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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の分類

研究課題

研究課題/領域番号 19J13300
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分12020:数理解析学関連
研究機関埼玉大学

研究代表者

浜野 大  埼玉大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2020年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードシュレディンガー方程式 / ポテンシャル / 散乱 / 爆発 / 基底状態解 / 質量劣臨界 / 定在波解
研究開始時の研究の概要

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基底状態解を用いて分類する. 質量超臨界, エネルギー劣臨界の状況において, 基底状態解の質量とエネルギーの積と等しい, もしくはより大きいような質量とエネルギーの積を持つ初期値に対して解の挙動を決定づける十分条件を与える. また, エネルギー臨界の状況において, 基底状態解のエネルギーより小さいエネルギーをもつ初期値に対して解の挙動を決定づける十分条件を与える.さらに, いままで形式的に考えられていた非線形シュレディンガー方程式系と非線形クライン・ゴルドン方程式系の関係を数学的命題として与え, 証明する.

研究実績の概要

研究目的は, プラズマ中のラマン過程を記述する連立系の非線形シュレディンガー方程式の解の時間大域挙動を決定づける初期値を分類することである. 線形部分は解を分散させる効果があり, 非線形部分は解を集約させる効果がある. そのため, 解の種類は多様である. 例えば, 次のような解が存在する. 線形効果が強いときには線形方程式の解に漸近する散乱解が生じる. 非線形効果が強いときには, あるところに集中する爆発解が生じる. 線形効果と非線形効果が釣り合うときには, 例えば定在波解が生じる. これらの挙動を取り扱う.
エネルギー臨界の連立系の非線形シュレディンガー方程式に対して, 線形プロファイル分解を示した.
理化学研究所の池田正弘氏とともに冪乗型ポテンシャルを有する非線形シュレディンガー方程式を研究し, 前年度に得られた球対称基底状態解(球対称定在波解の中で最小のエネルギーをもつ解)を用いて, それの作用汎関数の値より作用汎関数が小さい球対称初期値が時間大域的に存在するための必要十分条件と爆発するための必要十分条件を与えた. さらに, 非線形項に正則性を十分に課すことにより時間大域解が散乱することを示した.
また, 池田氏と逆2乗型ポテンシャルを有する非線形クライン・ゴルドン方程式を研究し, 基底状態解が安定であるための周波数と非線形項の冪の条件と強不安定であるための周波数と非線形項の冪の条件を与えた.

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] A sharp scattering threshold level for mass-subcritical nonlinear Schrodinger system2021

    • 著者名/発表者名
      Hamano Masaru、Masaki Satoshi
    • 雑誌名

      Discrete & Continuous Dynamical Systems - A

      巻: 41 号: 3 ページ: 1415-1447

    • DOI

      10.3934/dcds.2020323

    • 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] Global well-posedness below the ground state for the nonlinear Schr\"odinger equation with a linear potential2020

    • 著者名/発表者名
      Masaru Hamano and Masahiro Ikeda
    • 雑誌名

      Proceedings of the American Mathematical Society

      巻: 148 号: 12 ページ: 5193-5207

    • DOI

      10.1090/proc/15161

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of the Ground State to the Intercritical NLS with a Linear Potential by the Virial Functional2020

    • 著者名/発表者名
      Hamano Masaru、Ikeda Masahiro
    • 雑誌名

      Advances in Harmonic Analysis and Partial Differential Equations

      巻: - ページ: 279-307

    • DOI

      10.1007/978-3-030-58215-9_12

    • ISBN
      9783030582142, 9783030582159
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scattering for the quadratic nonlinear Schrodinger system in R^5 without mass-resonance condition2020

    • 著者名/発表者名
      Masaru Hamano, Takahisa Inui, and Kuranosuke Nishimura
    • 雑誌名

      Funkcialaj Ekvacioj

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Global dynamics below the ground state for the focusing Schr\"odinger equation with a potential2019

    • 著者名/発表者名
      Masaru Hamano, Masahiro Ikeda
    • 雑誌名

      Journal of Evolution Equations

      巻: - 号: 3 ページ: 1131-1172

    • DOI

      10.1007/s00028-019-00547-z

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 逆2乗冪ポテンシャルをもつ非線形クライン・ゴルドン方程式の定在波解の不安定性2021

    • 著者名/発表者名
      浜野大, 池田正弘
    • 学会等名
      日本数学会・2021年度年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 逆冪乗型ポテンシャルを持つ非線形シュレディンガー方程式の初期値の条件の同値性について2020

    • 著者名/発表者名
      浜野大, 池田正弘
    • 学会等名
      日本数学会・2020年度秋季総合分科会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ポテンシャル項を持つ非線形シュレディンガー方程式の定常問題について2020

    • 著者名/発表者名
      浜野大, 池田正弘
    • 学会等名
      日本数学会・2020年度年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Scattering solutions of the quadratic NLS system without mass-resonance condition in R^52019

    • 著者名/発表者名
      浜野大, 戍亥隆恭, 西村蔵ノ輔
    • 学会等名
      日本数学会・2019年度秋季総合分科会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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