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非局所的相互作用による定在波の安定化効果に関連する最小化変分問題の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K03383
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分12020:数理解析学関連
研究機関京都産業大学

研究代表者

渡辺 達也  京都産業大学, 理学部, 教授 (60549749)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード楕円型微分方程式 / 変分問題 / 定在波 / 安定性解析 / 非線形解析 / 楕円型偏微分方程式
研究成果の概要

本研究では、非局所的相互作用による定在波の安定化効果に関連する最小化変分問題を考察した。特にある極限方程式として得られる準線形シュレディンガー方程式の定常問題の解構造(一意性・多重性・漸近的プロファイルなど)を解析した。本研究の成果の1つは、エネルギー最小解の一意性と非退化性をすべてのパラメータ領域で示したことである。さらに、非線形項がソボレフ臨界指数の場合の解の漸近挙動を考察して、解の漸近挙動のパラメータに関する依存性が非線形項の指数によってどのように変化するかを完全に解明した。
また、シュレディンガー・マックスウェル方程式の定在波の安定性や他の物理モデルの研究も行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、定在波の安定化効果が非局所的相互作用によって得られるということを、付随する最小化問題のラグランジュ乗数の解析から捉えることを目標としている。定在波は様々な数理モデルで現れ、その安定性解析は重要な研究課題の一つであるが、厳密な解析が行われていない数理モデルは数多く残されている。本研究成果で得られた結果や手法は他の方程式に対する最小化変分問題にも応用できる。様々な物理モデルにおける定在波の安定性解析の研究にも大きな寄与があり、物理学者による(形式的な)考察を数学的に厳密化でき、応用面でも大きな意義がある。

報告書

(4件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 7件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] バーリ工科大学(イタリア)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] ボルドー大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Ground state solutions for quasilinear scalar field equations arising in nonlinear optics2021

    • 著者名/発表者名
      Alessio Pomponio and Tatsuya Watanabe
    • 雑誌名

      Nonlinear Differential Equations and Applications Research

      巻: 28 号: 3

    • DOI

      10.1007/s00030-021-00687-7

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Uniqueness of asymptotic limit of ground states for a class of quasilinear Schrodinger equation with H^1-critical growth in R^3,2020

    • 著者名/発表者名
      Shinji Adachi, Masataka Shibata, Tatsuya Watanabe
    • 雑誌名

      Applicable Analysis

      巻: - 号: 2 ページ: 671-691

    • DOI

      10.1080/00036811.2020.1757079

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cauchy problem for the nonlinear Schrodinger equation coupled with the Maxwell equation2020

    • 著者名/発表者名
      Colin Mathieu、Watanabe Tatsuya
    • 雑誌名

      Annales Henri Lebesgue

      巻: 3 ページ: 67-85

    • DOI

      10.5802/ahl.27

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Standing waves of modified Schrodinger equations coupled with the Chern-Simons gauge theory2020

    • 著者名/発表者名
      Pietro D'Avenia, Alessio Pomponio and Tatsuya Watanabe
    • 雑誌名

      Proceedings A of the Royal Society of Edinburgh

      巻: 150 号: 4 ページ: 1915-1936

    • DOI

      10.1017/prm.2019.9

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A refined stability result for standing waves of the Schrodinger-Maxwell system2019

    • 著者名/発表者名
      Colin Mathieu、Watanabe Tatsuya
    • 雑誌名

      Nonlinearity

      巻: 32 号: 10 ページ: 3695-3714

    • DOI

      10.1088/1361-6544/ab248c

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Asymptotic property of ground states for a class of quasilinear Schrodinger equation with H^1-critical growth2019

    • 著者名/発表者名
      Adachi Shinji、Shibata Masataka、Watanabe Tatsuya
    • 雑誌名

      Calculus of Variations and Partial Differential Equations

      巻: 58 号: 3

    • DOI

      10.1007/s00526-019-1527-y

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Standing waves of modified Schrodinger equations coupled with the Chern-Simons gauge theory2019

    • 著者名/発表者名
      Pietro D'Avenia, Alessio Pomponio and Tatsuya Watanabe
    • 雑誌名

      Proceedings A of the Royal Society of Edinburgh

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Asymptotic property of ground states for a class of quasilinear Schrodinger equations with $H^1$-critical growth2019

    • 著者名/発表者名
      Shinji Adachi, Masataka Shibata, Tatsuya Watanabe
    • 雑誌名

      Calculus of Variations and Partial Differential Equations

      巻: - 号: 4 ページ: 1-22

    • DOI

      10.1016/s0252-9602(18)30803-8

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the existence of ground states for a nonlinear Klein-Gordon-Maxwell type system2018

    • 著者名/発表者名
      Mathieu Colin and Tatsuya Watanabe
    • 雑誌名

      Funkcialaj Ekvacioj

      巻: 61 ページ: 1-14

    • NAID

      130006726036

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Some quasilinear elliptic equations involving multiple p-Laplacians2018

    • 著者名/発表者名
      Alessio Pomponio and Tatsuya Watanabe
    • 雑誌名

      Indiana University Mathematics Journal

      巻: 67 ページ: 2199-2224

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Ground state solutions for quasilinear scalar field equations arising in nonlinear optics2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Watanabe
    • 学会等名
      NSFC-JSPS Mini-workshop on Nonlinear Analysis
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ground state solutions for quasilinear scalar field equations arising in nonlinear optics2020

    • 著者名/発表者名
      渡辺達也
    • 学会等名
      日本数学会 2020年 秋季総合分科会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Convex properties of positive solutions for a class of quasi-linear elliptic problems and the associated new minimization problem2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Watanabe
    • 学会等名
      Variational analysis on critical problems of nonlinear partial differential equations
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On the stability of standing waves for the Maxwell-Schrodinger system and the associated minimization problem coupled with the Maxwell equation2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Watanabe
    • 学会等名
      ICIAM 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A refined stability of standing waves for the Schrodinger-Maxwell system and the associated new minimization problem2019

    • 著者名/発表者名
      渡辺達也
    • 学会等名
      反応拡散方程式と非線形分散型方程式の解の挙動
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Stability issues for the nonlinear Schrodinger equation coupled with the Maxwell equation2018

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Watanabe
    • 学会等名
      12th AIMS conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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