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2016 年度 実績報告書

グラフィクスとカンドル理論の観点からの4次元トポロジーの研究

研究課題

研究課題/領域番号 26287013
研究機関大阪市立大学

研究代表者

鎌田 聖一  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (60254380)

研究分担者 河内 明夫  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (00112524)
金信 泰造  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (00152819)
遠藤 久顕  東京工業大学, その他部局等, 教授 (20323777)
大槻 知忠  京都大学, 数理解析研究所, 教授 (50223871)
安井 弘一  広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (70547009)
佐藤 進  神戸大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (90345009)
大城 佳奈子  上智大学, 理工学部, 助教 (90609091)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
キーワードトポロジー / 曲面結び目 / グラフィクス / 4次元トポロジー
研究実績の概要

4次元空間内の曲面結び目に関する結び目解消操作で重要なものが1ハンドル手術である。曲面が有向かつ連結である場合にはJ. Boyleによる結び目群を用いた分類手法があった。平成26年度に、カンドルのテンソル積の概念を導入することで向き付け不可能な曲面や非連結な場合でも効果的に1ハンドルを扱う方法が見出された。今年度はすべての位数に対して、2面体カンドルのテンソル積を計算し、その代表系を求めることに成功した。応用として1ハンドルの不変量の構成に今後利用することができる。
特異曲面結び目(はめ込み曲面結び目)のブレイド表示に関するマルコフの定理の証明で2重点固定化の議論を用いるが、その際にホップ絡み目のモーション群を用いれば議論が明快となることがわかった。
平面上の閉曲線を1型と2型のライデマイスター変形に対応する変形を法に同値類をとったものをdoodleという。R. FennとP. Taylerが1979年に導入した概念で、交換子関係式を導くなどの応用がある。レフシェツファイバー空間のモノドロミーの研究など交換子関係式は重要な研究対象である。R. Fenn、A. Bartholomew、鎌田直子らとともにdoodleを一般種数の曲面のケースに拡張を行った。特に、曲面上のdoodleを、平面上に仮想交差を許した図式を用いた仮想doodleとして表せることを示した。
平成28年5月に京都大学数理解析研究所で研究集会「Intelligence of Low Dimensional Topology」を開催した。世話人は大槻知忠(分担者)と伊藤哲也で、11件の講演と約60名の参加者あった。平成28年11月に大阪市立大学で研究集会「4次元トポロジー」を開催した。世話人は鎌田(代表者)、安井弘一(分担者)、松本堯生(連携研究者)で、19件の講演と約45名の参加者があった。

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

具体的な有限カンドルである2面体カンドルについて、テンソル積を計算したことは今後の応用上有効である。実際、曲面結び目の基本カンドルから2面体カンドルに表現を1つ与えることで、その曲面結び目に接着する1ハンドルの不変量を1つ構成することができる。2面体カンドルのテンソル積について代表系も与えられており、得られた値の判別も容易である。
R. FennとP. Taylerによって導入された doodleは平面上の曲線がなすグラフィクスである。一般種数の曲面のケースに拡張することで、平面上では得られなかった新しい交換子関係式が得られる。また、曲面上のdoodleを、平面上に仮想交差を許した図式を用いた仮想doodleとして表すことができることもわかったので、仮想結び目理論への応用も可能である。

今後の研究の推進方策

2面体カンドルのテンソル積を用いて、曲面結び目に接着する1ハンドルの不変量を構成することができるので、具体的な曲面結び目について計算を行い、研究集会での発表と論文の作成を行う。
曲面上のdoodleに関しては、不変量の構成が必要である。カンドルなどの代数系を用いた不変量の構成に取りくむ。
引き続き、はめ込み曲面結び目のダイアグラムとその基本変形に関する研究とブレイド表示に関する研究を進めていく。2重点に関する議論を用い、ダイアグラムの基本変形を構成する。

次年度使用額が生じた理由

平成28年9月に予定していた海外の研究者の招へいが先方の都合により実施できなかったため。

次年度使用額の使用計画

平成30年1月に前年度予定していた研究者の招へいを行う計画である。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 7件、 招待講演 9件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Double coverings of twisted links2016

    • 著者名/発表者名
      Naoko Kamada and Seiichi Kamada
    • 雑誌名

      J. Knot Theory Ramifications

      巻: 25 ページ: 1641011 (pp22)

    • DOI

      10.1142/S021821651641011X

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] On classification of quandles of cyclic type2016

    • 著者名/発表者名
      Seiichi Kamada, Hiroshi Tamaru and Koshiro Wada
    • 雑誌名

      Tokyo J. Math.

