Եղիկյան, Վահագն Ռուբենի

Մաթեմատիկա

Աշխատությունը նվիրված է Հոպֆի արտապատկերումների և ինտեգրվող դինամիկական համակարգերի միջև գոյություն ունեցող մաթեմատիկական կապերի ուսումնասիրությանը՝ երկրաչափական, տոպոլոգիական և վերլուծական մեթոդների համադրմամբ։ Հիմնական ուշադրությունը կենտրոնացված է այն կառուցվածքների վրա, որոնց միջոցով բարձրաչափ տարածություններում սահմանված դինամիկական խնդիրները հնարավոր է ներկայացնել ավելի ցածր չափողականություն ունեցող տարածություններում՝ պահպանելով համակարգի կարևոր երկրաչափական և դինամիկական հատկությունները։ Հոպֆի արտապատկերումները դիտարկվում են որպես մաթեմատիկական կարևոր կառուցվածքներ, որոնք կապ են հաստատում տարբեր չափողականություն ունեցող ոլորտների միջև և հնարավորություն են տալիս ուսումնասիրել ֆիբրացիաների, համաչափությունների ու տոպոլոգիական հատկությունների փոխհարաբերությունները։ Քննության են առնվում դասական Հոպֆի ֆիբրացիայի կառուցվածքը, դրա երկրաչափական մեկնաբանությունը և այն մեխանիզմները, որոնց միջոցով համապատասխան արտապատկերումը կարող է կիրառվել դինամիկական համակարգերի ձևափոխման կամ ռեդուկցիայի համար։ Առանձին ուշադրություն է հատկացվում համակարգերի համաչափություններին, քանի որ որոշակի համաչափության առկայությունը հնարավորություն է տալիս նվազեցնել շարժման հավասարումների չափողականությունը և առանձնացնել դինամիկայի էական փոփոխականները։ Ինտեգրվող համակարգերի ուսումնասիրության շրջանակում դիտարկվում են շարժման ինտեգրալները, պահպանման օրենքները և դրանց փոխադարձ կապերը։ Կարևորվում է բավարար թվով անկախ առաջին ինտեգրալների գոյությունը, որը հնարավորություն է տալիս բարդ դինամիկական խնդիրը ներկայացնել ավելի պարզ կառուցվածքով և որոշ դեպքերում ստանալ շարժման հավասարումների ճշգրիտ կամ արդյունավետորեն հաշվարկելի լուծումներ։ Քննության են առնվում փուլային տարածության երկրաչափությունը, շարժման հետագծերը և պահպանվող մեծությունների մակարդակային բազմությունները։ Առանձին նշանակություն է տրվում համիլտոնյան համակարգերին և սիմպլեկտիկ երկրաչափության մեթոդներին, որոնք բնական մաթեմատիկական հիմք են ստեղծում ինտեգրվող դինամիկայի ուսումնասիրման համար։ Համիլտոնյան ֆունկցիայի և համապատասխան շարժման հավասարումների միջոցով հնարավոր է ուսումնասիրել համակարգի ժամանակային զարգացումը, իսկ Պուասոնի փակագծերի կիրառմամբ՝ շարժման ինտեգրալների փոխհարաբերությունները։ Դիտարկվում են այն պայմանները, որոնց դեպքում պահպանվող մեծությունները գտնվում են համապատասխան փոխհարաբերության մեջ և ապահովում համակարգի ինտեգրվելիությունը։ Հոպֆի արտապատկերման կիրառումը կարող է հնարավորություն տալ որոշ բարձրաչափ համիլտոնյան համակարգեր կապել ավելի ցածր չափողականություն ունեցող մեխանիկական խնդիրների հետ։ Այս մոտեցման միջոցով ուսումնասիրվում է, թե ինչպես են սկզբնական համակարգի հետագծերը, համաչափությունները և պահպանման օրենքները փոխակերպվում նոր փոփոխականների անցնելու դեպքում։ Առանձին ուշադրություն է հատկացվում ռեդուկցիայի գործընթացին, որի նպատակն է համակարգի ավելորդ ազատության աստիճանների հեռացումը՝ պահպանելով դինամիկայի հիմնական տեղեկատվությունը։ Նման մեթոդները կարևոր են հատկապես այն համակարգերի համար, որոնց փուլային տարածքը ունի արտահայտված խմբային կամ երկրաչափական համաչափություն։ Քննության են առնվում նաև դասական մեխանիկայի խնդիրների հետ հնարավոր կապերը, որտեղ կենտրոնական ուժային դաշտերը, պտտական շարժումները և այլ ինտեգրվող մոդելներ կարող են