261;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="4cm" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&ensp;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="normal">&#x2200;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>An important property of the spectral flow operator <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation446"><![CDATA[$s^{(\kappa)}_{\lambda}$]]></tex-math></inline-formula> is the modular covariance, which precisely means the following:</p>
<p>Assume that <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation447"><![CDATA[$f(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> is an arbitrary function with the modular property
<disp-formula id="PTW078UM20"><mml:math id="UM20" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1cm" /><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mfrac><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>;</mml:mo></mml:math></disp-formula>
then, we obtain for <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation448"><![CDATA[${}^{\forall} \lambda \in \mathbb C$]]></tex-math></inline-formula>
<disp-formula id="PTW078UM21"><mml:math id="UM21" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mfrac><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>Error functions:
<disp-formula id="PTW078MA11"><label>(A11)</label><mml:math id="MM137" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>Erf</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>:=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mn>2</mml:mn><mml:msqrt><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:msqrt></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1cm" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="PTW078MA12"><label>(A12)</label><mml:math id="MM138" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow><mml:mtext>Erfc</mml:mtext><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mtext>&#x00A0;</mml:mtext><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mtext>Erf</mml:mtext><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>The next identity is elementary but useful:
<disp-formula id="PTW078MA13"><label>(A13)</label><mml:math id="MM139" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mspace width="-2cm" /><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>sgn</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>Erf</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>sgn</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>Erfc</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="1cm" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Weak Jacobi forms:</p>
<p>The weak Jacobi form [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C24">24</xref>] for the full modular group <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation449"><![CDATA[$\Gamma(1) \equiv SL(2,\mathbb Z)$]]></tex-math></inline-formula> with weight <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation450"><![CDATA[$k (\in \mathbb Z_{\geq 0})$]]></tex-math></inline-formula> and index <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation451"><![CDATA[$r (\in \frac{1}{2} \mathbb Z_{\geq 0})$]]></tex-math></inline-formula> is defined by the following conditions:
<list list-type="simple">
<list-item><p>(i) modularity:
<disp-formula id="PTW078MA14"><label>(A14)</label><mml:math id="MM140" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mspace width="-1cm" /><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:msup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&ensp;&ensp;&ensp;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="normal">&#x2200;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>a</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>b</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>c</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>d</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p></list-item>
<list-item><p>(ii) double quasiperiodicity:
<disp-formula id="PTW078MA15"><label>(A15)</label><mml:math id="MM141" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:msup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p></list-item></list></p>
<p>In this paper, we shall use this terminology in a broader sense. We allow a half-integral index <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation452"><![CDATA[$r$]]></tex-math></inline-formula>, and, more crucially, allow nonholomorphic dependence on <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation453"><![CDATA[$\tau$]]></tex-math></inline-formula>, while we keep the holomorphicity with respect to <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation454"><![CDATA[$z$]]></tex-math></inline-formula>.<xref ref-type="fn" rid="FN10"><sup>10</sup></xref></p>
</sec>
<sec id="sB"><label>Appendix B.</label><title>Derivation of Eqs. (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_39">3.39</xref>), (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_42">3.42</xref>), and (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_47">3.47</xref>)</title>
<p>In this appendix, we derive Eqs. (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_39">3.39</xref>), (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_42">3.42</xref>), and (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_47">3.47</xref>).</p>
<p><bold>Derivation of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_39">3.39</xref>):</bold></p>
<p>We start with the definition of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation455"><![CDATA[$\widehat{H}^{(N)}(\tau)$]]></tex-math></inline-formula> (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_37">3.37</xref>). Substituting (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_38">3.38</xref>) into (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_37">3.37</xref>), we obtain (<inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation456"><![CDATA[$\Lambda \equiv \mathbb Z \tau +\mathbb Z$]]></tex-math></inline-formula>)
