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2017 年度 実施状況報告書

ハミルトン力学系の特殊解とその近傍の力学系の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26800059
研究機関京都大学

研究代表者

柴山 允瑠  京都大学, 情報学研究科, 准教授 (40467444)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
キーワード力学系 / 周期解 / 変分問題 / 微分ガロア理論 / 可積分性 / 制限n体問題 / n中心問題 / 記号力学系
研究実績の概要

ケプラー型ポテンシャル系におけるエネルギー固定のもとでの周期解の存在を示した結果について,論文が出版された.これは当初から目標としていたテーマの1つであった.従来の方法では,衝突をもつ曲線が汎関数の臨界点になったとして,そのモース指数を評価することにより衝突を避けていた.本研究では,3体問題の8の字解の存在証明などで用いられてきた大域的評価を導入することにより,これまで課されていた仮定を緩めることができた.
制限n体問題やn中心問題が非可積分であることを微分ガロア理論を用いて示した結果について論文を執筆し,投稿した.すでに掲載決定されている.これらの問題は見かけ上,Kepler型の特異点しか現れないのでそこに焦点を当てて非可積分性を示すことは困難であったが,微分方程式を複素数に拡張することで3体衝突のような特異点が現れ,その特異点に漸近する軌道に沿った変分方程式にMorales-Ramis理論を適用することにより,非可積分性を証明することができた.
3体問題の特別な場合である平面Sitnikov問題において,ある性質をもつ任意の記号列に対し,対応する軌道が存在することを変分法により証明した.現在論文を執筆中である.また,同時に多様な周期軌道やその間のヘテロクリニック軌道の存在も分かった.Montgomeryらにより3体問題における記号力学系の構築を目指した研究がなされてきており,本結果はMontgomeryらの記号化とは別の方法で記号列との対応を実現している.

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

当初目標としていた研究テーマは概ね達成された.

今後の研究の推進方策

研究成果は得られているので,その結果の論文執筆と投稿をし,また研究集会や国際会議で発表する予定である.

次年度使用額が生じた理由

29年度は研究成果を発表する段階であったが,関連分野の国際会議が開催されなかった.平成30年には ,ボストン,台湾,スペインなとで関連分野の国際会議が開催される.特に,台湾で開催される国際会議AIMSは約2000人参加するもので,私がつのセッションを主催するので,本研究の一部を共同で行っ てきた学生とともに発表することで,本成果のアピールができると考えられる.そのため,成果の発表に平成30年度に支出することにした.

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Non-integrability of the spacial n-center problem2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Shibayama
    • 雑誌名

      Journal of Differential Equations

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1016/j.jde.2018.04.037

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Periodic solutions for a prescribed-energy problem of singular Hamiltonian systems2017

    • 著者名/発表者名
      Shibayama Mitsuru
    • 雑誌名

      Discrete & Continuous Dynamical Systems-A

      巻: 37 ページ: 2705~2715

    • DOI

      10.3934/dcds.2017116

    • 査読あり
  • [学会発表] Variational construction of periodic and connecting orbits in the planar Sitnikov problem2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Shibayama
    • 学会等名
      The 12th AIMS Conference on Dynamical Systems, Differential Equations and Applications
    • 国際学会
  • [学会発表] Variational construction of periodic and connecting orbits in the planar Sitnikov problem2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Shibayama
    • 学会等名
      RIMS共同研究「力学系-理論と応用の融合-」
  • [学会発表] Variational construction of periodic and connecting orbits in the planar Sitnikov problem2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Shibayama
    • 学会等名
      Dynamics Seminar, Department of Mathematics, University of Maryland, USA
  • [学会発表] 平面Sitnikov問題における記号力学系と変分構造2018

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      天体力学N体力学研究会
  • [学会発表] シンプレクティック写像の不動点のモース指数と安定性2018

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      天体力学N体力学研究会
  • [学会発表] 制限n体問題の非可積分性2017

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      日本数学会秋季総合分科会応用数学分科会
  • [学会発表] 制限n体問題の非可積分性2017

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      応用数理学会年会応用力学系
  • [学会発表] ケプラー型ポテンシャル系のエネルギー固定問題における周期解の存在2017

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      日本数学会秋季総合分科会函数方程式論分科会
  • [学会発表] Non-integrability of the restricted n-body problem2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Shibayama
    • 学会等名
      RIMS研究集会「界面運動,力学系に現れる漸近問題への粘性解的手法とその周辺」
    • 招待講演
  • [備考] 柴山允瑠のホームページ

    • URL

      http://yang.amp.i.kyoto-u.ac.jp/~shibayama/index.html

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公開日: 2018-12-17  

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