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不変性に乏しい非線形シュレディンガー方程式の時間挙動を決定づける初期値の分類

Research Project

Project/Area Number 22KJ2907
Project/Area Number (Other) 22J00787 (2022)
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeMulti-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022)
Section国内
Review Section Basic Section 12020:Mathematical analysis-related
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

浜野 大  早稲田大学, 理工学術院, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2023-03-08 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords非線形シュレディンガー方程式 / 基底状態 / ソボレフ不等式 / 散乱 / 有限時間爆発 / ポテンシャル / 無限時間爆発
Outline of Research at the Start

非線形シュレディンガー方程式を取り扱う. 方程式の線形部分は解を分散させる効果があり, それに対し非線形部分は解を集約させる効果がある. そのため十分時間が経った際に, 解は散乱(非線形効果が薄れ線形状態に近づく), 爆発(解があるところに集中する), 定常状態(解の形状が変化しない)などの多様な挙動が考えられる. 本研究では初期状態を与えられた非線形シュレディンガー方程式の解が十分時間が経った後にどのような状態になっているか調べる.

Outline of Annual Research Achievements

研究目的は空間平行移動不変性などの不変性に乏しい非線形シュレディンガー方程式の解の挙動を決定づける初期値を分類することである.
・埼玉大学の町原秀二氏, 橋本隼也氏とともに2次の非線形項をもつ連立系の確率シュレディンガー方程式を研究した. この方程式の解のエネルギーは保存されない. 空間4次元(質量臨界)の場合に, エネルギーの上からの評価を得た. この評価と対応する確定的な非線形シュレディンガー方程式の基底状態を用いて, その基底状態の電荷より小さい電荷をもつ初期値に対する解は時間大域的に存在することを示した.
・理化学研究所, 慶應義塾大学の池田正弘氏とともに抽象的なポテンシャルをもつ非線形シュレディンガー方程式を研究した. この方程式は空間平行移動不変性およびガリレイ不変性をもたない方程式である. 以前得られた定常解を用いて, それの作用(電荷とエネルギーの和)よりも小さい作用をもつ球対称解に関し, 有限時間で爆発(あるノルムが有限時間で発散)するための必用十分条件を得た.
・池田正弘氏と逆2乗冪ポテンシャルをもつ非線形シュレディンガー方程式を研究した. ポテンシャルが反発的である場合, ソボレフ不等式は非自明な解では達成されないことが知らられている. 球対称に制限することにより, ソボレフ不等式が達成されることを示した. またその達成元より小さいエネルギーをもつ球対称解は散乱(線形方程式の解に漸近)するもしくは有限時間で爆発することを示し, それぞれの必用十分条件を得た.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

研究の目的に沿った研究成果がいくつか得られ, それらを論文としてまとめられたため. また, その段階で今後の研究課題への着想を得られた.

Strategy for Future Research Activity

申請時の予定通り研究を進める. また今年度思いついた研究課題にも取り組んでいく.

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 8 results)

  • [Journal Article] Global dynamics below a threshold for the nonlinear Schrodinger equations with the Kirchhoff boundary and the repulsive Dirac delta boundary on a star graph2024

    • Author(s)
      Hamano Masaru、Ikeda Masahiro、Inui Takahisa、Shimizu Ikkei
    • Journal Title

      Partial Differential Equations and Applications

      Volume: 5 Issue: 1

    • DOI

      10.1007/s42985-024-00274-2

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Global and Local Solutions of Stochastic Nonlinear Schrodinger System With Quadratic Interaction2024

    • Author(s)
      Hamano Masaru、Hashimoto Shunya、Machihara Shuji
    • Journal Title

      Bulletin of the Iranian Mathematical Society

      Volume: 50 Issue: 2

    • DOI

      10.1007/s41980-024-00863-2

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Scattering solutions to nonlinear Schrodinger equation with a long range potential2023

    • Author(s)
      Hamano Masaru、Ikeda Masahiro
    • Journal Title

      Journal of Mathematical Analysis and Applications

      Volume: 528 Issue: 1 Pages: 127468-127468

    • DOI

      10.1016/j.jmaa.2023.127468

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Threshold solutions for the 3D focusing cubic-quintic nonlinear Schrodinger equation at low frequencies2023

    • Author(s)
      Hamano Masaru、Kikuchi Hiroaki、Watanabe Minami
    • Journal Title

      Dynamics of Partial Differential Equations

      Volume: 20 Issue: 4 Pages: 263-297

    • DOI

      10.4310/dpde.2023.v20.n4.a1

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stability and instability of radial standing waves to NLKG equation with an inverse-square potential2023

    • Author(s)
      Hamano Masaru、Ikeda Masahiro
    • Journal Title

      Nonlinear Differential Equations and Applications NoDEA

      Volume: 30 Issue: 3

    • DOI

      10.1007/s00030-023-00844-0

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 非許容対に対するストリッカーツ評価について2024

    • Author(s)
      浜野 大
    • Organizer
      分散型方程式研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Scattering solutions to the NLS with an inverse power potential2023

    • Author(s)
      浜野 大
    • Organizer
      Scattering theory of Schrodinger equations and related topics
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 逆2乗冪ポテンシャルをもつ非線形シュレディンガー方程式の解の時間挙動2023

    • Author(s)
      浜野 大
    • Organizer
      熊本大学応用解析セミナー
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Time behavior of solutions to nonlinear Schrodinger equation with a potential2023

    • Author(s)
      浜野 大
    • Organizer
      The 10th International Congress on Industrial and Applied Mathematics
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Scattering and blow-up solutions to energy critical NLS with an inverse square potential2023

    • Author(s)
      浜野 大
    • Organizer
      日本数学会・2023年度秋季総合分科会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Long time behavior of solutions to nonlinear Schrodinger equation2023

    • Author(s)
      浜野 大
    • Organizer
      The 20th Linear and Nonlinear Waves
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Time behavior of solutions to energy critical nonlinear Schrodinger equation with an inverse square potential2023

    • Author(s)
      浜野 大
    • Organizer
      Workshop on Variational Methods and Dispersive Equations
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 逆2乗冪型ポテンシャルをもつ非線形シュレディンガー方程式の散乱解と爆発解2023

    • Author(s)
      浜野 大
    • Organizer
      反応拡散方程式と非線形分散型方程式の解の挙動
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 長距離型ポテンシャルをもつ非線形シュレディンガー方程式の散乱解について2023

    • Author(s)
      浜野 大
    • Organizer
      第19回数学総合若手研究集会~数学の交叉点~
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Threshold solutions to the NLS with an inverse-power potential2022

    • Author(s)
      浜野 大
    • Organizer
      応用解析研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 逆冪乗型ポテンシャルをもつ非線形シュレディンガー方程式の解の時間大域挙動について2022

    • Author(s)
      浜野 大
    • Organizer
      伊都PDEワークショップ
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Global dynamics of Mass-Energy threshold for NLS with an inverse-power potential2022

    • Author(s)
      浜野 大
    • Organizer
      日本数学会 2022年度秋季総合分科会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

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Published: 2022-04-28   Modified: 2024-12-25  

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