<disp-formula id="PTW078MB1"><label>(B1)</label><mml:math id="MM142" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mo>&#x222E;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039B;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mfrac><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>It would be easiest to carry out this residue integral by introducing the Weierstrass <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation457"><![CDATA[$\sigma$]]></tex-math></inline-formula>-function defined in (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078MA6">A6</xref>). Namely,
<disp-formula id="PTW078MB2"><label>(B2)</label><mml:math id="MM143" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent='true'><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x222E;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>&#x039B;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mover accent='true'><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x222E;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x039B;</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mover accent='true'><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x222E;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mover accent='true'><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x039B;</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mi>&#x039B;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>&#x007B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x007D;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>Moreover, since we have
<disp-formula id="PTW078UM22"><mml:math id="UM22" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">O</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
due to (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078MA6">A6</xref>), (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078MB2">B2</xref>) just becomes
<disp-formula id="PTW078MB3"><label>(B3)</label><mml:math id="MM144" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent='true'><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x222E;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x039B;</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mover accent='true'><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x222E;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mover accent='true'><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x039B;</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mover accent='true'><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mover accent='true'><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x039B;</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>N</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:msub><mml:mover accent='true'><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>We have thus obtained (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_39">3.39</xref>).</p>
<p><bold>Derivation of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_42">3.42</xref>):</bold></p>
<p>We next evaluate the holomorphic part of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_39">3.39</xref>) or (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078MB3">B3</xref>). Let us derive the expression of the holomorphic function <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation458"><![CDATA[$H^{(N)}(\tau)$]]></tex-math></inline-formula> given in (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_42">3.42</xref>). </p>
<p>Recalling (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_28">3.28</xref>), the nonholomorphic part of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation459"><![CDATA[${\cal Z}^{\mbox{case 1}}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> can be rewritten as
<disp-formula id="PTW078MB4"><label>(B4)</label><mml:math id="MM145" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mi>&#x0394;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>case&#x00A0;1</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mo>&#x2261;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>&#x0394;</mml:mi><mml:msup><mml:mover accent='true'><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mi>&#x0394;</mml:mi><mml:msup><mml:mover accent='true'><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:munder><mml:mrow><mml:mi>lim</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>&#x2192;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent='true'><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mtext>&#x200A;</mml:mtext><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2202;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent='true'><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mtext>&#x200A;</mml:mtext><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>Moreover, we note the formula
<disp-formula id="PTW078MB5"><label>(B5)</label><mml:math id="MM146" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039B;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mfrac><mml:mi>N</mml:mi><mml:msup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
where <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation460"><![CDATA[$s^{(N)}_{\lambda}$]]></tex-math></inline-formula> denotes the spectral flow operator (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078MA10">A10</xref>).</p>
<p>Substituting (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078MB5">B5</xref>) into (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078MB4">B4</xref>), we obtain
<disp-formula id="PTW078MB6"><label>(B6)</label><graphic xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="ptw078M3"/></disp-formula></p>
