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カンドル代数と曲面結び目理論

研究課題

研究課題/領域番号 21K03220
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11020:幾何学関連
研究機関東京学芸大学

研究代表者

田中 心  東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (70448950)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023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)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード低次元トポロジー / 曲面結び目 / カンドル / 結び目 / カンドル代数 / 古典的結び目 / 結び目理論
研究開始時の研究の概要

カンドルと呼ばれる代数系は結び目図式と非常に相性が良い。本研究ではカンドル代数を用いて、曲面結び目と呼ばれる「4次元空間内の閉曲面」を調べる。カンドルやそのホモロジー理論を用いると、彩色数やコサイクル不変量と呼ばれる曲面結び目不変量がそれぞれ定義される。これらの不変量は図式を経由して定義されるため、組合せ的な側面が強い。本研究では、これらの不変量の幾何的意味を明らかにし、その結果を基に曲面結び目をより詳しく調べる。

研究実績の概要

2023(R05)年度は、谷口雄太(大阪大学)氏と古典的結び目の「結び目n-カンドル」に関する研究を行なった。結び目n-カンドルとは、結び目カンドルを自然数nに応じて割って得られる不変量である。結び目カンドルは一般に無限位数だが、結び目n-カンドルは有限位数になることもあり扱いやすいはずではあるが、近年まであまり注目されてこなかった。具体的には、結び目n-カンドルの2次カンドルホモロジー群を完全に決定することができた。カギとなったのは、古典的結び目の結び目n-カンドルの(カンドル代数の意味での)普遍被覆が「n-ツイストスパン結び目の結び目カンドル」であるという事実であり、この事実は昨年度までに得られていた。顕著な成果として、結び目3-カンドルの2次カンドルホモロジー群が「自明結び目、三葉結び目、五葉結び目」を特徴づけることが分かった。なお、得られた成果を2024年2月に行われた国際集会「19th East Asian Conference on Geometric Topology」において発表した。

逆井卓也(東京大学)氏と田所勇樹(木更津高専)氏と共に「Kim--Manturovの群Γ_n^4」について研究した。この群は点の配置や曲面の三角形分割の組み合わせ構造を記述することを目的として導入された群である。我々は群表示を出発点とし、群そのものの代数構造に着目した。具体的には、群の最小生成系とアーベル化を決定した。

石川勝巳(京都大学)氏との論文「Quandle colorings vs. biquandle colorings」が2024年1月に受理され、同年3月に出版された。石川氏と継続的に取り組んでいる「ラックを"多重化"して得られるラック」や「Galkinカンドルの一般化」についての研究はあまり進展しなかった。これらについては今後の課題としたい。

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

研究実績の概要で述べたように、研究成果が着実に出ていることを考慮し、「おおむね順調に進展している」と自己評価を行った。

今後の研究の推進方策

結び目n-カンドルに関する研究はまだまだ発展する余地が残されているので、しばらくはその方向で研究をつづける。関連する研究集会やセミナーなどに参加し、自身の研究に生かす。また研究成果を発表し、関連分野の研究者からのフィードバックを得て、成果の改良や新たな方向性を模索する。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Quandle colorings vs. biquandle colorings2024

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Katsumi、Tanaka Kokoro
    • 雑誌名

      Topology and its Applications

      巻: 345 ページ: 108832-108832

    • DOI

      10.1016/j.topol.2024.108832

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shifting chain maps in quandle homology and cocycle invariants2022

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Yu、Tanaka Kokoro
    • 雑誌名

      Transactions of the American Mathematical Society

      巻: 375 号: 10 ページ: 7261-7276

    • DOI

      10.1090/tran/8707

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] The second quandle homology group of the knot n-quandle2024

    • 著者名/発表者名
      田中 心
    • 学会等名
      The 19th East Asian Conference on Geometric Topology
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 結び目n-カンドルのカンドル二次ホモロジー群2024

    • 著者名/発表者名
      田中 心
    • 学会等名
      日本数学会2024年度年会「トポロジー分科会」
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] The universal covering of a knot n-quandle2023

    • 著者名/発表者名
      田中 心
    • 学会等名
      The 18th East Asian Conference on Geometric Topology
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カンドルから“ねじれ操作”で本質的に新しいカンドルが得られるか?2021

    • 著者名/発表者名
      田中 心
    • 学会等名
      ハンドル体結び目とその周辺14
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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