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3次元双曲多様体上の量子トポロジー

研究課題

研究課題/領域番号 21H04428
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分11:代数学、幾何学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

大槻 知忠  京都大学, 数理解析研究所, 教授 (50223871)

研究分担者 伊藤 哲也  京都大学, 理学研究科, 教授 (00710790)
佐伯 修  九州大学, マス・フォア・インダストリ研究所, 教授 (30201510)
茂手木 公彦  日本大学, 文理学部, 教授 (40219978)
藤原 耕二  京都大学, 理学研究科, 教授 (60229078)
山下 靖  中央大学, 理工学部, 教授 (70239987)
森下 昌紀  九州大学, 数理学研究院, 教授 (40242515)
逆井 卓也  東京大学, 大学院数理科学研究科, 准教授 (60451902)
宮澤 康行  山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (60263761)
谷山 公規  早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 教授 (10247207)
正井 秀俊  東京工業大学, 理学院, 助教 (40735734)
大山 淑之  東京女子大学, 現代教養学部, 教授 (80223981)
小林 毅  奈良女子大学, 自然科学系, 教授 (00186751)
小島 定吉  早稲田大学, 理工学術院, その他(招聘研究員) (90117705)
研究期間 (年度) 2021-04-05 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
27,950千円 (直接経費: 21,500千円、間接経費: 6,450千円)
2025年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2024年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2023年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2022年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード結び目 / 3次元多様体 / 不変量
研究開始時の研究の概要

結び目の体積予想と3次元多様体の体積予想は、量子トポロジーと双曲幾何をむすびつける懸案の重要な予想である。体積予想の発展として、その漸近展開の高次の項に現われる不変量は、3次元双曲多様体の 3d-index という不変量や、Chern-Simons摂動理論の非自明平坦接続からの寄与の不変量と、関連することが期待される。3次元双曲多様体には、豊かな構造をもった多くの不変量があることが期待され、それらの不変量の量子トポロジーを構築することをめざす。それから、各年度に、国際会議「幾何的トポロジーの東アジア会議」と、研究集会「トポロジーシンポジウム」「Intelligence of Low-dimensional Topology」「結び目の数理」を開催する。

研究実績の概要

結び目の体積予想と3次元多様体の体積予想は、量子トポロジーと双曲幾何をむすびつける懸案の重要な予想である。体積予想の発展として、その漸近展開の高次の項に現われる不変量は、3次元双曲多様体の 3d-index という不変量や、Chern-Simons摂動理論の非自明平坦接続からの寄与の不変量と、関連することが期待される。従来の量子トポロジーでは、Chern-Simons摂動理論の自明接続からの寄与の不変量が研究されてきて、そこには多くの不変量と豊かな構造があった。Chern-Simons摂動理論の非自明平坦接続からの寄与の不変量にも、そのような豊かな構造をもった量子トポロジーを構築することをめざす。これと関連する3次元双曲多様体の 3d-index について筆者は調べており、これについて論文を執筆し、ジャーナルに投稿中である。また、量子不変量に関する著書の出版を準備中である。
また、国際会議「East Asian Conference on Geometric Topology」と、研究集会「トポロジーシンポジウム」「トポロジー新人セミナー」「Intelligence of Low-dimensional Topology」「結び目の数理」「北陸結び目セミナー」「トポロジーとコンピュータ」「Breadth in low-dimensional topology」を開催した。これらの国際会議と研究集会では、国内外の研究者による活発な研究交流が行われ、十分な成果を挙げた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究代表者の大槻は、研究集会「Intelligence of Low-dimensional Topology」を、2022年5月に、京都大学数理解析研究所において、ハイブリッド型で開催した。研究代表者の大槻がその組織委員の一員である国際会議「East Asian Conference on Geometric Topology」について、2023年1月に中国でオンライン開催された。研究協力者の石川昌治氏は、2022年8月に、北見工業大学において、「トポロジーシンポジウム」を開催した。研究協力者の佐藤光樹氏は、2022年8月に、静岡県において、「トポロジー新人セミナー」を開催した。研究分担者の茂手木公彦氏は、2022年12月に、日本大学において、「結び目の数理」を開催した。研究協力者の門上晃久氏は、2022年10月に、金沢市において、「北陸結び目セミナー」を開催した。研究協力者の市原一裕氏は、2022年10月に、広島大学において、「トポロジーとコンピュータ」について、を開催した。研究協力者の市原一裕氏は、2023年3月に、日本大学において、「Breadth in low-dimensional topology」を開催した。
研究代表者の大槻は、研究集会「Intelligence of Low-dimensional Topology」を、2023年5月に、京都大学数理解析研究所において、ハイブリッド型で開催した。また、研究代表者の大槻は、国際会議「East Asian Conference on Geometric Topology」を2024年2月に京都大学数理解析研究所において開催した。
筆者は、双曲結び目の補空間のn次巡回被覆空間の 3d-index の係数の値について論文を執筆し、ジャーナルに投稿中である。また、筆者は、量子不変量について著書の出版を準備中である。