<p>Here, we have included the convergence factor <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation461"><![CDATA[$e^{-\frac{\pi}{\tau_2}\epsilon w^2}$]]></tex-math></inline-formula> to make the second line well-defined, and the symbol &#x201C;<inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation462"><![CDATA[${\sum_{n}}^P$]]></tex-math></inline-formula>&#x201D; denotes the principal value defined in (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_41">3.41</xref>):
<disp-formula id="PTW078UM23"><mml:math id="UM23" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder></mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>:=</mml:mo><mml:munder><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">lim</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:munderover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1cm" /><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>:=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder></mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Then, by comparing (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078MB6">B6</xref>) with (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078MB3">B3</xref>), and recalling <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation463"><![CDATA[$ \displaystyle \widehat{G}_2 (\tau) = G_2(\tau) - \frac{\pi}{\tau_2}, $]]></tex-math></inline-formula> we find that the holomorphic part <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation464"><![CDATA[$ H^{(N)}(\tau) \equiv \widehat{H}^{(N)}(\tau) - \varDelta \widehat{H}^{(N)}(\tau) $]]></tex-math></inline-formula> is indeed given by Eq. (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_42">3.42</xref>).</p>
<p><underline><bold>Derivation of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_47">3.47</xref>)</bold>:</underline></p>
<p>Finally, let us derive the formula given in the second line of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_47">3.47</xref>) for the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation465"><![CDATA[$N=2$]]></tex-math></inline-formula> case. To this end, it is again convenient to make use of the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation466"><![CDATA[$\sigma$]]></tex-math></inline-formula>-function (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078MA6">A6</xref>). Substituting the identity (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_51">3.51</xref>) into the first line of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_47">3.47</xref>), we obtain
<disp-formula id="PTW078MB7"><label>(B7)</label><graphic xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="ptw078M4"/></disp-formula></p>
<p>In the last line, we made use of the identity
<disp-formula id="PTW078MB8"><label>(B8)</label><mml:math id="MM147" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039B;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn></mml:math></disp-formula></p>
<p>In fact,
<disp-formula id="PTW078UM24"><mml:math id="UM24" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>&#x039B;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x2124;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x2124;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mtext>or</mml:mtext><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x2124;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>&#x039B;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>&#x039B;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>&#x039B;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>&#x039B;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>&#x039B;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
the last line vanishes due to the Poisson resummation  with respect to both <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation467"><![CDATA[$m$]]></tex-math></inline-formula> and <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation468"><![CDATA[$n$]]></tex-math></inline-formula>.</p>
<p>To proceed further, we set
<disp-formula id="PTW078MB9"><label>(B9)</label><mml:math id="MM148" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x039B;</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>&#x2261;</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x039B;</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Then, we obtain
<disp-formula id="PTW078MB10"><label>(B10)</label><mml:math id="MM149" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x039B;</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Here we have again used (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078MB8">B8</xref>). By the definition (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078MB9">B9</xref>), <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation469"><![CDATA[$g(\tau)$]]></tex-math></inline-formula> should be a nonholomorphic modular form of weight 2 for <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation470"><![CDATA[$\Gamma(1)$]]></tex-math></inline-formula>. Thus <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation471"><![CDATA[$g(\tau)$]]></tex-math></inline-formula> is uniquely determined by (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078MB10">B10</xref>) as
<disp-formula id="PTW078MB11"><label>(B11)</label><mml:math id="MM150" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mover><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Combining (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078MB9">B9</xref>), (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078MB11">B11</xref>) with (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078MB7">B7</xref>), we finally obtain
