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Nonrelativistic limit for the nonlinear Dirac equation

Research Project

Project/Area Number 20K03671
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 12020:Mathematical analysis-related
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

Machihara Shuji  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (20346373)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywords非線形波動方程式 / 非線形シュレディンガー方程式 / ハーディの不等式 / 球面調和関数 / 消散型非線形波動方程式 / 非線形熱方程式 / non-delay limit / nonlinear Dirac eq. / Blow up solution / 初期値問題適切性 / 初期値問題非適切性 / hypercontractivity
Outline of Research at the Start

非線形ディラック方程式の非相対論的極限の問題を解く。
解関数の収束を示す。ここで方程式が形式的に移行することと、解が収束することは異なる事象であることに注意する。もしかしたら方程式は移行するが、解は収束しない可能性もあるので、その場合はそのことを証明する。実はこの場合のほうが数学や物理学に与えるインパクトは、収束する場合より大きい。証明には応募者が得意とする初期値問題の非適切性の議論が有効と考える。

Outline of Final Research Achievements

In collaboration with Mamoru Okamoto, derived ill-posedness of the initial value problem for the nonlinear Dirac equation and published a paper. In collaboration with Bez Neal and five others, we studied on the application of the heat flow method and published a paper. In collaboration with Shota Kawakami, we succeeded in constructing a concrete blows-up solution for the nonlinear Schrodinger equation and published a paper. In collaboration with Bez Neal and Tohru Ozawa, we analyzed Hardy's inequality using spherical harmonic functions, and published a paper. In collaboration with Takahisa Inui, we solved the problem of singular limit of nonlinear wave equations with dumped terms, and published a paper.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

偏微分方程式の初期値問題は様々な自然現象・社会現象を映し出し、その重要性はますます高まっている。その問題が適切であるとは、解が一意存在し、初期値に連続的に依存することを指す。つまり方程式初期値問題の根幹をなす研究と言える。非適切性の議論はその裏の意味があるが、つまりは適切性の議論の本質を浮き彫りにする効果がある。研究代表者の研究成果は問題を適切性と非適切性で分類したものであり、その重要度は高い。
またハーディの不等式を始めとする関数不等式の研究を行った。球面調和関数を用いた解析はまだまだ数は少なく、独創的なアイデアによるものと言える。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Non-delay limit in the energy space from the nonlinear damped wave equation to the nonlinear heat equation2022

    • Author(s)
      Takahisa Inui, Shuji Machihara
    • Journal Title

      Journal of Hyperbolic Differential Equations

      Volume: 19

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spherical harmonics and Hardy's inequalities2022

    • Author(s)
      町原 秀二
    • Journal Title

      数理解析研究所講究録,2235

      Volume: 1

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Blowup solutions for the nonlinear Schr\"odinger equation with complex coefficient2020

    • Author(s)
      S. Kawakami and S. Machihara
    • Journal Title

      Differential Integral Equations

      Volume: 33

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A supersolutions perspective on hypercontractivity2020

    • Author(s)
      Y. Aoki, J. Bennett, N. Bez, S. Machihara, K. Matsuura and S. Shiraki
    • Journal Title

      Ann. Mat. Pura Appl. (4)

      Volume: 199 Issue: 5 Pages: 2105-2116

    • DOI

      10.1007/s10231-020-00958-7

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Sharp ill-posedness of the Dirac-Klein-Gordon system in one dimension2020

    • Author(s)
      Machihara Shuji, Okamoto Mamoru
    • Journal Title

      Nonlinear Analysis

      Volume: 192 Pages: 111687-111687

    • DOI

      10.1016/j.na.2019.111687

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 等式から眺める Rellich の不等式2022

    • Author(s)
      町原 秀二
    • Organizer
      九州関数方程式セミナー
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] L2直交性から眺める Rellich の不等式2022

    • Author(s)
      町原 秀二
    • Organizer
      「解析学とその周辺」@野田
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Spherical harmonics and Hardy's inequalities2021

    • Author(s)
      Shuji Machihara
    • Organizer
      RIMS共同研究(公開型)「量子場の数理とその周辺」
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 球面微分とハーディの不等式2021

    • Author(s)
      町原 秀二
    • Organizer
      Workshop on Analysis in Kagurazaka 2021
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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