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2017 年度 実績報告書

モックモジュラー形式と量子不変量の研究とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 16H03927
研究機関九州大学

研究代表者

樋上 和弘  九州大学, 数理学研究院, 准教授 (60262151)

研究分担者 村上 斉  東北大学, 情報科学研究科, 教授 (70192771)
藤 博之  香川大学, 教育学部, 准教授 (50391719)
山崎 玲 (井上玲)  千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (30431901)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2021-03-31
キーワード数理物理 / トポロジー / 代数学
研究実績の概要

*)3次元多様体の量子不変量は,一般には量子化パラメータqが1の冪根のときに構成されるとみなせる.J.Lovejoy(フランス)と共同で,無限q級数のうち冪根の極限においてある3次元多様体の量子不変量を与えるものの数論的構造を考察した.結果をまとめた共著論文が査読を経て国際誌Communications in Number Theory and Physicsから出版された.
*) 3次元双曲多様体の体積は二重対数関数を用いて書き表せるため,同じ関数が重要である量子クラスター代数を用いた新たな記述が可能であると期待できる.この方針に基づき,結び目の量子不変量を構成する上での基本的な手法であるスケイン関係式について結果を得た(arXivに投稿).また,トーラスおよび球面上のスケイン関係式に関する多項式表示についてのいくつかの結果を得た.
*) Alexandrov-Banerjee-Manschot-Piolineによって,不定値二次形式型テータ函数のモジュラー性についての扱いが提案された.SU(n)量子不変量のモジュラー性の計算にこの手法が応用できることが期待でき,いくつかの結果を得た.
*) 研究分担者も量子不変量の新たな側面についての結果を得た.
*) 国際研究集会「Modular Forms and Quantum Knot Invariants」をJ.Lovejoy, R.OsburnとともにBanff International Research Station (カナダ)にて主催した.数論,トポロジー,物理のさまざまな分野の研究者が世界各国より約40名集まり,最新の話題,今後の方針などについて活発な議論を持つことができた.

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

ある種の3次元多様体の量子不変量と密接に関連する無限q級数をあらたに構成し,解析的性質をJ.Lovejoyとともに考察した.それをまとめた共著論文が査読を経て国際専門誌に出版された.
また,ある曲面上のスケイン関係式についての新しい結果を得てarXivに投稿し,量子不変量のあらたな側面を明らかにしようと順調に研究をすすめている.
さらに,本研究計画当初に企画していたBanff数学研究所(カナダ)における国際研究集会「Modular Form and Quantum Knot Invariants」開催が審査を経て採択され,2018年3月に実現した.研究代表者はJ.Lovejoy, R.Osburn氏とともに世話人を努めた.結び目・3次元多様体の量子不変量およびモジュラー形式に関する国際研究集会であり,各国より一線で活躍する研究者を招聘した.多くの議論を通じて研究代表者が本研究課題によって得てきた成果を発信することができたと共に,今後の研究推進に有意義な最新の知見を得ることができた.

今後の研究の推進方策

1) これまでの研究によって得た,3次元多様体のSU(2)量子不変量とq級数の関係を発展させる.q級数の多変数化によって圏論的な特徴付けを試みる.
2) これまでは主にSU(2)量子不変量を取り扱ってきたが,SU(n)不変量のモジュラー性についての研究を進める.
3) この際,研究分担者と意見交換を持ち,視野を広げ,さまざまな手法をとりいれて研究を推進する.多様な研究背景をもつ研究分担者との議論を通じて,本研究のあらたな展開を探る.
4) 本研究計画によって得られた成果を発信するため,いくつかの国際研究集会に参加する.1) 2)における解析において困難が生じる場合には,Bringmann(ドイツ)ら共同研究者と積極的に議論をもち打開を図る.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017 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 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] CNRS(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      CNRS
  • [雑誌論文] Hecke-type formulas for families of unified Witten-Reshetikhin-Turaev invariants2017

    • 著者名/発表者名
      K. Hikami and J. Lovejoy
    • 雑誌名

      Communications in Number Theory and Physics

      巻: 11 ページ: 249-272

    • DOI

      10.4310/CNTP.2017.v11.n2.a1

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Root polytopes, parking functions, and the HOMFLY polynomial2017

    • 著者名/発表者名
      K. Tamas and H. Murakami
    • 雑誌名

      Quantum Topology

      巻: 8 ページ: 205-248

    • DOI

      10.4171/QT/89

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Quantum invariants for knots/3-manifolds and modular forms2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Hikami
    • 学会等名
      Trends in Modular Forms
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Quantum modular forms I, II2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Hikami
    • 学会等名
      Indefinite Theta Functions and Applications in Physics & Geometry,
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会・シンポジウム開催] Modular Forms and Quantum Knot Invariants2018

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公開日: 2018-12-17  

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