<disp-formula id="PTW078MB12"><label>(B12)</label><mml:math id="MM151" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent='true'><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x039B;</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent='true'><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>&#x005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x039B;</mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
which is the second line of  (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_47">3.47</xref>).</p>
</sec>
<sec id="sC"><label>Appendix C.</label><title>A lemma for the weak Jacobi form</title>
<p>In this appendix, we present a simple lemma that is necessary for the proof of (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_70">3.70</xref>).</p>
<statement content-type="Lemma" id="PTW078_stat_001">
<label>Lemma 1</label>
<p>Let <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation472"><![CDATA[$\Phi(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> be any holomorphic weak Jacobi form of weight 0 and index <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation473"><![CDATA[$d (\in \mathbb Z_{>0})$]]></tex-math></inline-formula>. Then, the &#x201C;NS counterpart&#x201D; <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation474"><![CDATA[$ \Phi^{(\mbox{NS})}(\tau,z) \equiv q^{\frac{d}{4}} y^d \, \Phi\left(\tau, z + \frac{\tau+1}{2} \right) $]]></tex-math></inline-formula> has the following behavior around <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation475"><![CDATA[$\tau \sim i\infty$]]></tex-math></inline-formula> (for a generic value of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation476"><![CDATA[$z$]]></tex-math></inline-formula>):
<disp-formula id="PTW078MC1"><label>(C1)</label><mml:math id="MM152" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>NS</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="7mm" /><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1cm" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
</statement>
<statement content-type="Proof">
<label>Proof</label>
<p>The proof is straightforward. Let us recall that bases of holomorphic weak Jacobi forms of weight 0 and index <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation477"><![CDATA[$d (\in \mathbb Z_{>0})$]]></tex-math></inline-formula> consist of functions defined by
<disp-formula id="PTW078MC2"><label>(C2)</label><mml:math id="MM153" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x221D;</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1cm" /><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="normal">&#x2200;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
with
<disp-formula id="PTW078MC3"><label>(C3)</label><mml:math id="MM154" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-caligraphic" mathvariant="script">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>:=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi mathvariant="double-struck">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msubsup><mml:mtext>&ensp;</mml:mtext><mml:mo>;</mml:mo><mml:mtext>&ensp;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&ensp;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Now, we define the NS counterpart of the function <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation478"><![CDATA[$\phi_{(n_1, n_2, n_3)} (\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> by the spectral flow <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation479"><![CDATA[$z\, \mapsto \, z+ \frac{\tau+1}{2}$]]></tex-math></inline-formula>:
<disp-formula id="PTW078UM25"><mml:math id="UM25" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>NS</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>:=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mfrac><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Then, by using the evaluations around <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation480"><![CDATA[$\tau \sim i\infty$]]></tex-math></inline-formula>,
<disp-formula id="PTW078UM26"><mml:math id="UM26" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1cm" /><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1cm" /><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
we can easily find that the behavior of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation481"><![CDATA[$\phi^{(\mbox{NS})}_{(n_1,n_2,n_3)} (\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> becomes
<disp-formula id="PTW078MC4"><label>(C4)</label><mml:math id="MM155" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>NS</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1cm" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Since we are assuming that <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation482"><![CDATA[$n_1+n_2+n_3 =d$]]></tex-math></inline-formula> and <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation483"><![CDATA[$n_1 \geq n_2 \geq n_3 \geq 0$]]></tex-math></inline-formula>, we find
<disp-formula id="PTW078UM27"><mml:math id="UM27" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mfrac><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Therefore, we obtain
<disp-formula id="PTW078MC5"><label>(C5)</label><mml:math id="MM156" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mtext>NS</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1cm" /><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1cm" /><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
for  <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation484"><![CDATA[${}^{\forall} (n_1,n_2,n_3) \in {\cal S}^{(d)}$]]></tex-math></inline-formula>. &#x25A0;</p>
</statement>
