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2019 年度 実績報告書

ソボレフ超臨界の非線形偏微分方程式の解析

研究課題

研究課題/領域番号 17K14223
研究機関津田塾大学

研究代表者

菊池 弘明  津田塾大学, 学芸学部, 准教授 (00612277)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード非線形シュレディンガー方程式 / 基底状態 / 基底状態値 / エネルギー臨界 / 質量臨界 / 有限時間爆発 / 非等方性シュレディンガー方程式 / 安定性
研究実績の概要

一つ目の研究は、赤堀氏(静岡大)、Ibrahim氏(ビクトリア大)と名和氏(明治大)との共同研究の下、空間3次元におけるエネルギー臨界項を含む二重べきの非線形シュレディンガー方程式を考えた。具体的には、その基底状態値を考えた。ここで、基底状態とは、方程式に対応する作用汎関数をある制約条件の下で最小化問題の最小元であり、基底状態値はその最小化問題の下限とする。これまでの研究から、ある臨界振動数が存在して、その臨界振動数より小さい振動数のときは、基底状態が存在し、大きいときは、基底状態が存在しないことが分かっている。そこで、基底状態に対応する楕円型方程式の非自明な解の中での作用汎関数の下限と基底状態値を比べた。すると、基底状態値は、解の中での作用汎関数の下限より真に小さいことが分かった。
次に、渡辺氏(津田塾大)との共同研究の下、非線形シュレディンガー方程式で、質量臨界べきとエネルギー臨界べきの両方を含んだ非線形項を考えた。具体的には、基底状態の存在を示した。さらに、その基底状態を用いて、あるポテンシャル井戸を構成し、その井戸から出発した球対称な解は有限時間で爆発することを示した。
三つ目に、Bahri氏とIbrahim氏(ともにビクトリア大)の共同研究の下、シリンダー上における非等方性シュレディンガー方程式の線ソリトンの安定性と基底状態を調べた。ここで、線ソリトンとは、一次元のシュレディンガー方程式のソリトンのことである。具体的には、ある臨界振動数ω_{s}が存在し、線ソリトンの振動数がω_{s}より小さいときは安定で、大きいときは不安定であることが分かった。さらに、もう一つ別の臨界振動数ω_{g}が存在し、ω_{g}より小さい場合、基底状態は線ソリトンになり、その振動数より大きい場合、線ソリトンは基底状態ではないことが分かった。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 8件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ヴィクトリア大(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      ヴィクトリア大
  • [国際共同研究] ブリティッシュコロンビア大(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      ブリティッシュコロンビア大
  • [雑誌論文] Uniqueness and nondegeneracy of ground states to nonlinear scalar field equations involving the Sobolev critical exponent in their nonlinearities for high frequencies2019

    • 著者名/発表者名
      Akahori Takafumi、Slim Ibrahim、Ikoma Norihisa、Kikuchi Hiroaki、Hayato Nawa
    • 雑誌名

      Calculus of Variations and Partial Differential Equations

      巻: 58 ページ: 1~32

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s00526-019-1556-6

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Ground states to combined power-type nonlinear Schroedinger equations in three space dimensions2019

    • 著者名/発表者名
      菊池弘明
    • 学会等名
      Mini Workshop on Variational Problems
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ground states to combined power-type nonlinear Schroedinger equations in three space dimensions2019

    • 著者名/発表者名
      菊池弘明
    • 学会等名
      CAIMS-SCMAI Annual Meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Minimization problem associated with ground states to combined power-type nonlinear Schroedinger equations in three space dimensions2019

    • 著者名/発表者名
      菊池弘明
    • 学会等名
      応用解析研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Ground states to combined power-type nonlinear Schroedinger equations in three space dimensions2019

    • 著者名/発表者名
      菊池弘明
    • 学会等名
      九州関数方程式セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Ground states to combined power-type nonlinear Schroedinger equations in three space dimensions2019

    • 著者名/発表者名
      菊池弘明
    • 学会等名
      神楽坂解析セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Non-uniqueness for an energy-critical heat equation on R^22019

    • 著者名/発表者名
      菊池弘明
    • 学会等名
      愛媛大学における微分方程式セミナー
  • [学会発表] Ground states to combined power-type nonlinear Schroedinger equations in three space dimensions2019

    • 著者名/発表者名
      菊池弘明
    • 学会等名
      さいたま数理解析セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Non-uniqueness for an energy-critical heat equation on R^22019

    • 著者名/発表者名
      菊池弘明
    • 学会等名
      応用数理解析セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Ground states to combined power-type nonlinear Schroedinger equations in three space dimensions2019

    • 著者名/発表者名
      菊池弘明
    • 学会等名
      広島数理解析セミナー
    • 招待講演
  • [備考] 菊池弘明のホームページ

    • URL

      https://edu.tsuda.ac.jp/~hiroaki/index.html

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公開日: 2021-01-27  

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