КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер проекта 23-71-10028

НазваниеАлгебро-геометрические методы в теории поля и других приложениях

Руководитель Широков Дмитрий Сергеевич, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики" , г Москва

Конкурс №85 - Конкурс 2023 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 01 - Математика, информатика и науки о системах; 01-113 - Математическая физика

Ключевые слова математическая физика, теория поля, алгебры Клиффорда, уравнение Дирака, спинорные группы, группы Ли, характеристический многочлен, сингулярное разложение, уравнения Янга — Миллса, алгебры Атьи — Келера, геометрические алгебры, алгебры Йордана — Ли

Код ГРНТИ27.35.00


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Проект направлен на решение научной проблемы, заключающейся в разработке новых алгебро-геометрических методов и их применении к различным задачам теории поля и другим приложениям. Законы физики элементарных частиц в настоящее время описываются квантовыми калибровочными теориями. Теория Янга — Миллса описывает три из четырех фундаментальных взаимодействий в природе (электромагнитное, электрослабое и сильное взаимодействия). Вопросы, связанные с уравнениями Янга — Миллса, находятся в центре внимания специалистов и занимают одну из позиций в списке из «семи проблем тысячелетия». Точные решения классических уравнений Янга — Миллса важны для развития калибровочной теории (в частности, для описания вакуумной структуры теории и более полного понимания калибровочной теории). В настоящем проекте мы постараемся продвинуться в решении вопросов, связанных с уравнениями Янга — Миллса, используя современные алгебро-геометрические методы. Алгебры Клиффорда (или геометрические алгебры) были предложены Уильямом Клиффордом в 1878 году как обобщение кватернионов Гамильтона и внешней алгебры Грассмана. В настоящее время алгебры Клиффорда широко используются в различных науках — физике, теории поля, механике, космической динамике, геометрии, инженерии, робототехнике, компьютерных науках, компьютерном зрении, обработке сигналов и изображений, машинном обучении и др. Особую роль алгебры Клиффорда играют при изучении уравнения Дирака для электрона, в которое входят так называемые гамма-матрицы Дирака, порождающие алгебру Клиффорда сигнатуры (1, 3). Преимущество использования алгебр Клиффорда в приложениях вместо соответствующих матричных алгебр состоит в более богатом математическом аппарате, который позволяет в случае произвольной размерности и сигнатуры естественным образом реализовать двулистные накрытия ортогональных групп спинорными группами, спиноры и другие алгебро-геометрические структуры. В рамках проекта разрабатываются различные алгебро-геометрические методы, связанные с алгебрами Клиффорда и их обобщениями, группами и алгебрами Ли, сингулярным и гиперболическим сингулярным разложением, алгебрами Йордана – Ли. Мы применяем данные методы при изучении различных вопросов, связанных со спинорными группами, уравнениями Дирака, Янга – Миллса и их обобщениями. Результаты проекта могут иметь применение в теории поля, физике, геометрии, компьютерных науках, инженерии и других науках.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


 