ծառայել ընդհանուր տեսական կառուցվածքների ուսումնասիրման օրինակներ։ Կարևորվում է Կեպլերյան տիպի համակարգերի և հարմոնիկ օսցիլյատորների միջև հայտնի մաթեմատիկական համապատասխանությունների ուսումնասիրությունը, քանի որ համապատասխան ձևափոխությունները ցույց են տալիս, թե ինչպես կարող են արտաքինից տարբեր դինամիկական խնդիրներ ունենալ ընդհանուր երկրաչափական հիմք։ Այսպիսի կապերի բացահայտումը հնարավորություն է տալիս մի համակարգի համար հայտնի ինտեգրալներն ու լուծման մեթոդները համապատասխան ձևով օգտագործել մյուս համակարգի վերլուծության ժամանակ։ Առանձին ուշադրություն է հատկացվում շարժման թաքնված համաչափություններին։ Դրանք կարող են չարտահայտվել համակարգի սովորական տարածական համաչափությունների տեսքով, սակայն դրսևորվել լրացուցիչ պահպանվող մեծությունների գոյությամբ։ Նման կառուցվածքների ուսումնասիրությունը կարևոր է ինտեգրվելիության պատճառների բացահայտման և շարժման ամբողջական երկրաչափական նկարագրության համար։ Քննության են առնվում նաև փոփոխականների փոխակերպման և կանոնական ձևափոխությունների հնարավորությունները, որոնց միջոցով շարժման հավասարումները կարող են բերվել ավելի հարմար տեսքի։ Ինտեգրվող համակարգերի տեսության շրջանակում կարևորվում են գործողություն-անկյուն փոփոխականները, ինվարիանտ տորերը և փուլային տարածության համապատասխան կառուցվածքները։ Դրանց օգնությամբ հնարավոր է համակարգի շարժումը ներկայացնել կանոնավոր երկրաչափական ձևով և բացահայտել ժամանակային էվոլյուցիայի հիմնական օրինաչափությունները։ Առանձին նշանակություն է տրվում եզակի կետերին և այն դեպքերին, երբ ռեդուկցիայի կամ արտապատկերման կառուցվածքը սովորական ձևով չի գործում։ Նման կետերի ուսումնասիրությունը հնարավորություն է տալիս հասկանալ համակարգի գլոբալ տոպոլոգիական կառուցվածքը և տարբեր դինամիկական ռեժիմների միջև անցումները։ Հոպֆի ֆիբրացիայի տոպոլոգիական հատկությունների ուսումնասիրությունը կարող է բացահայտել այնպիսի երևույթներ, որոնք հնարավոր չէ ամբողջությամբ նկարագրել միայն տեղային կոորդինատներով։ Այդ պատճառով երկրաչափական և տոպոլոգիական մոտեցումների համադրումը կարևոր նշանակություն ունի համակարգերի ամբողջական նկարագրության համար։ Դիտարկվում են նաև խմբային գործողությունների, ֆիբրացիաների և համապատասխան քվոտիենտ տարածությունների կառուցման մեթոդները։ Այսպիսի մաթեմատիկական ապարատը հնարավորություն է տալիս համակարգված ձևով ուսումնասիրել համաչափությունների ազդեցությունը դինամիկայի վրա և ձևակերպել ռեդուկցիայի ընդհանուր սկզբունքները։ Հետազոտության տեսական նշանակությունը պայմանավորված է տարբեր մաթեմատիկական ոլորտների՝ դիֆերենցիալ երկրաչափության, տոպոլոգիայի, համիլտոնյան մեխանիկայի և դինամիկական համակարգերի տեսության միջև կապերի բացահայտմամբ։ Միևնույն կառուցվածքի տարբեր տեսանկյուններից ուսումնասիրությունը հնարավորություն է տալիս ավելի խորությամբ հասկանալ ինտեգրվելիության երկրաչափական հիմքերը և պահպանման օրենքների ծագումը։ Ստացված արդյունքները կարող են կիրառելի լինել դասական և մաթեմատիկական ֆիզիկայի տարբեր խնդիրներում, որտեղ անհրաժեշտ է բարդ բազմաչափ համակարգերի ռեդուկցիա, շարժման ինտեգրալների որոնում կամ դինամիկայի երկրաչափական կառուցվածքի վերլուծություն։ Աշխատությունը կարող է օգտակար լինել մաթեմատիկական ֆիզիկայի, դինամիկական համակարգերի, դիֆերենցիալ երկրաչափության, տոպոլոգիայի և տեսական մեխանիկայի ոլորտների հետազոտողների, մաթեմատիկոսների, ֆիզիկոսների, դասախոսների և ուսանողների համար։