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2011 年度 実績報告書

ランダムな曲線やパターンの集団に対する統計力学の構築とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 21540397
研究機関中央大学

研究代表者

香取 眞理  中央大学, 理工学部, 教授 (60202016)

キーワードブラウン運動 / 行列式過程 / ランダム行列 / マルコフ性 / 非対称単純排除過程 / 量子戸田格子 / パフ形式過程 / 相関関数
研究概要

1.2次元平面上のブラウン運動に対して、そのループ部分を除去した経路が互いに非交叉であるという条件を課した系を研究した。Fominの行列式理論を応用して定式化した結果、この系が行列式点過程であることが証明できた。特に、その相関核がEynard-Mehta型であることを導き、この系の共形変換共変性を調べた。
2.ランダム行列に関係する相関核である拡張sine核、Airy核、Bessel核を持つ行列式過程を詳しく研究した。特に、無限粒子系において、それらがマルコフ性を保持することを証明した。これらの系は粒子間距離に反比例した強さを持つ長距離斥力相互作用を持つ系であり、無限粒子極限でのマルコフ性は非自明である。
3.円周上の離散時間完全非対称単純排除過程の速度相関関数の構造を完全に決定することに成功した。
速度相関関数は一般にガウスの超幾何関数を使って表すことができることを示した。また、その結果を用いて無限粒子極限を議論した。
4.量子戸田格子と関係する確率過程であるO'Connell過程を、非衝突ブラウン運動の一般化として定式化した。この多粒子確率過程は、松本とYorによって研究された1次元拡散過程の多粒子拡張であり、また、O'Connell過程のトロピカル極限としてDysonの固有値過程が得られることを、Whittaker関数という多変数特殊関数の性質を利用して示した。
5.直交対称性を持つ初期分布からスタートした行列式過程はパフ形式過程で表されることを証明した。行列式過程とパフ形式過程は、これまではプロセスの時間的な斉次性の違いと思われていたが、初期分布の対称性の違いで説明した点が新しい。

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

予定していた非衝突拡散過程とランダム行列理論との関係に関する研究は、量子戸田格子と関係する確率過程の理論に一般化することができ、研究成果をあげることができた。他方、確率的レブナー発展(SLE)についての研究は、べき行列法による定式化が出来たが、さらに研究を深める必要がある。

今後の研究の推進方策

量子戸田格子と関係する確率過程の研究をさらに発展させる。この確率過程は、Whittaker関数とよばれる多変数特殊関数と関連が深いが、この多変数関数はMacdonald関数という多変数直交関数系の特殊な場合であり、さらに深く研究する必要がある。また、Dunkl過程という確率過程についても研究してきたが、これとの関係も研究したい。確率的レブナー発展(SLE)に対しては、べき行列法による定式化を発展させて、新しい知見が得られるよう努力する。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Determinantal process starting from an orthogonal symmetry is a Pfaffian process2012

    • 著者名/発表者名
      Makoto Katori
    • 雑誌名

      J. Stat. Phys

      巻: 146 ページ: 249-263

    • DOI

      10.1007/s10955-011-0372-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] O'Connell's process as a vicious Brownian motion2011

    • 著者名/発表者名
      Makoto Katori
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E

      巻: 84, 061144 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.84.061144

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Noncolliding processes, matrix-valued processes and determinantal processes2011

    • 著者名/発表者名
      Makoto Katori and Hideki Tanemura
    • 雑誌名

      Sugaku Expositions

      巻: 24 ページ: 263-289

    • URL

      http://www.ams.org/publications/journals/journalsframework/sugaku

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determinantal correlations of Brownian paths in the plane with nonintersection condition on their loop-erased parts2011

    • 著者名/発表者名
      Makiko Sato and Makoto Katori
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E

      巻: 83, 041127 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.83.041127

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extreme value distributions of noncolliding diffusion processes2011

    • 著者名/発表者名
      Minami Izumi and Makoto Katori
    • 雑誌名

      RIMS Kokyuroku Bessatsu

      巻: B27 ページ: 45-65

    • URL

      http://www.kurims.kyoto-u.ac.jp/~kenkyubu/bessatsu.html

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fractal structure of isothermal lines and loops on the cosmic microwave background2011

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kobayashi, Yoshihiro Yamazaki, Hiroto Kuninaka, Makoto Katori, Mitsugu Matsushita, Satoki Matsushita, Lung-Yih Chiang
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Sociery of Japan

      巻: 80 ページ: 074003/1-5

    • DOI

      10.1143/JPSJ.80.072001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Markov property of determinantal processes with extended sine, Airy, and Bessel kernels2011

    • 著者名/発表者名
      Makoto Katori, Hideki Tanemura
    • 雑誌名

      Markov processes and Related Fields

      巻: 17 ページ: 541-580

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Velocity correlations of a discrete-time totally asymmetric simple-exelusion process in stationary state on a circle2011

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Yamada, Makoto Katori
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 84 ページ: 041141/1-8

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.84.041141

    • 査読あり
  • [学会発表] Vicious Brownian motion, O'Connell's process, and equilibrium Toda lattice2012

    • 著者名/発表者名
      Makoto Katori
    • 学会等名
      EPSRC Symposium Workshop-Interacting particle systems, growth models and random matrices
    • 発表場所
      University of Warwick, United Kingdom(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-21
  • [学会発表] 条件付ブラウン運動・SLE・ランダム行列・量子戸田格子2012

    • 著者名/発表者名
      香取眞理
    • 学会等名
      研究会「行列模型とその周辺」
    • 発表場所
      立教大学理学部(招待講演)
    • 年月日
      2012-02-20
  • [学会発表] Introduction to stochastic Loewner evolutions2012

    • 著者名/発表者名
      香取眞理
    • 学会等名
      物性研究所理論セミナー
    • 発表場所
      東京大学物性研究所(招待講演)
    • 年月日
      2012-01-13
  • [学会発表] Symmetries and structures of matrix-valued stochastic processes and noncolliding diffusion processes2011

    • 著者名/発表者名
      Makoto Katori
    • 学会等名
      Les Houches Physics School
    • 発表場所
      Ecole de Physique des Houches, France(招待講演)
    • 年月日
      20110523-20110527
  • [学会発表] Vicious Brownian motion with Toda lattice potential and O'Connell process2011

    • 著者名/発表者名
      香取眞理
    • 学会等名
      研究集会「ランダム作用素のスペクトルと関連する話題」
    • 発表場所
      京都大学人間・環境学研究科(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-01
  • [学会発表] On Matsumoto-Yor process and O'Connell process2011

    • 著者名/発表者名
      香取眞理
    • 学会等名
      研究集会「無限粒子系、確率場の諸問題VII」
    • 発表場所
      奈良女子大学理学部
    • 年月日
      2011-10-16
  • [備考]

    • URL

      http://www.phys.chuo-u.ac.jp/j/katori/

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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