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2021 年度 実施状況報告書

力学系に現れる幾何構造の特異性の視点による研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K14540
研究機関立命館大学

研究代表者

多羅間 大輔  立命館大学, 理工学部, 准教授 (30722780)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードHamilton力学系 / 測地流 / Lie群 / 等質空間 / 情報幾何学 / sub-Riemann構造 / sub-Laplace作用素 / 熱核
研究実績の概要

高い対称性をもつ空間であるLie群や等質空間上のHamilton力学系に付随する幾何構造に関して,2021年度は主として以下のような課題に関して,幾何構造の特異性の視点から研究を展開した.
(i)情報幾何学に現れる測地流:Lie群を標本空間とする統計的変換モデルに関して,Fisher-Rao半正値計量に対する測地流のEuler-Poincare方程式をコンパクトLie群の場合に導出したフランスの共同研究者との共著論文が国際会議議事録から出版された.この研究テーマに関しては,得られた測地流の力学系理論の観点からの解析や非コンパクト群への拡張についても研究を継続している.
(ii)球面上のsub-Riemann構造に関するsub-Laplace作用素の解析学:7次元球面上のClifford代数の表現によって定まる自明化可能なsub-Riemann構造に関する劣楕円型作用素の熱核の構成や量子力学系の立場からも重要となるスペクトルの決定に関するドイツの共同研究者との共著論文がまとまり学術誌へ投稿中である.また,測地流のいくつかの第一積分を構成した.
その他,3次元Euler方程式の摂動系に関してフランスの共同研究者との共同研究を行っており,これまでに得られているあるクラスの摂動に関する極限軌道数の評価についての結果を一般化することを目指して研究を継続している.また,等質空間上の可積分測地流に関するスイス・中国の研究者との共同研究や,低次元可積分系に付随するLagrangeファイブレーションの幾何構造に関する代数的・複素解析的幾何学や位相幾何学的観点も踏まえた研究も継続中である.後者に関しては,研究室の大学院生によってLagrangeコマに付随する楕円ファイブレーションの特異ファイバーの分類に関する研究に進展があった.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

COVID-19の影響が長期化しており,国際共同研究を多く取り入れている本研究課題の進展にも,海外出張による研究打ち合わせの実施ができず効果的な研究推進が難しくなるといった影響が出ている.特に,等質空間上の可積分測地流や低次元可積分系に関する国際共同研究の進展に影響が出ている.また,2020年度に予定しており延期していた国際研究集会を多くのオンライン講演を交えた形式で実施した.研究集会自体はパンデミック下にも関わらず成功裏に終えられたと判断しているが,本研究課題推進に対する効果は十分とは言えない状況であった.そのような理由で,上記のような状況判断を行った.

今後の研究の推進方策

2021年度は,Lie群や等質空間上の測地流やHamilton力学系に関して,可積分性・力学系理論・sub-Riemann幾何学・情報幾何学等の知見を基に数理工学的方法論も参考にしつつ分析を推し進める.そのことによって,上記の力学系の特異点と幾何構造における特異性の関連性や量子力学系について考察する.
また,低次元可積分系に付随するLagrangeファイブレーションに関する研究については,とりわけClebschコマに焦点を当てて微分位相幾何学や代数幾何学の手法を基に考察を深める.Lagrangeコマに付随する楕円ファイブレーションの代数幾何学的研究については研究室の大学院生等との議論を深める予定である.
共同研究者等との研究打ち合わせやセミナー・研究集会における研究議論を通して研究を加速させる.COVID-19の影響が緩和されれば対面での研究集会・セミナーの実施・参加・研究発表を目指したいが,状況をにらみつつオンライン手法も引き続き取り入れて対応する予定である.

次年度使用額が生じた理由

2021年度もCOVID-19の影響が予想以上に長引き,対面での開催を目指していた国際研究集会の開催形態がハイブリッド形式となって多くの講演がオンラインとなった.また,国際共同研究を行う共同研究者との対面での打ち合わせのため旅費を支出する方針であったものの,COVID-19の影響によって実現できなかった.
2022年度はCOVID-19の影響に改善の兆しも見えるため,国際共同研究のための研究打ち合わせや国際研究集会への参加に係る招聘費用・出張旅費等の支出を見込んでいる.
また,国内の研究者との研究打ち合わせやセミナー・研究集会の実施に際しても,旅費等の支出を見込んでいる.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (4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 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] Sorbonne University(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Sorbonne University
  • [国際共同研究] Leibniz University Hannover(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Leibniz University Hannover
  • [国際共同研究] EPFL(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      EPFL
  • [国際共同研究] Shanghai Jiao Tong University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Shanghai Jiao Tong University
  • [雑誌論文] Information Geometry and Hamiltonian Systems on Lie Groups2021

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Tarama, Jean-Pierre Francoise
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 12829 ページ: 273~280

    • DOI

      10.1007/978-3-030-80209-7_31

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 剛体の力学系と複素代数幾何学2022

    • 著者名/発表者名
      多羅間大輔
    • 学会等名
      トポロジープロジェクト研究集会「接触構造、特異点、微分方程式及びその周辺」
    • 招待講演
  • [学会発表] Information geometry and dynamical systems over Lie groups2022

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Tarama
    • 学会等名
      Microlocal and Global Analysis, Interactions with Geometry
    • 国際学会
  • [学会発表] Sub-Riemannian geodesic flows on the spheres2022

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Tarama
    • 学会等名
      Himeji Conference on Partial Differential Equations 2022
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Information Geometry and Hamiltonian Systems on Lie Groups2021

    • 著者名/発表者名
      Jean-Pierre Francoise, Daisuke Tarama
    • 学会等名
      Geometric Science of Information GSI 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] 情報幾何学とLie群上の力学系 1・22021

    • 著者名/発表者名
      多羅間大輔
    • 学会等名
      ミニワークショップ 統計多様体の幾何学とその周辺 (13)
    • 招待講演
  • [学会・シンポジウム開催] Geometric Structures and Differential Equations ―Symmetry, Singularity, and Quantization― (幾何構造と微分方程式 ― 対称性・特異点及び量子化の視点から―)2022

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公開日: 2022-12-28  

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