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 22-11-00299

НазваниеКомбинаторные и геометрические аспекты маломерной топологии

РуководительДынников Иван Алексеевич, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Математический институт им. В.А. Стеклова Российской академии наук, г Москва

Период выполнения при поддержке РНФ 2022 г. - 2024 г. 

Конкурс№68 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами».

Область знания, основной код классификатора 01 - Математика, информатика и науки о системах, 01-105 - Топология

Ключевые словатрехмерное многообразие, спайн, сложность многообраз76ия, узел, зацепление, топологический инвариант, разложение на тэнглы, лежандров узел, контактная структура, тугое слоение, трансверсальный узел, прямоугольная диаграмма, триангуляция

Код ГРНТИ27.19.19


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Исследование будет посвящено развитию комбинаторных и геометрических методов классификации объектов маломерной топологии, таких как узлы и трехмерные многообразия, созданию новых инструментов для явного описания и практического изучения геометрических структур, таких как слоения коразмерности один и контактные структуры на трехмерных многообразиях, а также построению эффективных алгоритмов для работы с упомянутыми объектами. С помощью этих методов будут доказаны новые классификационные результаты для лежандровых и трансверсальных узлов, гиперболических многообразий и струнных зацеплений. Будут написаны компьютерные программы для табулирования объектов маломерной топологии, исследования интересных примеров и формулирования дальнейших гипотез.

Ожидаемые результаты
Планируется: - полностью завершить формальную алгоритмическую классификацию лежандровых и трансверсальных узлов; - построить на основе прямоугольных диаграмм поверхностей комбинаторный формализм для описания слоений в дополнениях к узлам в трехмерной сфере и с его помощью опробовать экспериментально новые подходы к алгоритмическому вычислению рода узла; - расширить и уточнить таблицы лежандровых и трансверсальных узлов малой сложности; - построить минимальные триангуляции для новых серий трехмерных многообразий; - исследовать пространство трансверсальных узлов в расслоенных трехмерных многообразиях; - исследовать примарные разложения классических и обобщенных струнных зацеплений. Все ожидаемые результаты будут новыми и соответствовать мировому уровню. Результаты будут востребованы в других разделах топологии и смежных областях, они могут быть включены в курсы, читаемые математических факультетах ведущих университетов страны.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Для узлов из следующего списка и их зеркальных образов подтверждены все гипотезы из атласа лежандровых узлов Chongchitmate–Ng и, таким образом, классифицированы все лежандровы типы с максимальными числами Торстона–Беннекена: 7_5, 7_7, 8_21, 9_47, 9_49, 11n_19, 11n_38, 11n_95, 11n_118. Построен пример представления тугого слоения глубины два в дополнении к нерасслоенному узлу с помощью прямоугольной диаграммы. Доказана теорема, существенно обобщающая теорему Артина об изотопности замкнутых кос (теорема Артина утверждает, что замкнутые косы в полнотории изотопны если и только если они представляют один и тот же класс сопряженности группы кос). Полученное обобщение формулируется следующим образом. Назовем подмногообразие расслоенного многообразия вертикально-горизонтальным (ВГ), если каждая из его компонент либо трансверсальна слоям во всех своих точках (вертикальна), либо лежит в слое (горизонтальна). Тогда в произвольном компактном ориентируемом трехмерном многообразии, локально тривиально расслоенном над окружностью со слоем компактная поверхность, ВГ-зацепления объемлемо изотопны если и только если они изотопны в классе ВГ. http://www.pdmi.ras.ru/preprint/2022/22-06.html Построены две бесконечные серии идеальных триангуляций многообразий с непустым краем, число тетраэдров в которых на единицу превышает первое число Бетти многообразия с коэффициентами в Z/2Z. Доказана минимальность построенных триангуляций. Для положительных диаграмм узлов и зацеплений установлен критерий достижимости равенства в неравенстве Мортона-Фрэнкса-Уильямса, связывающем сложность диаграммы с размером её многочлена HOMFLY-PT, который формулируется в терминах несложно описываемых преобразований трёх типов. Результат позволяет относительно легко конструировать диаграммы, минимизирующие число перекрёстков, минимизирующие количество окружностей Зейферта и максимизирующие коэффициент самозацепления (среди всех диаграмм соответствующего узла или зацепления). https://arxiv.org/abs/2211.16434 Доказана следующая теорема: любое классическое (т.е. лежащее в прямом произведении диска на отрезок) струнное зацепление с произвольным числом компонент может быть представлено в виде произведения примарных струнных зацеплений, причем набор сомножителей в этом представлении однозначно определен.

 

Публикации


Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Разработано понятие прямоугольной диаграммы тугого слоения в дополнении к зацеплению. Доказано, что любое тугое слоение конечной глубины допускает представление прямоугольной диаграммой. Для узлов 7_4, 9_48 и 10_136 в терминах элементарных движений прямоугольных диаграмм найдены образующие группы симметрий узлов и подтверждены все гипотезы из атласа лежандроых узлов Chongchitmate и Ng. Завершена классификация лежандровых узлов, представимых прямоугольными диаграммами сложности 9. Завершено доказательство серии теорем о достаточных условиях принадлежности к классу Бирман–Хильдена для пространств, расслоенных над окружностью. Доказано, что в произвольном компактном ориентируемом трехмерном многообразии, локально тривиально расслоенном над окружностью со слоем компактная поверхность, почти-вертикально-горизонтальные зацепления объемлемо изотопны если и только если они изотопны в классе почти-вертикально-горизонтальных. Доказано, что для любого струнного зацепления с произвольным числом компонент, лежащего в утолщении ориентируемой поверхности, отличной от двумерной сферы, существует разложение в произведение примарных сомножителей, причем набор сомножителей в таком представлении однозначно определен. Доказано, что геометрическая реализация минимальных триангуляций многообразий, на которых достигается нижняя оценка триангуляционной сложности, выраженная через первое число Бетти с коэффициентами в группе Z/2Z, совпадает с разбиением Коджимы этих многообразий. Как следствие, минимальные триангуляции этих многообразий единственны. Этот результат позволяет в дальнейшем изучать асимптотику числа многообразий данного класса как функцию от триангуляционной сложности. Получен следующий критерий, обобщающий аналогичный результат Диао, Хэтиея и Лю для альтернированных диаграмм: для любой положительной адекватной или альтернированной относительно окружностей Зейферта диаграммы отсутствие одиноких перекрёстков эквивалентно минимальности по числу окружностей Зейферта. Доказано, что у любого узла K с числом перекрестков большим 10, найдется диаграмма, составленная из двух гладких простых дуг, в которой не более чем 0.31*1.558^cr(K) перекрестков, где cr(K) – число перекрестков узла K.

 

Публикации

1. Малютин А.В. Расслоения Бирман — Хильдена. I Сибирский математический журнал, - (год публикации - 2024)

2. Малютин А.В. Расслоения Бирман — Хильдена. II Сибирский математический журнал, - (год публикации - 2024)

3. Малютин А.В. Обобщение теоремы Артина об изотопности замкнутых кос. I Сибирский математический журнал, - (год публикации - 2024)

4. Нигомедьянов Д.Д., Фоминых Е.А. Нижняя оценка триангуляционной сложности 3-многообразий с краем Успехи математических наук, том 78, выпуск 5(473), страницы 177–178 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.4213/rm10146