</sec>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="PTW078C1"><label>[1]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"><name><surname>Eguchi,</surname> <given-names>T.</given-names></name> <name><surname>Ooguri,</surname> <given-names>H.</given-names></name> and <name><surname>Tachikawa,</surname> <given-names>Y.</given-names></name></person-group> <source>Exper. Math.</source> <volume>20</volume>, <fpage>91</fpage> (<year>2011</year>) [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://arxiv.org/abs/1004.0956">arXiv:1004.0956</ext-link> [hep-th]] [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://inspirehep.net/search?p=find+EPRINT+1004.0956">Search</ext-link> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://inspirehep.net/search?p=find+EPRINT+1004.0956"><sc>IN</sc>SPIRE</ext-link>].</mixed-citation></ref>
<ref id="PTW078C2"><label>[2]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"><name><surname>Cheng,</surname> <given-names>M. C. N.</given-names></name> <name><surname>Duncan,</surname> <given-names>J. F. R.</given-names></name> and <name><surname>Harvey,</surname> <given-names>J. A.</given-names></name></person-group> <source>Commun. Num. Theor. Phys.</source> <volume>08</volume>, <fpage>101</fpage> (<year>2014</year>) [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://arxiv.org/abs/1204.2779">arXiv:1204.2779</ext-link> [math.RT]] [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://inspirehep.net/search?p=find+EPRINT+1204.2779">Search <sc>IN</sc>SPIRE</ext-link>].</mixed-citation></ref>
<ref id="PTW078C3"><label>[3]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"><name><surname>Cheng</surname> <given-names>M. C. N.</given-names></name>, <name><surname>Duncan,</surname> <given-names>J. F. R.</given-names></name> and <name><surname>Harvey,</surname> <given-names>J. A.</given-names></name></person-group> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://arxiv.org/abs/1307.5793">arXiv:1307.5793</ext-link> [math.RT] [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://inspirehep.net/search?p=find+EPRINT+1307.5793">Search <sc>IN</sc>SPIRE</ext-link>].</mixed-citation></ref>
<ref id="PTW078C4"><label>[4]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"><name><surname>Cheng </surname> <given-names>M. C. N.</given-names></name> and <name><surname>Harrison,</surname> <given-names>S.</given-names></name></person-group> <source>Commun. Math. Phys.</source> <volume>339</volume>, <fpage>221</fpage> (<year>2015</year>) [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://arxiv.org/abs/1406.0619">arXiv:1406.0619</ext-link> [hep-th]] [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://inspirehep.net/search?p=find+EPRINT+1406.0619">Search <sc>IN</sc>SPIRE</ext-link>].</mixed-citation></ref>
<ref id="PTW078C5"><label>[5]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"><name><surname>Sevrin,</surname> <given-names>A.</given-names></name> <name><surname>Troost,</surname> <given-names>W.</given-names></name> and <name><surname>Van</surname> <given-names>A.</given-names></name></person-group> <source>Proeyen, Phys. Lett. B</source> <volume>208</volume>, <fpage>447</fpage> (<year>1988</year>).</mixed-citation></ref>
<ref id="PTW078C6"><label>[6]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"><name><surname>Gukov,</surname> <given-names>S.</given-names></name> <name><surname>Martinec,</surname> <given-names>E.</given-names></name> <name><surname>Moore,</surname> <given-names>G. W.</given-names></name> and <name><surname>Strominger,</surname> <given-names>A.</given-names></name></person-group> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://arxiv.org/abs/hep-th/0404023">arXiv:hep-th/0404023</ext-link>.</mixed-citation></ref>
<ref id="PTW078C7"><label>[7]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"><name><surname>Kutasov</surname> <given-names>D.</given-names></name> and <name><surname>Seiberg,</surname> <given-names>N.</given-names></name></person-group> <source>Nucl. Phys. B</source> <volume>358</volume>, <fpage>600</fpage> (<year>1991</year>).</mixed-citation></ref>
<ref id="PTW078C8"><label>[8]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"><name><surname>Callan,</surname> <given-names>C. G.</given-names></name> <name><surname>Harvey,</surname> <given-names>J. A.</given-names></name> and <name><surname>Strominger,</surname> <given-names>A.</given-names></name></person-group> <source>Nucl. Phys. B</source> <volume>359</volume>, <fpage>611</fpage> (<year>1991</year>)</mixed-citation></ref>
<ref id="PTW078C9"><label>[9]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"><name><surname>Matsuda</surname> <given-names>S.</given-names></name> and <name><surname>Ishimoto,</surname> <given-names>Y.</given-names></name></person-group> <source>Mod. Phys. Lett. A</source> <volume>11</volume>, <fpage>2611</fpage> (<year>1996</year>) [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://arxiv.org/abs/hep-th/9609184">arXiv:hep-th/9609184</ext-link>] [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://inspirehep.net/search?p=find+EPRINT+hep-th/9609184">Search</ext-link> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://inspirehep.net/search?p=find+EPRINT+hep-th/9609184"><sc>IN</sc>SPIRE</ext-link>].</mixed-citation></ref>
<ref id="PTW078C10"><label>[10]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"><name><surname>Matsuda,</surname> <given-names>S.</given-names></name></person-group> <source>Int. J. Mod. Phys. A</source> <volume>12</volume>, <fpage>4707</fpage> (<year>1997</year>) [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://arxiv.org/abs/hep-th/9610212">arXiv:hep-th/9610212</ext-link>] [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://inspirehep.net/search?p=find+EPRINT+hep-th/9610212">Search <sc>IN</sc>SPIRE</ext-link>].</mixed-citation></ref>
