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無限粒子系における相転移現象の確率解析

研究課題

研究課題/領域番号 19H01793
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分12010:基礎解析学関連
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

種村 秀紀  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40217162)

研究分担者 竹居 正登  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (60460789)
今村 卓史  千葉大学, 大学院理学研究院, 教授 (70538280)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円)
2023年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2019年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード無限粒子系 / ランダム行列 / 確率微分方程式 / 相転移 / 浸透模型 / Elephant random walk / 行列式点過程 / 浸透モデル / エレファントランダムウォーク / 中心極限定理 / 確率模型 / 可積分確率 / 極限定理 / 無限次元確率微分方程式 / 生物モデル / 相転移現象
研究開始時の研究の概要

本研究課題では、無限粒子系における相転移現象を確率解析の立場から調べる。相転移としては、物質の三態(固相、液相、気相)の移り変わりを一般に指すが、同相の物質中の物性変化(結晶構造や密度、磁性など)や基底状態の変化なども含まれている。無限粒子系は粒子配置の空間に値をとる確率過程として記述され、確率解析の適用が可能である。配置空間は、粒子密度、配置の周期性(結晶性)等により幾何的な性質を捉えることができる。本研究課題は、相を特徴付ける幾何的性質を導入し、相転移現象を幾何的性質の急激な変化として捉え、理解する研究である。

研究成果の概要

長距離相互作用系を表す無限次元確率微分方程式の強解の存在と一意性について、拡散型粒子系、飛躍型粒子系、剛体球系対して研究を行い、3つの異なる設定の下で統一的に扱うことができる理論を構築した。その応用として、対応するディリクレ形式の一意性を導いた。
経路に依存する非マルコフ過程の一例であるElephant Random Walk (ERW) についての研究を行い、ERW とその種々の変形モデルについて多角的に研究を推進した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

長距離相互作用をもつ無限粒子系の確率解析において、確率微分方程式によるアプローチは、最も有効な手段の一つである。拡散粒子系、飛躍粒子系、剛体球系に対して、確率微分方程式の解の存在と一 意性等を統一的に示したことは、学術的な意義は高い。様々な設定のもとで物理現象などの解析の役立つと思われる。一方、非マルコフ的な確率過程に対しての研究は、様々な方向に発展しているが、得られた研究成果は、過去の影響に大きく影響をうける現象の解析に応用できることが期待できる。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 2件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 10件、 招待講演 13件)

  • [国際共同研究] インド統計研究所(インド)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] インド統計研究所(インド)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] インド統計研究所(インド)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] インド統計研究所(インド)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Stochastic differential equations for infinite particle systems of jump type with long range interactions2024

    • 著者名/発表者名
      ESAKI Syota、TANEMURA Hideki
    • 雑誌名

      Journal of the Mathematical Society of Japan

      巻: 76 号: 1 ページ: 283-336

    • DOI

      10.2969/jmsj/90289028

    • ISSN
      0025-5645, 1881-1167, 1881-2333
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] New approach to KPZ models through free fermions at positive temperature2023

    • 著者名/発表者名
      Imamura Takashi、Mucciconi Matteo、Sasamoto Tomohiro
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Physics

      巻: 64 号: 8 ページ: 083301-083301

    • DOI

      10.1063/5.0089778

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Skew RSK dynamics: Greene invariants, affine crystals and applications to<i>q</i>-Whittaker polynomials2023

    • 著者名/発表者名
      Imamura Takashi、Mucciconi Matteo、Sasamoto Tomohiro
    • 雑誌名

      Forum of Mathematics, Pi

      巻: 11

    • DOI

      10.1017/fmp.2023.23

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Rate of moment convergence in the central limit theorem for the elephant random walk2023

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Masafumi、Oshiro So、Takei Masato
    • 雑誌名

      Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment

      巻: 2023 号: 2 ページ: 023202-023202

    • DOI

      10.1088/1742-5468/acb265

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2.Infinite particle systems with hard-core and long-range interaction2022

    • 著者名/発表者名
      Tanemura, H.
    • 雑誌名

      Springer Proceedings in Mathematics and Statistics

      巻: 394

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of limit shapes for Bernoulli first-passage percolation2022

    • 著者名/発表者名
      Kubota Naoki、Takei Masato
    • 雑誌名

      International Journal of Mathematics for Industry

      巻: 14 号: 01 ページ: 2250005-2250005

    • DOI

      10.1142/s2661335222500058

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Infinite Particle Systems with Hard-Core and Long-Range Interaction2022

    • 著者名/発表者名
      Tanemura, H.
    • 雑誌名

      Springer Proceedings in Mathematics and Statistics

      巻: 394 ページ: 511-534

    • DOI

      10.1007/978-981-19-4672-1_25

    • ISBN
      9789811946714, 9789811946721
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Infinite-dimensional stochastic differential equations and tail 𝜎-fields II: the IFC condition2022

