Гипотеза Уиллмора - Willmore conjecture

Тор с минимальной энергией Уиллмора с большим радиусом √2 и малый радиус 1^[1]

В дифференциальная геометрия, то Гипотеза Уиллмора это нижняя граница на Уиллмор энергия из тор. Он назван в честь английский математик Том Уиллмор, который предположил это в 1965 году.^[2] Доказательство Фернандо Кода Маркес и Андре Невес был анонсирован в 2012 году и опубликован в 2014 году.^[1][3]

Уиллмор энергия

Основная статья: Уиллмор энергия

Позволять v : M → р³ быть гладкий погружение из компактный, ориентируемая поверхность. Давать M то Риманова метрика индуцированный v, позволять ЧАС : M → р быть средняя кривизна (в среднее арифметическое из основные кривизны κ₁ и κ₂ в каждой точке). В этих обозначениях Уиллмор энергия W(M) из M дан кем-то

${displaystyle W(M)=int _{M}H^{2},dA.}$

Нетрудно доказать, что энергия Уиллмора удовлетворяет W(M) ≥ 4π, при равенстве если и только если M это встроенный раунд сфера.

Заявление

Расчет W(M) для нескольких примеров предполагает, что должна быть граница лучше, чем W(M) ≥ 4π для поверхностей с род грамм(M)> 0. В частности, расчет W(M) для торов с различными симметриями побудили Уиллмора в 1965 г. выдвинуть следующую гипотезу, которая теперь носит его имя

Для каждого гладкого погруженного тора M в р³, W(M) ≥ 2π².

В 1982 г. Питер Вай-Квонг Ли и Шинг-Тунг Яу доказал гипотезу в невложенном случае, показав, что если ${displaystyle f:Sigma o S^{3}}$ представляет собой погружение компактной поверхности, которая нет вложение, тогда W(M) не менее 8π.^[4]

В 2012, Фернандо Кода Маркес и Андре Невес доказал гипотезу во вложенном случае, используя Теория мин-макс Альмгрена – Питтса минимальных поверхностей..^[3][1] Мартин Шмидт потребовал доказательства в 2002 году,^[5] но он не был принят к публикации ни в одном рецензируемом математическом журнале (хотя он и не содержал доказательства гипотезы Уиллмора, он доказал в ней некоторые другие важные гипотезы). До доказательства Маркеса и Невеса гипотеза Уиллмора уже была доказана для многих частных случаев, таких как трубчатые торы (сам Уиллмор), и для тори из революция (Лангер и Зингер).^[6]

Рекомендации

1. Marques, Fernando C .; Невес, Андре (2014). «Теория мин-макс и гипотеза Уиллмора». Анналы математики. 179: 683–782. arXiv:1202.6036. Дои:10.4007 / летопись.2014.179.2.6. МИСТЕР  3152944.
2. Уиллмор, Томас Дж. (1965). «Примечание о закладных поверхностях». Analele Ştiinţifice ale Universităţii "Al. I. Cuza" din Iaşi, Secţiunea I a Matematică. 11B: 493–496. МИСТЕР  0202066.
3. Фрэнк Морган (2012) "Математика находит лучший пончик ", The Huffington Post
4. Ли, Питер; Яу, Шинг Тунг (1982). «Новый конформный инвариант и его приложения к гипотезе Уиллмора и первому собственному значению компактных поверхностей». Inventiones Mathematicae. 69 (2): 269–291. Дои:10.1007 / BF01399507. МИСТЕР  0674407.
5. Шмидт, Мартин У. (2002). «Доказательство гипотезы Уиллмора». arXiv:математика / 0203224.
6. Лангер, Джоэл; Певец, Дэвид (1984). «Кривые в гиперболической плоскости и средняя кривизна торов в трехмерном пространстве». Бюллетень Лондонского математического общества. 16 (5): 531–534. Дои:10.1112 / blms / 16.5.531. МИСТЕР  0751827.