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2020 年度 実施状況報告書

2次元結び目とYang-Millsゲージ理論について

研究課題

研究課題/領域番号 20K22319
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

谷口 正樹  国立研究開発法人理化学研究所, 数理創造プログラム, 基礎科学特別研究員 (30880520)

研究期間 (年度) 2020-09-11 – 2022-03-31
キーワード2次元結び目 / Yang-Millsゲージ理論 / Chern-Simons汎関数 / 特異インスタントン / インスタントンFloerホモロジー / 結び目Floerホモロジー / Khovanovホモロジー
研究実績の概要

本研究の主題は, Yang-Millsゲージ理論を用いて"滑らかな2次元結び目と位相的な2次元結び目の差異"を明らかにすることであった. Yang-Millsゲージ理論を用いる際に, 次の二つの可能性が考えられる:
・与えられた2次元結び目に対して手術を行い, 得られた閉4次元多様体, 及びその無限被覆空間上で, Yang-Millsゲージ理論を展開する
・与えられた2次元結び目に沿った特異接続のYang-Millsゲージ理論を展開する
前者の可能性について, instantonモジュライ空間の構造を列挙し, 滑らかな2次元結び目のSeifert超曲面と, 結び目群の既約SU(2)表現の存在を結びける, という研究を行う. また, その際, 必要になるSU(2)表現空間の計算に関して, 計算アルゴリズムの解析を試みる. 後者は, Kronheimer-Mrowkaにより構築された特異接続のYang-Millsゲージ理論を用いて得られるsingular knot Floerホモロジー理論を使う, というものである. また両者理論の関係を明らかにすることも試みる. 後者では, 2次元結び目のスライスとして得られるスライス結び目と, (2次元結び目の)結び目群の表現と関わることが予想される. 既に, Daemi-Scadutoによって, signatureが0でない結び目同士を間のconcordanceの補空間には, (tracelessな)既約SU(2)表現が存在することが示されている. この結果をより精密にすることも考察する.

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

本年度は,
・与えられた2次元結び目に沿った特異接続のYang-Millsゲージ理論を展開する
という課題について基礎的な知識を身につけた. 特に, reducibleのないあるクラスのSO(3)-bundleの場合で, 2次元結び目のmeridian方向のholonomyのorderが漸近的に2になる状況を考えると, 誘導されるsingular knot Floer homologyの準同型が, 2次元結び目の結び目型に依存しない, という事実について学んだ. これは, 2次元結び目に沿ったdouble branched cover上でinvoltuion不変なinstantonモジュライ空間を考えることに相当する. Kronheimer-Mrowkaは, この事実をある特定のクラスのリンクに拡張することで, E_2-termがKhovanov homologyであり, 収束先がsingular knot Floer homologyになるようなスペクトル系列を構成した. 3月の終わりに, Kronheimer-Mrowkaのこの業績に関する勉強会を開催し, 10日間に及び, singular instanton理論についての理解を深めた.

今後の研究の推進方策

進捗状況に書いた, 上記の2次元結び目の結び目型に依存しない, という事実は, 可約接続がある場合には, 起こり得ない現象である. 今後は, 可約接続がある場合の, instantonモジュライ空間から得られる情報について考察する予定である. 最近, Daemi-Scadutoが, 可約接続がある場合の特異instantonモジュライ空間についての解析を行なった. その考察から得られる2次元結び目への応用を考察していく予定である.

次年度使用額が生じた理由

研究ノートの作成, 論文の解読の際, iPadを使用することで, 効率化を図る. また, コロナウイルスの影響もあり, 最近は, zoom上で共同研究や, 学会発表, セミナー発表が行われることがほとんどである. その際, リアルタイムでウェブ上のホワイトボードを用いて議論する際に, タブレットが必須となる. タブレット用のペンも必要となる. さらに録画型の学会も開かれつつあり, 音質の確保のため, 録音の際にマイクが必要となる. また, 論文の執筆のため, tex環境を整える必要があり, PCを必要とする. さらに, 最新の研究の把握のため, 論文を印刷して管理する必要があり, 印刷機, 及び, インクを必要とする. ゲージ理論は, 数理物理やトポロジー, 解析学, 代数的トポロジーなどとの関わりが強い. そのため, 必要となる専門書も幅広い.