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto, Y. , Osada, H., Tanemura H.
    • 雑誌名

      Journal of the Mathematical Society of Japan

      巻: 74 号: 1 ページ: 79-128

    • DOI

      10.2969/jmsj/85118511

    • NAID

      130008144193

    • ISSN
      0025-5645, 1881-1167, 1881-2333
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Almost sure behavior of linearly edge-reinforced random walks on the half-line2021

    • 著者名/発表者名
      Takei Masato
    • 雑誌名

      Electronic Journal of Probability

      巻: 26 号: none ページ: 1-18

    • DOI

      10.1214/21-ejp674

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Uniqueness of Dirichlet Forms Related to Infinite Systems of Interacting Brownian Motions2020

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto Yosuke、Osada Hirofumi、Tanemura Hideki
    • 雑誌名

      Potential Analysis

      巻: - 号: 4 ページ: 639-676

    • DOI

      10.1007/s11118-020-09872-2

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Phase transition for a unidirectional elephant random walk with a pawer law memory2024

    • 著者名/発表者名
      種村秀紀
    • 学会等名
      無限粒子系、確率場の諸問題XVII
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Phase transition for a unidirectional elephant random walk with a pawer law memory2024

    • 著者名/発表者名
      Tanemura, H.
    • 学会等名
      Interacting particle systems and SPDEs China-Japan Probability Workshop at BIMSA and YMSC,
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Refined Cauchy/Littlewood identities and their applications to KPZ models2024

    • 著者名/発表者名
      Imamura, T.
    • 学会等名
      French Japanese Conference on Probability & Interactions
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 1.On a model of evolution of subspecies2023

    • 著者名/発表者名
      Tanemura, H.
    • 学会等名
      Boston-Keio-Tsinghua Workshop 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Elephant random walk with a power law memory2023

    • 著者名/発表者名
      Tanemura, H.
    • 学会等名
      The 21st Symposium Stochastic Analysis on Large Scale Interaction Systems
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Bernoulli first-passage percolationにおける極限形状の比較2023

    • 著者名/発表者名
      竹居正登
    • 学会等名
      日本数学会秋季総合分科会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Variations of elephant random walks: With a power law memory and with gradually increasing memory2023

    • 著者名/発表者名
      竹居正登
    • 学会等名
      2024年
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] KPZ models and free fermions at finite temperature2023

    • 著者名/発表者名
      今村卓史
    • 学会等名
      統計力学セミナー
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Exactly solvable KPZ models and free fermions2023

    • 著者名/発表者名
      Imamura, T.
    • 学会等名
      28th International Conference on Statistical Physics
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Infinite particle systems with hard-core and long-range interaction2022

    • 著者名/発表者名
      Tanemura, H.
    • 学会等名
      International workshop on Dirichlet forms and related topics
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Strong symptotics of Hermite polynomial2022

    • 著者名/発表者名
      種村秀紀
    • 学会等名
      大規模相互作用系の確率解析
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Random walks with step-reinforcement2022

    • 著者名/発表者名
      竹居正登
    • 学会等名
      Crossroad of Statistical Physics and Probability Theory
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Bernoulli first-passage percolationにおける極限形状の比較2022

    • 著者名/発表者名
      竹居正登
    • 学会等名
      大規模相互作用系の確率解析
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Elephant random walkに対する極限定理2022

    • 著者名/発表者名
      竹居正登
    • 学会等名
      マルコフ過程とその周辺
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Exact analyses of the KPZ models by the periodic and free boundary Schur measures2022

    • 著者名/発表者名
      今村卓史
    • 学会等名
      Random Matrix EurAsia 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] RSK approaches to integrable probability2022

    • 著者名/発表者名
      今村卓史
    • 学会等名
      MATRIX/RIMS tandem workshop, Integrability, combinatorics and representation theory
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] KPZ models and free fermions at finite temperature2022

    • 著者名/発表者名
      今村卓史
    • 学会等名
      統計力学セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Infinite particle systems with hard core and long range interaction2022

    • 著者名/発表者名
      Tanemura, H.
    • 学会等名
      International workshop on Dirichlet Forms and Related Topics
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Elephant random walkに対する中心極限定理におけるモーメント収束の速さについて2021

    • 著者名/発表者名
      竹居正登
    • 学会等名
      第19回 大規模相互作用系の確率解析
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mapping KPZ models to free fermions at positive temperature2021

    • 著者名/発表者名
      Imamura, T.
    • 学会等名
      Bernoulli- IMS 10th World Congress in Probability and Statistics
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Stochastic differential equations for infinite particle systems of jump type with long range interactions2021

    • 著者名/発表者名
      Tanemura, H.
    • 学会等名
      Bernoulli-IMS 10th World Congress in Probability and Statistics
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On a model of evolution of subspecies2019

    • 著者名/発表者名
      種村 秀紀
    • 学会等名
      The 18th “Stochastic Analysis on Large Scale Interaction Systems”
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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