กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 4 นาที

ปัญหาของไซมอน

ทุกหน้าต้องการการล้างข้อมูล/ฟิสิกส์คณิตศาสตร์/ปัญหาที่ยังไม่แก้ในวิชาคณิตศาสตร์/ปัญหาที่ยังไม่ได้รับการแก้ไขในวิชาฟิสิกส์

ในทางคณิตศาสตร์ปัญหาของไซมอน ( หรือปัญหาของไซมอน ) คือชุดคำถาม 15 ข้อที่ตั้งขึ้นในปี 2000 โดยแบร์รี ไซมอนนักฟิสิกส์คณิตศาสตร์ชาวอเมริกัน ปัญหา ของ...

ปัญหาของไซมอน

( เรียนรู้วิธีและเวลาในการลบข้อความนี้ )

ในทางคณิตศาสตร์ปัญหาของไซมอน ( หรือปัญหาของไซมอน ) คือชุดคำถาม 15 ข้อที่ตั้งขึ้นในปี 2000 โดยแบร์รี ไซมอนนักฟิสิกส์คณิตศาสตร์ชาวอเมริกัน[ 1 ] [ 2 ] ปัญหา ของ ไซมอนได้รับแรงบันดาลใจจากชุดปัญหาทางคณิตศาสตร์และการคาดการณ์ ที่ยังเปิดอยู่ชุดอื่นๆ เช่นรายการที่มีชื่อเสียงของเดวิด ฮิลเบิร์ต และเกี่ยวข้องกับ ตัวดำเนินการควอนตัม [ 3 ] แปดข้อในจำนวนนี้เกี่ยวข้องกับ พฤติกรรม สเปกตรัม ที่ผิดปกติ ของตัวดำเนินการชโรดิงเกอร์ และห้าข้อเกี่ยวข้องกับตัวดำเนินการที่รวมศักยภาพคูลอมบ์[ 1 ] [ 4 ]

ในปี 2014 Artur Avilaได้รับรางวัลFields Medalจากผลงานที่รวมถึงการแก้ปัญหา Simon สามข้อ[ 5 ] [ 6 ]หนึ่งในนั้นคือปัญหาการพิสูจน์ว่าเซตของระดับพลังงานของระบบควอนตัมเชิงนามธรรมเฉพาะระบบหนึ่งนั้นคือเซต Cantorซึ่งเป็นความท้าทายที่รู้จักกันในชื่อ "ปัญหา Ten Martini" ตามรางวัลที่Mark Kacเสนอให้สำหรับการแก้ปัญหานี้[ 6 ] [ 7 ]

รายการ 2000 รายการเป็นการปรับปรุงชุดปัญหาที่คล้ายกันซึ่งไซมอนได้ตั้งไว้ในปี 1984 [ 8 ] [ 9 ]

บริบท

คำจำกัดความเบื้องต้นสำหรับปัญหาเกี่ยวกับ "พลังงานคูลอมบ์" ( อนุภาคที่ไม่เป็นไปตามทฤษฎีสัมพัทธภาพ ( อิเล็กตรอน ) ที่มีสปินและนิวเคลียส ที่มีมวลอนันต์ พร้อมประจุและปฏิสัมพันธ์แบบคูลอมบ์):

  • คือปริภูมิของฟังก์ชันซึ่งไม่สมมาตรภายใต้การสลับพิกัดสปินและปริภูมิ[ 1 ]หรือเทียบเท่ากับปริภูมิย่อยซึ่งไม่สมมาตรภายใต้การสลับปัจจัย
  • แฮมิลโทเนียนคือโดยที่คือพิกัดของ อนุภาคที่ และคือตัวดำเนินการลาปลาเซียนเทียบกับพิกัด ถึงแม้ว่าแฮมิลโทเนียนจะไม่ขึ้นอยู่กับสถานะของภาคส่วนสปินโดยตรง แต่การมีอยู่ของสปินก็มีผลเนื่องจากเงื่อนไขความไม่สมมาตรของฟังก์ชันคลื่นรวม
  • เรากำหนดซึ่งก็คือ พลังงาน สถานะพื้นฐานของระบบ
  • เรากำหนดให้เป็นค่าที่เล็กที่สุดของโดยที่ สำหรับ จำนวนเต็มบวกทั้งหมด; เป็นที่ทราบกันว่าจำนวนดังกล่าวมีอยู่เสมอและอยู่ระหว่างและ เสมอ รวมทั้งสองค่าด้วย[ 1 ]

รายชื่อปี 1984

ไซมอนได้ระบุปัญหาต่อไปนี้ในปี พ.ศ. 2527: [ 8 ]