<ref id="PTW078C11"><label>[11]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"><name><surname>Seiberg</surname> <given-names>N.</given-names></name> and <name><surname>Witten,</surname> <given-names>E.</given-names></name></person-group> <source>J. High Energy Phys.</source> <volume>9904</volume>, <fpage>017</fpage> (<year>1999</year>) [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://arxiv.org/abs/hep-th/9903224">arXiv:hep-th/9903224</ext-link>] [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://inspirehep.net/search?p=find+EPRINT+hep-th/9903224">Search</ext-link> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://inspirehep.net/search?p=find+EPRINT+hep-th/9903224"><sc>IN</sc>SPIRE</ext-link>].</mixed-citation></ref>
<ref id="PTW078C12"><label>[12]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"><name><surname>Ooguri</surname> <given-names>H.</given-names></name> and <name><surname>Vafa,</surname> <given-names>C.</given-names></name></person-group> <source>Nucl. Phys. B</source> <volume>463</volume>, <fpage>55</fpage> (<year>1996</year>) [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://arxiv.org/abs/hep-th/9511164">arXiv:hep-th/9511164</ext-link>] [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://inspirehep.net/search?p=find+EPRINT+hep-th/9511164">Search <sc>IN</sc>SPIRE</ext-link>].</mixed-citation></ref>
<ref id="PTW078C13"><label>[13]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"><name><surname>Eguchi</surname> <given-names>T.</given-names></name> and <name><surname>Sugawara,</surname> <given-names>Y.</given-names></name></person-group> <source>J. High Energy Phys.</source> <volume>0401</volume>, <fpage>025</fpage> (<year>2004</year>) [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://arxiv.org/abs/hep-th/0311141">arXiv:hep-th/0311141</ext-link>] [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://inspirehep.net/search?p=find+EPRINT+hep-th/0311141">Search</ext-link> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://inspirehep.net/search?p=find+EPRINT+hep-th/0311141"><sc>IN</sc>SPIRE</ext-link>].</mixed-citation></ref>
<ref id="PTW078C14"><label>[14]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"><name><surname>Eguchi</surname> <given-names>T.</given-names></name> and <name><surname>Sugawara,</surname> <given-names>Y.</given-names></name></person-group> <source>J. High Energy Phys.</source> <volume>1103</volume>, <fpage>107</fpage> (<year>2011</year>) [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://arxiv.org/abs/1012.5721">arXiv:1012.5721</ext-link> [hep-th]] [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://inspirehep.net/search?p=find+EPRINT+1012.5721">Search</ext-link> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://inspirehep.net/search?p=find+EPRINT+1012.5721"><sc>IN</sc>SPIRE</ext-link>].</mixed-citation></ref>
<ref id="PTW078C15"><label>[15]</label><mixed-citation publication-type="book"> <person-group person-group-type="author"><name><surname>Zwegers,</surname> <given-names>S.</given-names></name></person-group> <source>Mock theta functions,</source> <publisher-name>Ph.D. Thesis,</publisher-name> <publisher-loc>Utrecht University</publisher-loc> (<year>2002</year>).</mixed-citation></ref>
<ref id="PTW078C16"><label>[16]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"><name><surname>Witten,</surname> <given-names>E.</given-names></name></person-group> <source>Int. J. Mod. Phys. A</source> <volume>9</volume>, <fpage>4783</fpage> (<year>1994</year>) [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://arxiv.org/abs/hep-th/9304026">arXiv:hep-th/9304026</ext-link>] [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://inspirehep.net/search?p=find+EPRINT+hep-th/9304026">Search <sc>IN</sc>SPIRE</ext-link>].</mixed-citation></ref>
<ref id="PTW078C17"><label>[17]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"><name><surname>Troost,</surname> <given-names>J.</given-names></name></person-group> <source>J. High Energy Phys.</source> <volume>1006</volume>, <fpage>104</fpage> (<year>2010</year>) [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://arxiv.org/abs/1004.3649">arXiv:1004.3649</ext-link> [hep-th]] [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://inspirehep.net/search?p=find+EPRINT+1004.3649">Search <sc>IN</sc>SPIRE</ext-link>].</mixed-citation></ref>
<ref id="PTW078C18"><label>[18]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"><name><surname>Eguchi</surname> <given-names>T.</given-names></name> and <name><surname>Sugawara,</surname> <given-names>Y.</given-names></name></person-group> <source>J. High Energy Phys.</source> <volume>0405</volume>, <fpage>014</fpage> (<year>2004</year>) [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://arxiv.org/abs/hep-th/0403193">arXiv:hep-th/0403193</ext-link>] [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://inspirehep.net/search?p=find+EPRINT+hep-th/0403193">Search</ext-link> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://inspirehep.net/search?p=find+EPRINT+hep-th/0403193"><sc>IN</sc>SPIRE</ext-link>].</mixed-citation></ref>
<ref id="PTW078C19"><label>[19]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"><name><surname>Eguchi</surname> <given-names>T.</given-names></name> and <name><surname>Sugawara,</surname> <given-names>Y.</given-names></name></person-group> <source>J. High Energy Phys.</source> <volume>1411</volume>, <fpage>156</fpage> (<year>2014</year>) [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://arxiv.org/abs/1407.7721">arXiv:1407.7721</ext-link> [hep-th]] [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://inspirehep.net/search?p=find+EPRINT+1407.7721">Search</ext-link> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://inspirehep.net/search?p=find+EPRINT+1407.7721"><sc>IN</sc>SPIRE</ext-link>].</mixed-citation></ref>
<ref id="PTW078C20"><label>[20]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"><name><surname>Eguchi</surname> <given-names>T.</given-names></name> and <name><surname>Taormina,</surname> <given-names>A.</given-names></name></person-group> <source>Phys. Lett. B</source> <volume>200</volume>, <fpage>315</fpage> (<year>1988</year>).</mixed-citation></ref>