今後の研究の推進方策

結び目のKashaev不変量の体積予想と、3次元双曲多様体の量子不変量の体積予想について、研究をすすめる。この予想の数理物理的背景は、SL(2,C) Chern-Simons 理論であり、数理物理的には、量子不変量を与える経路積分に対して、SL(2,C)接続の空間の中で、形式的に鞍点法を適用することにより、体積予想が導出される。体積予想の漸近展開の高次の項の不変量と関連するとおもわれる、3d-index について研究をすすめる。量子不変量に関する著書の出版準備もすすめる。
また、国際会議「East Asian Conference on Geometric Topology」を2024年度に、東京大学において開催する。また、2024年度に、研究集会「Intelligence of Low-dimensional Topology」「トポロジーシンポジウム」「トポロジー新人セミナー」「結び目の数理」「東北結び目セミナー」「トポロジーとコンピュータ」「Topology and geometry of low-dimensional manifolds」「多様体のトポロジーの進展」を開催する。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2024 2022 2021 2019

すべて 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 3件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 8件、 招待講演 15件) 図書 (3件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Applications of the Casson-Walker invariant to the knot complement and the cosmetic crossing conjectures2022

    • 著者名/発表者名
      Ito Tetsuya
    • 雑誌名

      Geometriae Dedicata

      巻: 216 号: 6

    • DOI

      10.1007/s10711-022-00722-6

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A quantitative Birman?Menasco finiteness theorem and its application to crossing number2022

    • 著者名/発表者名
      Ito Tetsuya
    • 雑誌名

      Journal of Topology

      巻: 15 号: 4 ページ: 1794-1806

    • DOI

      10.1112/topo.12259

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On homogeneous quasipositive links2022

    • 著者名/発表者名
      Ito Tetsuya
    • 雑誌名

      Journal of Knot Theory and Its Ramifications

      巻: 31 号: 12

    • DOI

      10.1142/s0218216522500808

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A note on HOMFLY polynomial of positive braid links2022

    • 著者名/発表者名
      Ito Tetsuya
    • 雑誌名

      International Journal of Mathematics

      巻: 33 号: 04

    • DOI

      10.1142/s0129167x22500318

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generalized torsion for hyperbolic 3‐manifold groups with arbitrary large rank2022

    • 著者名/発表者名
      Ito Tetsuya、Motegi Kimihiko、Teragaito Masakazu
    • 雑誌名

      Bulletin of the London Mathematical Society

      巻: - 号: 3 ページ: 1203-1209

    • DOI

      10.1112/blms.12784

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On constraints for knots to admit chirally cosmetic surgeries and their calculations2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Ichihara, Tetsuya Ito and Toshio Saito
    • 雑誌名

      Pacific Journal of Mathematics

      巻: 321 号: 1 ページ: 167-191

    • DOI

      10.2140/pjm.2022.321.167

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Algebraic knots associated with Milnor fibrations2022

    • 著者名/発表者名
      dos Santos Raimundo Araujo, Saeki Osamu, Souza Taciana O.
    • 雑誌名

      Journal of Singularities

      巻: 25 ページ: 30-53

    • DOI

      10.5427/jsing.2022.25b

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Cosmetic crossing conjecture for genus one knots with non-trivial Alexander polynomial.2022

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Ito
    • 雑誌名

      Proc. Amer. Math. Soc.

      巻: 150 号: 02 ページ: 871-876

    • DOI

      10.1090/proc/15654

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generalized torsion for knots with arbitrarily high genus2021

    • 著者名/発表者名
      Motegi Kimihiko、Teragaito Masakazu
    • 雑誌名

      Canadian Mathematical Bulletin

      巻: - 号: 4 ページ: 1-15

    • DOI

      10.4153/s0008439521000977

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reeb Spaces of Smooth Functions on Manifolds2021

    • 著者名/発表者名
      Saeki Osamu
    • 雑誌名

      International Mathematics Research Notices

      巻: 2022 号: 11 ページ: 8740-8768

    • DOI

      10.1093/imrn/rnaa301

    • 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] Asymptotic dimension of planes and planar graphs.2021

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara, Koji; Papasoglu, Panos
    • 雑誌名

      Trans. Amer. Math. Soc.

      巻: 374 号: 12 ページ: 8887-8901

    • DOI

      10.1090/tran/8487

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A NOTE ON KNOT FERTILITY2021

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Ito
    • 雑誌名

      九州数学雑誌

      巻: 75 号: 2 ページ: 273-276

    • DOI

      10.2206/kyushujm.75.273

    • NAID

      130008101301

    • ISSN
      1340-6116, 1883-2032
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Strong Slope Conjecture for cablings and connected sums2021

    • 著者名/発表者名
      Kenneth L. Baker, Kimihiko Motegi, Toshie Takata
    • 雑誌名

      New York J. Math.

