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可積分幾何による動力学

研究課題

研究課題/領域番号 22K18670
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分11:代数学、幾何学およびその関連分野
研究機関神戸大学

研究代表者

太田 泰広  神戸大学, 理学研究科, 教授 (10213745)

研究分担者 野海 正俊  立教大学, 理学研究科, 特任教授 (80164672)
研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2024年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2023年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード可積分幾何
研究開始時の研究の概要

可積分幾何に現れる曲線、曲面に対して、弾性体の運動方程式による時間発展を再現するような動力学理論を構築する。物理の運動法則を可積分幾何の理論に取り込むことによって、曲線や曲面の形状だけでなく、その物理的な運動も記述できるように、可積分幾何を進化させる。

研究実績の概要

自己双対ヤン・ミルズ方程式に対し、非線形可積分系における双線形化法を用いて明示的な解の構成を行い、二変数任意函数を含む多成分グラム型行列式によって、広いクラスの解の空間が記述できることを明らかにした。方程式の対称性に従う時間発展のフローを導入する以前の代数的関係式において、コーシー型行列式による径数付けが可能であることに基づいて解を与えておけば、時間変数依存性を考えたとき新しい拘束条件を追加することなく微分方程式を満たすことを示すことができる。これらの解の行列式構造は、初期条件を様々な速度成分に分解してから重ね合わせていることに相当しており、局在構造を持つ解などの具体的な解を導出するための簡便な方法を与えている。横方向に弱分散を持つ浅水進行波などを記述するI型のKP方程式について、エアリー函数型の解に対する行列式表示では、各成分がエアリー函数及びその導関数の二次式の不定積分で与えられる。それらの解のうち、被積分函数が完全微分型になる場合を抽出することによって、各成分が有理函数を係数とするエアリー函数の微分多項式で表されるようなグラム型行列式解を導出することに成功した。ゲージ因子付きのエアリー函数が非自励的線形相似条件の解として特徴付けられることを見出し、この相似条件式を用いることによって、固有函数を任意回微分して進行方向にずらしてから共役との積を取ったものは、一般的に明示的な積分が可能であることを明らかにした。

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

可積分幾何に現れる運動方程式系に対して、解空間の対称性に基づく理解が進んだから。

今後の研究の推進方策

引き続き、可積分幾何に現れる曲線、曲面の動力学に関して、双線形形式と対称性に基づく研究を推進していく。

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

    (3件)

すべて 2023

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [学会発表] Determinant formula for Rogue waves and the binomial theorem2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Ohta
    • 学会等名
      10th International Congress on Industrial and Applied Mathematics
    • 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] Rogue wave に関する最近の話題2023

    • 著者名/発表者名
      太田 泰広
    • 学会等名
      RIMS共同研究(公開型) 可積分系数理における最近の展開
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On Airy function type solutions of KP equation2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Ohta
    • 学会等名
      Workshop on Nonlinear Water Waves and Related Topics
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2022-07-05   更新日: 2024-12-25  

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