<ref id="PTW078C21"><label>[21]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"><name><surname>Eguchi</surname> <given-names>T.</given-names></name> and <name><surname>Taormina,</surname> <given-names>A.</given-names></name></person-group> <source>Phys. Lett. B</source> <volume>210</volume>, <fpage>125</fpage> (<year>1988</year>).</mixed-citation></ref>
<ref id="PTW078C22"><label>[22]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"><name><surname>Eguchi,</surname> <given-names>T.</given-names></name> <name><surname>Ooguri,</surname> <given-names>H.</given-names></name> <name><surname>Taormina,</surname> <given-names>A.</given-names></name> and <name><surname>Yang,</surname> <given-names>S. K.</given-names></name></person-group> <source>Nucl. Phys. B</source> <volume>315</volume>, <fpage>193</fpage> (<year>1989</year>).</mixed-citation></ref>
<ref id="PTW078C23"><label>[23]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"><name><surname>Giveon,</surname> <given-names>A.</given-names></name> <name><surname>Kutasov,</surname> <given-names>D.</given-names></name> and <name><surname>Pelc,</surname> <given-names>O.</given-names></name></person-group> <source>J. High Energy Phys.</source> <volume>9910</volume>, <fpage>035</fpage> (<year>1999</year>) [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://arxiv.org/abs/hep-th/9907178">arXiv:hep-th/9907178</ext-link>] [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://inspirehep.net/search?p=find+EPRINT+hep-th/9907178">Search <sc>IN</sc>SPIRE</ext-link>].</mixed-citation></ref>
<ref id="PTW078C24"><label>[24]</label><mixed-citation publication-type="book"> <person-group person-group-type="author"><name><surname>Eichler</surname> <given-names>M.</given-names></name> and <name><surname>Zagier,</surname> <given-names>D.</given-names></name></person-group> <source>The Theory of Jacobi Forms: Progress in Mathematics</source> <volume>Vol. 55</volume> (<publisher-name>Springer,</publisher-name> <publisher-loc>Berlin,</publisher-loc> <year>1985</year>).</mixed-citation></ref>
<ref id="PTW078C25"><label>[25]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"><name><surname>Harvey,</surname> <given-names>J. A.</given-names></name> <name><surname>Murthy,</surname> <given-names>S.</given-names></name> and <name><surname>Nazaroglu,</surname> <given-names>C.</given-names></name></person-group> <source>J. High Energy Phys.</source> <volume>1505</volume>, <fpage>126</fpage> (<year>2015</year>) [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://arxiv.org/abs/1410.6174">arXiv:1410.6174</ext-link> [hep-th]] [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://inspirehep.net/search?p=find+EPRINT+1410.6174">Search <sc>IN</sc>SPIRE</ext-link>].</mixed-citation></ref>
<ref id="PTW078C26"><label>[26]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <person-group person-group-type="author"><name><surname>Dabholkar,</surname> <given-names>A.</given-names></name> <name><surname>Murthy,</surname> <given-names>S.</given-names></name> and <name><surname>Zagier,</surname> <given-names>D.</given-names></name></person-group> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://arxiv.org/abs/1208.4074">arXiv:1208.4074</ext-link> [hep-th] [<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://inspirehep.net/search?p=find+EPRINT+1208.4074">Search <sc>IN</sc>SPIRE</ext-link>].</mixed-citation></ref>
</ref-list>
<fn-group>
<fn id="FN1"><p><sup>1</sup>We are here using a slightly different convention from that of Refs. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C5">5</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C6">6</xref>].    Our <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation485"><![CDATA[$A^{\pm,i}$]]></tex-math></inline-formula>, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation486"><![CDATA[$U$]]></tex-math></inline-formula>, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation487"><![CDATA[$Q^a$]]></tex-math></inline-formula> correspond to    <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation488"><![CDATA[$iA^{\pm,i}$]]></tex-math></inline-formula>, <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation489"><![CDATA[$iU$]]></tex-math></inline-formula>, and <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation490"><![CDATA[$iQ^a$]]></tex-math></inline-formula> in Refs. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C5">5</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C6">6</xref>].</p></fn>
<fn id="FN2"><p><sup>2</sup>Here, we may have a subtlety, since <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation491"><![CDATA[${\cal Z}^{(\mbox{NS})}(\tau)$]]></tex-math></inline-formula> could be nonholomorphic due to the existence of modular completions, the correction terms of which show a continuous spectrum. Thus, the Cardy-type argument in this context truly means that the asymptotic growth of the coefficients of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation492"><![CDATA[$q$]]></tex-math></inline-formula>-expansion of the <italic> holomorphic part</italic> <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation493"><![CDATA[${\cal Z}^{(\mbox{NS})}_{\mbox{hol}}(\tau)$]]></tex-math></inline-formula>, which only includes a discrete spectrum, is governed by the IR behavior of the <italic>total</italic>  <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation494"><![CDATA[${\cal Z}^{(\mbox{NS})}(\tau)$]]></tex-math></inline-formula>.</p></fn>
<fn id="FN3"><p><sup>3</sup><inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation495"><![CDATA[$s=0,2 \, (1,3)$]]></tex-math></inline-formula> describe free fermions in the NS (Ramond (R)) sector. </p></fn>