      巻: 27 ページ: 676-704

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Generalized torsion and Dehn filling.2021

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Ito. Kimihiko Motegi, Masakazu Teragaito,
    • 雑誌名

      Topology Appl.

      巻: 301 ページ: 107515-107515

    • DOI

      10.1016/j.topol.2020.107515

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nontrivial elements in a knot group which are trivialized by Dehn fillings2019

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Ito, Kimihiko Motegi and Masakazu Teragaito
    • 雑誌名

      Int. Math. Res. Not. IMRN

      巻: - 号: 11 ページ: 8297-8321

    • DOI

      10.1093/imrn/rnz069

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Birman-Menasco finiteness theorem revisited2022

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Ito
    • 学会等名
      Braids in Low-Dimensional Topology
    • 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] The asymptotic dimension of arc graphs2022

    • 著者名/発表者名
      Koji Fujiwara
    • 学会等名
      Mapping class groups and Out(Fn)
    • 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] Growth of acylindrically hyperbolic groups2022

    • 著者名/発表者名
      Koji Fujiwara
    • 学会等名
      Hyperbolic groups and their generalizations
    • 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] 双曲群の増大度のなす集合2022

    • 著者名/発表者名
      藤原耕二
    • 学会等名
      幾何学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The set of growth of a hyperbolic group2022

    • 著者名/発表者名
      Koji Fujiwara
    • 学会等名
      Symposium of the Global Math Network
    • 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] Construction of generalized torsion elements in hyperbolic 3-manifold groups with arbitrarily large rank2022

    • 著者名/発表者名
      Motegi Kimihiko
    • 学会等名
      拡大KOOKセミナー2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Crossing numbers of Mazur pattern satellite knots2022

    • 著者名/発表者名
      Motegi Kimihiko
    • 学会等名
      北陸結び目セミナー2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Topology of Reeb spaces of smooth functions on manifolds2022

    • 著者名/発表者名
      佐伯 修
    • 学会等名
      多様体と特異点
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Simplifying generic mappings into $S^2$ and $\mathbf{R}^2$2022

    • 著者名/発表者名
      佐伯 修
    • 学会等名
      位相幾何・微分幾何及びその周辺分野への特異点論の応用
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Topology of Reeb spaces of smooth functions on manifolds2022

    • 著者名/発表者名
      Osamu Saeki
    • 学会等名
      17th International Workshop on Real and Complex Singularities
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ジェネリックな可微分写像の大域的特異点論2022

    • 著者名/発表者名
      佐伯 修
    • 学会等名
      日本数学会秋季総合分科会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Special generic maps I, II, Singular fibers of generic maps I, II, Simplifying generic maps I, II2022

    • 著者名/発表者名
      Osamu Saeki
    • 学会等名
      Singularity theory and geometric topology
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Degtyarev-Florens-Lecunoa によるeta関数の一般化2022

    • 著者名/発表者名
      小島定吉
    • 学会等名
      代数的位相幾何学の軌跡と展望(オンライン)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 写像トーラスの単体体積について2022

    • 著者名/発表者名
      小島定吉
    • 学会等名
      リーマン面・不連続群論(東工大でハイブリッド)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Asymptotic dimension of planes2021

    • 著者名/発表者名
      Koji Fujiwara
    • 学会等名
      Differentialgeometrie im Grossen
    • 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] コンピュータ支援数学の研究倫理2021

    • 著者名/発表者名
      小島定吉
    • 学会等名
      東京大学大学院数理科学研究科談話会(東大でハイブリッド)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The Strong Slope Conjecture for Mazur pattern satellite knots2021

    • 著者名/発表者名
      Kimihiko Motegi
    • 学会等名
      Mathematical Congress of the Americas 2021 (online)
    • 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] Data Visualization using Differential Topology2021

    • 著者名/発表者名
      O. Saeki
    • 学会等名
      The 25th Annual Meeting in Mathematics
    • 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] Round fold maps of n-dimensional manifolds into (n-1)-dimensional Euclidean space2021

    • 著者名/発表者名
      Osamu Saeki
    • 学会等名
      Singularities, arrangements, and low-dim. topology
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] ポアンカレ予想2022

    • 著者名/発表者名
      小島定吉
    • 総ページ数
      168
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      9784320115033
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 多角形の現代幾何学[新装版]2021

    • 著者名/発表者名
      小島 定吉
    • 総ページ数
      192
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      9784320114524
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 離散群の幾何学2021

    • 著者名/発表者名
      藤原 耕二
    • 総ページ数
      224
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254117554
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] East Asian Conference on Geometric Topology2024

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-04-17  

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