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Представлен 2d-мерный аналог уравнения Дирака — Хестенеса в четной подалгебре вещественной алгебры Клиффорда и изучены его свойства. Доказано, что можно получить решение многомерного уравнения Дирака — Хестенеса, используя решение многомерного уравнения Дирака, и наоборот. Показано, что многомерное уравнение Дирака — Хестенеса обладает калибровочной инвариантностью. Опубликована статья: S. V. Rumyantseva, D. S. Shirokov, “On Multidimensional Dirac-Hestenes Equation in Geometric Algebra”, Advances in Computer Graphics. CGI 2024. Lecture Notes in Computer Science (Geneva, Switzerland, July 1–5, 2024), 15340, eds. Magnenat-Thalmann, N., Kim, J., Sheng, B., Deng, Z., Thalmann, D., Li, P., Springer, Cham, 2025, 323–335. Введены обобщенные группы Клиффорда и Липшица в вырожденных геометрических (Клиффордовых) алгебрах. Эти группы сохраняют прямые суммы подпространств, определяемых четностным сопряжением и реверсом, при присоединенном и скрученном присоединенном представлениях. Доказано, что обобщенные вырожденные группы Клиффорда и Липшица могут быть определены с использованием централизаторов и скрученных централизаторов подпространств фиксированных рангов и функций нормы, которые широко используются в теории спинорных групп. Опубликована статья: E. R. Filimoshina, D. S. Shirokov, “Generalized Degenerate Clifford and Lipschitz Groups”, Advances in Computer Graphics. CGI 2024. Lecture Notes in Computer Science (Geneva, Switzerland, July 1–5, 2024), 15340, eds. Magnenat-Thalmann, N., Kim, J., Sheng, B., Deng, Z., Thalmann, D., Li, P., Springer, Cham, 2025, 364–376. Введены класс полевых (релятивистски инвариантных) уравнений для волновой функции, состоящей из нескольких спиноров Вейля, каждый из которых удовлетворяет уравнению Клейна – Гордона с одной и той же массой, и подклассы уравнений майорановского типа и дираковского типа. Опубликована статья: Н. Г. Марчук, “Классификация полевых уравнений для спиноров Вейля и для Elko спиноров”, Дифференциальные уравнения, 61:3 (2025), 366–373. Введены безбазисные определения определителя, следа и характеристического многочлена в тернарной алгебре Клиффорда. Представлены явные формулы для всех коэффициентов характеристического многочлена и обратного элемента в тернарной алгебре Клиффорда. Введена операция эрмитова сопряжения в тернарной алгебре Клиффорда без использования соответствующего матричного представления. Представлена естественная реализация унитарной группы Ли SU(3), важной при описании сильных взаимодействий, используя только операции в тернарной алгебре Клиффорда. Представлен явный базис соответствующей алгебры Ли su(3). Представлена явная связь с известным базисом Гелл-Мана. Опубликована статья: D. S. Shirokov, “On SU(3) in Ternary Clifford Algebra”, Advances in Computer Graphics. CGI 2024. Lecture Notes in Computer Science (Geneva, Switzerland, July 1–5, 2024), 15340, eds. Magnenat-Thalmann, N., Kim, J., Sheng, B., Deng, Z., Thalmann, D., Li, P., Springer, Cham, 2025, 336–348. Впервые введено понятие четностного автоморфизма в тернарных алгебрах Клиффорда. Доказаны свойства этой операции. Эта операция не является инволюцией, но естественным образом обобщает четностное сопряжение из обычных (квадратичных) алгебр Клиффорда. Новая операция может быть использована в различных приложениях тернарных алгебр Клиффорда в физике и других науках. Опубликована статья: D. S. Shirokov, “On Grade Automorphism in Ternary Clifford Algebras”, Hypercomplex Analysis and Its Applications. Trends in Mathematics, eds. Ferreira, M., Faustino, N., Kähler, U., Vieira, N., Birkhäuser, Cham, 2025, https://link.springer.com/book/9783031868573 Участниками проекта в отчетном году сделано 12 докладов на международных конференциях, 5 докладов на школе для молодых ученых, 4 доклада на научном семинаре.

 

Публикации

1. Марчук Н.Г. Классификация полевых уравнений для спиноров Вейля и Elko спиноров Дифференциальные уравнения, 61(3), 366-373 (год публикации - 2025)
10.31857/S0374064125030069

2. Филимошина Е.Р., Широков Д.С. Generalized Degenerate Clifford and Lipschitz Groups Lecture Notes in Computer Science, 15340, 364-376 (год публикации - 2025)
10.1007/978-3-031-82024-3_28

3. Румянцева С.В., Широков Д.С. On Multidimensional Dirac-Hestenes Equation in Geometric Algebra Lecture Notes in Computer Science, 15340, 323-335 (год публикации - 2025)
10.1007/978-3-031-82024-3_25

4. Широков Д.С. On Grade Automorphism in Ternary Clifford Algebras Trends in Mathematics (год публикации - 2025)
10.1007/978-3-031-86858-0_15

5. Широков Д.С. On SU(3) in Ternary Clifford Algebra Lecture Notes in Computer Science, 15340, 336-348 (год публикации - 2025)
10.1007/978-3-031-82024-3_26