      巻: 39 ページ: 157-171

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Surface-knots2016

    • 著者名/発表者名
      Seiichi Kamada
    • 雑誌名

      Contemporary Mathematics

      巻: 670 ページ: 93-103

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Clasp-ribbon surface-links in 4-space2016

    • 著者名/発表者名
      Seiichi Kamada
    • 学会等名
      Knots in Washington XLIII
    • 発表場所
      George Washington University (ワシントンDC、米国)
    • 年月日
      2016-12-09 – 2016-12-09
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Classifying 1-handles attached to surface-links via quandles2016

    • 著者名/発表者名
      Seiichi Kamada
    • 学会等名
      4次元トポロジー
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2016-11-26 – 2016-11-26
    • 招待講演
  • [学会発表] Stabilization theorems of Lefschetz fibrations2016

    • 著者名/発表者名
      Hisaaki Endo
    • 学会等名
      Seminaire de topologie, geometrie et algebre
    • 発表場所
      ナント大学(ナント、フランス)
    • 年月日
      2016-11-03 – 2016-11-03
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tensor products of quandles and classifying 1-handles attaching to surface-links2016

    • 著者名/発表者名
      Seiichi Kamada
    • 学会等名
      T(opology) Days in Caen II
    • 発表場所
      University of Caen Normandy, (Caen, France)
    • 年月日
      2016-09-20 – 2016-09-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Lefschetzファイバー空間のトポロジー2016

    • 著者名/発表者名
      遠藤久顕
    • 学会等名
      日本数学会2016年度秋季総合分科会特別講演(トポロジー分科会)
    • 発表場所
      関西大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2016-09-15 – 2016-09-15
    • 招待講演
  • [学会発表] On the asymptotic expansion of the quantum ${\rm\bf SU}(2)$ invariant at $q = \exp(\ypi/N)$ for closed hyperbolic 3-manifolds obtained by integral surgery along the figure-eight knot2016

    • 著者名/発表者名
      T. Ohtsuki
    • 学会等名
      Volume conjecture and quantum topology
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2016-09-06 – 2016-09-06
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tensor products of quandles and classification of 1-handles2016

    • 著者名/発表者名
      鎌田聖一
    • 学会等名
      拡大KOOKセミナー2016
    • 発表場所
      大阪電気通信大学(大阪府寝屋川市)
    • 年月日
      2016-08-23 – 2016-08-23
  • [学会発表] Braid presentation of surface-links in 4-space2016

    • 著者名/発表者名
      Seiichi Kamada
    • 学会等名
      The Asian Mathematical Conference 2016
    • 発表場所
      Bali Nusa Dua Convention Center (Bali, Indonesia)
    • 年月日
      2016-07-27 – 2016-07-27
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On a cross-sectional link of an immersed sphere-link in 4-space2016

    • 著者名/発表者名
      Akio Kawauchi
    • 学会等名
      2016 International Workshop on Low-dimensional Topology in Dalian
    • 発表場所
      Dalian University of Technology(Dalian、 China)
    • 年月日
      2016-05-07 – 2016-05-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Classification of 1-handles attaching to surface-links using quandles2016

    • 著者名/発表者名
      Seiichi Kamada
    • 学会等名
      2016 International Workshop on Low-dimensional Topology in Dalian
    • 発表場所
      Dalian University of Technology (Dalian, China)
    • 年月日
      2016-05-06 – 2016-05-06
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Surface-Knots in 4-Space: An Introduction2017

    • 著者名/発表者名
      Seiichi Kamada
    • 総ページ数
      212
    • 出版者
      Springer

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公開日: 2018-01-16  

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