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 8件、 招待講演 18件)

  • [雑誌論文] Rational homology 3-spheres and simplyconnected definite bounding2020

    • 著者名/発表者名
      Sato Kouki、Taniguchi Masaki
    • 雑誌名

      Algebraic & Geometric Topology

      巻: 20 ページ: 865~882

    • DOI

      10.2140/agt.2020.20.865

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Positive scalar curvature and 10/8-type inequalities on 4-manifolds with periodic ends2020

    • 著者名/発表者名
      Konno Hokuto、Taniguchi Masaki
    • 雑誌名

      Inventiones mathematicae

      巻: 222 ページ: 833~880

    • DOI

      10.1007/s00222-020-00979-2

    • 査読あり
  • [学会発表] Filtered instanton Floer homology and the homology cobordism group2021

    • 著者名/発表者名
      Masaki Taniguchi
    • 学会等名
      Floer homology in low dimensional topology, Simons Center
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Knotted 2-spheres in the 4-space and Yang-Mills gauge theory2021

    • 著者名/発表者名
      Masaki Taniguchi
    • 学会等名
      The 16th East Asian Conference on Geometric Topology
    • 国際学会
  • [学会発表] auge theory on 4-manifolds with periodic ends2021

    • 著者名/発表者名
      Masaki Taniguchi
    • 学会等名
      Gauge theory virtual
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gauge theory on 4-manifolds with periodic ends II,2021

    • 著者名/発表者名
      Masaki Taniguchi
    • 学会等名
      Gauge theory virtual
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Yang-Mills gauge theory and knotted 2-sphere in the 4-space2020

    • 著者名/発表者名
      Masaki Taniguchi
    • 学会等名
      微分トポロジー20
    • 招待講演
  • [学会発表] Gauge theory and knotted 2-spheres in the 4-space2020

    • 著者名/発表者名
      Masaki Taniguchi
    • 学会等名
      KOOK拡大セミナー2020
    • 招待講演
  • [学会発表] Knotted 2-spheres in the 4-space and Yang-Mills gauge theory2020

    • 著者名/発表者名
      Masaki Taniguchi
    • 学会等名
      International Workshop on 4-Manifold Theory and Gauge Theory
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Local equivalence in instanton Floer theory2020

    • 著者名/発表者名
      Masaki Taniguchi
    • 学会等名
      GEOMETRY & TOPOLOGY WORKSHOP TURKEY
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Instanton Floer theory and local equivalence I2020

    • 著者名/発表者名
      Masaki Taniguchi
    • 学会等名
      ハンドルセミナー21
    • 招待講演
  • [学会発表] Instanton Floer theory and local equivalence II2020

    • 著者名/発表者名
      Masaki Taniguchi
    • 学会等名
      ハンドルセミナー21
    • 招待講演
  • [学会発表] Instanton Floer theory and local equivalence III2020

    • 著者名/発表者名
      Masaki Taniguchi
    • 学会等名
      ハンドルセミナー21
    • 招待講演
  • [学会発表] Instanton Floer theory and local equivalence IV2020

    • 著者名/発表者名
      Masaki Taniguchi
    • 学会等名
      ハンドルセミナー21
    • 招待講演
  • [学会発表] Instanton Floer theory and local equivalence V2020

    • 著者名/発表者名
      Masaki Taniguchi
    • 学会等名
      ハンドルセミナー21
    • 招待講演
  • [学会発表] Instanton Floer theory and local equivalence VI2020

    • 著者名/発表者名
      Masaki Taniguchi
    • 学会等名
      ハンドルセミナー21
    • 招待講演
  • [学会発表] Instanton Floer theory and local equivalence VII2020

    • 著者名/発表者名
      Masaki Taniguchi
    • 学会等名
      ハンドルセミナー21
    • 招待講演
  • [学会発表] Codimension-1 embeddings of 3-manifolds and Chern-Simons functional2020

    • 著者名/発表者名
      Masaki Taniguchi
    • 学会等名
      微分トポロジーセミナー, 京都大学
    • 招待講演
  • [学会発表] Seifert hypersurface of 2-knots and Chern-Simons functional2020

    • 著者名/発表者名
      Masaki Taniguchi
    • 学会等名
      トポロジー金曜セミナー, 九州大学
    • 招待講演
  • [学会発表] Filtered instanton Floer homology and the homology cobordism group2020

    • 著者名/発表者名
      Masaki Taniguchi
    • 学会等名
      Stanford Topology seminar
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Filtered instanton Floer homology and the 3-dimensional homology cobordism group2020

    • 著者名/発表者名
      Masaki Taniguchi
    • 学会等名
      egensburg low-dimensional geometry and topology seminar
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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