可積分性を持つセルオートマトンの数理構造の解明とその応用

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09640245
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 時弘 哲治 東京大学, 大学院・数理科学研究科, 助教授 (10163966)
• Keywords: セルオートマトン / 可積分系 / 超離散化 / 特殊函数 / Darboux変換

Research Abstract

上記の課題に対して,本年度は次の成果を得た.
1.戸田分子方程式から得られる可積分セルオートマトンとLotka-Volterra方程式から得られる可積分セルオートマトンとの関係を示し,それを利用してソーティングのアルゴリズムを構成した.また,このアルゴリズムと通常のバブルソートとの関係を示し,バブルソートは非可積分系とみなせることを示した.
2.KP階層の母函数(タウ函数)に三輪変換を拡張した離散変換を行うことによって,非自律な非線形可積分差分方程式が得られることを示し,その解の構造,特にDarboux変換による解の構成法を示した.また,Darboux変換と佐藤理論との関係をfermion operatorsを用いて示した.さらに,KP階層に付随する線形方程式の一般解が対応する固有値問題の固有函数の線形結合で表わされることを証明した.
3.非線形可積分方程式の特殊函数解が特殊函数の積分表示式ともともとの方程式に付随する線形方程式の固有函数を用いて一般的に構成できることを示した.特に,非自律な方程式に対してもある種の特殊函数が定義できることを示した.その応用として,q-超幾何函数などの非線形なcontiguity relationを求めた.
4.離散パンルベ方程式の超離散化によって得られるパンルベII型の超離散方程式を求めた.その解,特に楕円函数解の超極限として得られる厳密解を求め,その特性について議論した.

Research Products

• [Publications] R.Willox: "Darboux and binary Darboux transformations for ndKPegs." Journal of Mathematical Physics. 38. 6455-6469 (1997)
• [Publications] T.Tokihiro: "On special function solutions to nonlinear integrable equations" Physics Letters. A236. 23-29 (1997)