<fn id="FN4"><p><sup>4</sup>The holomorphic part of the identity (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_48">3.48</xref>) essentially means the familiar equivalence between the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation496"><![CDATA[${\cal N}=4$]]></tex-math></inline-formula> massless character of level 1 and the spectral flow sum of the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation497"><![CDATA[${\cal N}=2$]]></tex-math></inline-formula> massless matter characters with <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation498"><![CDATA[$\hat{c}=2$]]></tex-math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C20">20</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C21">21</xref>], which is also presented in Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C4">4</xref>]. The identity (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_48">3.48</xref>) claims that this equivalence still holds <italic>after taking the modular completions</italic>, and it is surely a nontrivial identity. One of its proofs is obtained by setting <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation499"><![CDATA[$N=2$]]></tex-math></inline-formula> in the identity (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M3_70">3.70</xref>), which we will prove. Note that the minimal character <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation500"><![CDATA[$\mbox{ch}^{(\widetilde{\mbox{R}})}_{0,m}(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> just reduces to the mod 2 Kronecker delta: <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation501"><![CDATA[$\delta^{(2)}_{m,1} - \delta^{(2)}_{m,-1}$]]></tex-math></inline-formula> in the case of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation502"><![CDATA[$N=2$]]></tex-math></inline-formula> (<inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation503"><![CDATA[$\hat{c}_{\mbox{min}}=0$]]></tex-math></inline-formula>).</p></fn>
<fn id="FN5"><p><sup>5</sup>This is equivalent to the identity that Zagier gave in his lecture at the Durham workshop, August 2015.</p></fn>
<fn id="FN6"><p><sup>6</sup>In fact, the coefficients of massless characters <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation504"><![CDATA[$a_{\ell}$]]></tex-math></inline-formula> can be uniquely determined from <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation505"><![CDATA[${\cal Z}^{(\mbox{NS})} (\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> by this assumption, while the massive coefficients <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation506"><![CDATA[$b_{j,n}$]]></tex-math></inline-formula> would not be necessarily unique. However, this ambiguity does not affect the following discussions.</p></fn>
<fn id="FN7"><p><sup>7</sup>We remark that the optimal growth condition is not necessary  for the purpose of  proving  the identity (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_12">4.12</xref>). In other words, the ambiguity of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation507"><![CDATA[$\widehat{h}_r^X(\tau)$]]></tex-math></inline-formula> mentioned above does not spoil this relation; <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation508"><![CDATA[$ \displaystyle \sum_{r=1}^{N-1}\, \alpha_r(\tau) \chi^{(N-2)}_{r-1}(\tau,0) =0 $]]></tex-math></inline-formula> always holds for the coefficients <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation509"><![CDATA[$\alpha_r(\tau)$]]></tex-math></inline-formula> appearing in (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078M4_11">4.11</xref>).</p></fn>
<fn id="FN8"><p><sup>8</sup>Such torsion points are canceled out in the cases when <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation510"><![CDATA[$X$]]></tex-math></inline-formula> is made up only of <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation511"><![CDATA[$A$]]></tex-math></inline-formula>-type components,  as we illustrated in Sect. 3.4.1.</p></fn>
<fn id="FN9"><p><sup>9</sup>On the other hand, the <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation512"><![CDATA[$n$]]></tex-math></inline-formula>-torsion points appearing in the umbral Jacobi form are canceled out by the factor <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation513"><![CDATA[$\theta_1(\tau, Nz)$]]></tex-math></inline-formula>.</p></fn>
<fn id="FN10"><p><sup>10</sup>According to  the original terminology of Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="PTW078C24">24</xref>], the &#x201C;weak Jacobi form&#x201D; of weight <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation514"><![CDATA[$k$]]></tex-math></inline-formula> and index <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation515"><![CDATA[$r$]]></tex-math></inline-formula> (<inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation516"><![CDATA[$k, r \in \mathbb Z_{\geq 0}$]]></tex-math></inline-formula>) means that <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation517"><![CDATA[$\Phi(\tau,z)$]]></tex-math></inline-formula> should be Fourier expanded as <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation518"><![CDATA[$ \Phi(\tau,z) = \sum_{n\in \mathbb Z_{\geq 0}}\, \sum_{\ell \in \mathbb Z}\, c(n,\ell) q^n y^{\ell}, $]]></tex-math></inline-formula> in addition to the conditions (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078MA14">A14</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="PTW078MA15">A15</xref>). It is called the &#x201C;Jacobi form&#x201D; if it further satisfies  the condition <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation519"><![CDATA[$c(n,\ell) =0$]]></tex-math></inline-formula> for <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation520"><![CDATA[${}^{\forall} n, \ell$]]></tex-math></inline-formula> s.t. <inline-formula><tex-math notation="LaTeX" id="ImEquation521"><![CDATA[$4n r -\ell^2 <0$]]></tex-math></inline-formula>.</p></fn>
</fn-group>
</back>
</article>