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ランダム媒質中で時間発展する確率模型の研究

研究課題

研究課題/領域番号 22K03351
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12010:基礎解析学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

中島 誠  名古屋大学, 多元数理科学研究科, 准教授 (60635902)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2027-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2026年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2025年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワードEdwards模型 / 確率量子化 / Dirichlet形式 / シュレディンガー作用素 / 相互作用 / KPZ方程式 / ランダム媒質中のディレクティドポリマー
研究開始時の研究の概要

ランダム媒中のディレクティドポリマー(DPRE) の1次元における超拡散性(媒質の影響によりブラウン運動に比べて遠くへいくこと)の証明, および確率熱方程式(SHE), KPZ方程式に対してその解の摂動の解析を行う. 超拡散性の証明のために自由エネルギーの解析を行い, その摂動係数と呼ばれる指数を求める. SHEおよびKPZ方程式の解の摂動はあるパラメータの領域においては中心極限定理が成り立つことが知られており, その領域の外における摂動に対する研究を行う.

研究実績の概要

高分子模型の一種であるEdwards模型の研究を行った. 鎖状の高分子の形状は理想的にはランダムウォークまたはブラウン運動のような形になるが, 異なる分子(モノマー)は重ならないという物理的な制約など厳密には分子間の相互作用が生じるはずである. このような相互作用を考慮して定義した模型がEdwards模型である. この模型は自己交差局所時間と呼ばれる量を用いて相互作用を記述するが, ブラウン運動の場合, 空間次元が2次以上の場合には自己交差局所時間は厳密には定義できない. しかし様々な繰り込みを用いることによりEdwards模型を定義する確率測度(Edwards測度)は2,3次元の場合にも構成できている. 4次以上では自己交差がないため考えない.
2023年度は3次元Edwards測度の研究を行った. 3次元Edwards測度は相互作用を表すパラメータ(λ>0)ごとに定義されるが, これらはブラウン運動を定義するWiener測度と特異になっていることが知られている. この測度を定常分布とするマルコフ過程の構成をEdwards測度に対するquasi-invarianceと呼ばれる性質を調べることで達成した. これは確率量子化と呼ばれる場の量子論で使われる理論の一種である. Quasi-invarianceを示すことにより特異性から非自明であったEdwards測度の台がWiener空間と一致することもわかった.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

3次元Edwards模型の研究は, 低次元に比べて非常に難しい点が多い. それは自己交差局所時間の存在の有無であったり, Edwards測度がWiener測度と特異であるといった点から生じるものである. これらはブラウン運動の非再帰性とも関連しており自己交差するのは短時間の間でることがわかる.
そのため3次元Edwards模型の研究は20年以上なされていなかった. このような問題を解決した点は大きい. また未解決の問題も多く残っている.

今後の研究の推進方策

3次元Edwards模型における未解決問題のいくつかに取り組んでいく.
例えば, Edwards測度の構成を別の近似により構成する方法の考察と今回考えた確率測度との対応についてである. また確率量子化をDirichlet形式を用いて行ったが, 他にもSPDEを用いた構成なども考えられる. まずはこれらを解決していく.
また2次元ディレクティドポリマーの研究についても引き続き行っていく.

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件、 招待講演 8件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] University of Bonn(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Fluctuations of two-dimensional stochastic heat equation and KPZ equation in subcritical regime for general initial conditions2023

    • 著者名/発表者名
      Shuta Nakajima
    • 雑誌名

      ELECTRONIC JOURNAL OF PROBABILITY

      巻: 28 号: none ページ: 1-33

    • DOI

      10.1214/22-ejp885

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Law of large numbers and fluctuations in the sub-critical and L2 regions for SHE and KPZ equation in dimension d≧32022

    • 著者名/発表者名
      Clement, Cosco. Shuta, Nakajima. Makoto Nakashima
    • 雑誌名

      Stochastic Processes and their Applications

      巻: 151 ページ: 127-173

    • DOI

      10.1016/j.spa.2022.05.010

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 3次元Edwardsモデルに対する確率量子化2024

    • 著者名/発表者名
      中島誠
    • 学会等名
      マルコフ過程とその周辺
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 1 点相互作用をもつ 3 次元熱方程式に関する Feynman-Kac 表現2024

    • 著者名/発表者名
      中島誠
    • 学会等名
      日本数学会2024年度年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 3次元Edwardsモデルに対する確率量子化2024

    • 著者名/発表者名
      中島誠
    • 学会等名
      日本数学会2024年度年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Stochastic quantization of three dimensional polymer measure2023

    • 著者名/発表者名
      Makoto Nakashima
    • 学会等名
      Stochastic analysis
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Feynman-Kac formula associated with Schrodinger operator with one point interaction2023

    • 著者名/発表者名
      Makoto Nakashima
    • 学会等名
      Workshop on Probabilistic Methods in Statistical Mechanics of Random Media and Random Fields
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高分子模型の臨界点近傍での挙動および 1 点と相 互作用をもつ Schrodinger 方程式2022

    • 著者名/発表者名
      中島誠
    • 学会等名
      京都大学理学研究科数学教室談話会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ランダム媒質中のピニング模型およびディレクティドポリマーの自由エネルギーに関する補足2022

    • 著者名/発表者名
      中島誠
    • 学会等名
      The 20th Symposium Stochastic Analysis on Large Scale Interacting Systems
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A remark of the free energy for disordered pinning model and directed polymers in random environment2022

    • 著者名/発表者名
      Makoto Nakashima
    • 学会等名
      Open Japanese-German conference on stochastic analysis and applications
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A remark of the free energy for some disordered systems2022

    • 著者名/発表者名
      Makoto Nakashima
    • 学会等名
      Probability and Analysis on Random Structures and Related Topics
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gaussian fluctuations of stochastic heat equation and KPZ equation in higher dimension in L^2-regime2022

    • 著者名/発表者名
      Makoto Nakashima
    • 学会等名
      42nd conference on Stochastic Processes and their Applications
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考]

    • URL

      https://arxiv.org/abs/2311.05797

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] The 21st Symposium Stochastic Analysis on Large Scale Interacting Systems2023

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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