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Iwasawa theory for non cyclotomic Zp-extension centered on Greenberg's generalized conjecture

Research Project

Project/Area Number 21K13778
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 11010:Algebra-related
Research InstitutionToho University (2022-2023)
Keio University (2021)

Principal Investigator

村上 和明  東邦大学, 理学部, 講師 (60795681)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2025: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2024: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Keywords多変数岩澤理論 / 岩澤加群 / 木田の公式 / λ-不変量 / 岩澤ベキ級数 / 一般Greenberg予想 / 一般 Greenberg 予想 / Zp-拡大 / 一般グリーンバーグ予想 / イデアル類群 / 楕円曲線 / p進L関数
Outline of Research at the Start

素数pに対して,岩澤理論では代数体の多重Zp-拡大という特別な無限次拡大を考える.このとき,多重Zp-拡大の中間体を束ねたものを岩澤加群と呼ぶ.岩澤理論は,岩澤加群(代数的な対象)とp-進L関数(解析的な対象)に潜む関係を研究する分野である.従来の岩澤理論では,円分Zp-拡大を中心に理論が展開されてきた.
本研究では非円分Zp-拡大に対して岩澤理論を展開する.そのために,一般Greenberg予想(GGC)の研究に取り組む.具体的には,以下の問題に取り組む.

(1) 木田の公式を用いたGGCの証明
(2) p-rationalな代数体に対するGGCの証明

Outline of Annual Research Achievements

p を奇素数, k を p が分解する虚二次体とする. k の p-Hilbert類体がある Zp-拡大の中に含まれるとき, k を p-rationalな虚二次体と呼ぶことにする. 2023年度は岩澤加群の構造に関して研究を行った. 特に弱一般 Greenberg 予想の証明を試みた。弱一般 Greenberg 予想とは「kの最大多重Zp-拡大に付随する不分岐岩澤加群 X が非自明であれば, X は非自明な擬零部分加群を持つだろう」という予想である. この証明はまだ完全には解決していないがその研究過程において, 次の2つの結果を得た:
(i)p の k 上の素点を P(もう一方を P*)とおく. このとき, k の円分 Zp-拡大 K の各中間体 k_n について, k_n の P 上の素点の外不分岐最大なアーベル拡大体の k_n 上のガロア群のねじれ部分(つまり, 最大有限部分加群)は, 円分 Zp-拡大 K/k に付随する岩澤ベキ級数の自明零点を除いたもので決まる.さらに, k が p-rational で円分 Zp-拡大に対する岩澤不変量が 2 の場合は, ねじれ部分の位数は岩澤ベキ級数に関係なく同じ形(中間体の n のみに依存する式)で表せることがわかった.
(ii) D を k の p 上の素点 P の(k 上の最大多重 Zp-拡大における)分解群とする. D が (有理数体からみて)非正規部分群である仮定のもとで弱一般 Greenberg 予想を証明した. この結果に関して, これまでの研究では二つの仮定(円分 Zp-拡大に付随する p 進 L 関数が重根を持たないこと, k の P の外不分岐な Zp-拡大の岩澤 λ 不変量が 0 であること)が必要であったが, 今回の研究によりこの仮定を取り除くことができた.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

虚二次体 k の最大多重 Z_p-拡大を L とおく. 弱一般 Greenberg 予想の証明には, L の P 上の素点の外不分岐最大アーベル拡大体 M について精確な情報が必要である. 2022 年度で最初の目標であった木田の公式の証明が完了し, 2023年度は, このアーベル拡大 M について研究を進めた. M の情報についてまだ十分に得られていないため, 2024年度も引き続き M に対する岩澤加群の構造に関する研究を継続する.

Strategy for Future Research Activity

虚二次体 k の最大多重 Z_p-拡大を L とおく. 2022 年度に証明した木田の公式は、L の P 上の素点の外不分岐最大アーベル拡大体 M の構造を知るうえで有効であるが, 弱一般 Greenberg 予想の証明をするためには不十分である. 2024年度は引き続き M に対する岩澤加群の構造に関する研究を継続する.

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] A weak form of Greenberg's generalized conjecture for imaginary quadratic fields2023

    • Author(s)
      Murakami Kazuaki
    • Journal Title

      Journal of Number Theory

      Volume: 244 Pages: 308-338

    • DOI

      10.1016/j.jnt.2022.08.010

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On the Cyclicity of the Unramified Iwasawa Modules of the Maximal Multiple Zp-Extensions Over Imaginary Quadratic Fields2022

    • Author(s)
      Miura Takashi、Murakami Kazuaki、Okano Keiji、Otsuki Rei
    • Journal Title

      Journal de Theorie des Nombres de Bordeaux

      Volume: 34 Issue: 3 Pages: 881-902

    • DOI

      10.5802/jtnb.1232

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] M.Bertolini, H.Darmon による Stark Heegner 点の有理性に関する論文の主定理の構造について2024

    • Author(s)
      村上和明
    • Organizer
      信州整数論小研究集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Kida’s formula for split prime Zp-extensions over imaginary quadratic fields2023

    • Author(s)
      村上和明
    • Organizer
      Arithmetic of L-functions
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] An analogue of Kida’s formula for split prime Zp-extensions2022

    • Author(s)
      村上和明
    • Organizer
      第21回仙台広島整数論集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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