เลขที่ ชื่อย่อ คำแถลง สถานะ ปีที่แก้ไขแล้ว
อันดับ 1 (ก) อนุภาคที่มีแรงโน้มถ่วงแบบนิวตันมักมีอยู่ทั่วโลกเกือบตลอดเวลา (a) จงพิสูจน์ว่าเซตของเงื่อนไขเริ่มต้นที่สมการของนิวตันไม่มีคำตอบทั่วโลกนั้นมีมาตรเป็นศูนย์ เปิดเมื่อปี พ.ศ. 2527 [ 8 ]ในปี พ.ศ. 2520 Saari แสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้เป็นจริงสำหรับปัญหา 4 ร่าง[ 10 ]?
(b) การมีอยู่ของภาวะเอกฐานที่ไม่เกิดจากการชนกันในปัญหาN -body แบบนิวตันจงแสดงให้เห็นว่ามีภาวะเอกฐานที่ไม่เกิดจากการชนกันใน ปัญหา N -body แบบนิวตัน สำหรับค่าN บางค่า และมวลที่เหมาะสม ในปี พ.ศ. 2531 Xia ได้ยกตัวอย่างการกำหนดค่า 5 วัตถุซึ่งเกิดภาวะเอกฐานที่ไม่เกิดการชนกัน[ 11 ] [ 12 ]

ในปี พ.ศ. 2534 Gerver แสดงให้เห็นว่า ปัญหา n -body 3 ตัวในระนาบสำหรับค่าn ที่มีขนาดใหญ่พอสมควร จะเกิดภาวะเอกฐานที่ไม่ชนกันด้วย[ 13 ]

1989
อันดับที่ 2 (ก) ความเป็นเออร์โกดิกของก๊าซที่มีแกนอ่อน จงหาศักยภาพแบบผลักที่เรียบซึ่งทำให้พลวัตของ อนุภาค Nตัวในกล่อง (เช่น กล่องที่มีศักยภาพผนังเรียบ) เป็นแบบเออร์โกดิก เปิดให้บริการตั้งแต่ปี 1984

ไซนายเคยพิสูจน์ว่าก๊าซทรงกลมแข็งเป็นเออร์โกดิก แต่ไม่มีการพิสูจน์ที่สมบูรณ์ใดๆ ปรากฏออกมา ยกเว้นกรณีของอนุภาคสองตัว และภาพร่างสำหรับอนุภาคสาม สี่ และห้าตัว[ 8 ]

?
(ข) การเข้าสู่สมดุล ใช้สถานการณ์ข้างต้นเพื่อพิสูจน์ว่าระบบขนาดใหญ่ที่มีแรงดึงดูดในระยะที่เหมาะสมจะเข้าสู่สมดุล หรือหาสถานการณ์อื่นที่ไม่ต้องอาศัยความเป็นเออร์โกดิกอย่างเคร่งครัดในปริมาตรจำกัด เปิดให้บริการตั้งแต่ปี 1984 ?
(c) ความเป็นอาเบเลียนเชิงอะซิมโทติกสำหรับพลวัตไฮเซนเบิร์กควอนตัม พิสูจน์หรือหักล้างว่าแบบจำลองควอนตัมไฮเซนเบิร์ก หลายมิติ เป็นแบบอะเบเลียนเชิงอะซิมโทติกหรือไม่ เปิดให้บริการตั้งแต่ปี 1984 ?
อันดับ 3 ความปั่นป่วนและเรื่องอื่นๆ ทั้งหมดนั้น พัฒนาทฤษฎีที่ครอบคลุมเกี่ยวกับพฤติกรรมระยะยาวของระบบพลวัตรวมถึงทฤษฎีเกี่ยวกับการเริ่มต้นและการพัฒนาของความปั่นป่วนอย่างสมบูรณ์ เปิดให้บริการตั้งแต่ปี 1984 ?
อันดับที่ 4 (ก) กฎความร้อนของฟูริเยร์ จงหาแบบจำลองทางกลที่ระบบขนาดหนึ่งที่มีความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างปลายทั้งสองข้างมีอัตราการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่เป็นไปตามลิ มิตเปิดให้บริการตั้งแต่ปี 1984 ?
(ข) สูตรของคุโบะ อธิบายสูตรของคุโบะในแบบจำลองควอนตัม หรือค้นหาทฤษฎีอื่นเกี่ยวกับสภาพนำไฟฟ้า เปิดให้บริการตั้งแต่ปี 1984 ?
อันดับที่ 5 (ก) การลดลงแบบเอกซ์โปเนนเชียลของความสัมพันธ์ไฮเซนเบิร์กแบบคลาสสิก พิจารณาแบบจำลองไฮเซนเบิร์กแบบคลาสสิกสองมิติ พิสูจน์ว่าสำหรับค่าเบตา ใดๆ ความสัมพันธ์จะลดลงแบบเอกซ์ponential เมื่อระยะทางเข้าใกล้ค่าอนันต์ เปิดให้บริการตั้งแต่ปี 1984 ?
(b) เฟสบริสุทธิ์และอุณหภูมิต่ำสำหรับแบบจำลองไฮเซนเบิร์กแบบคลาสสิก พิสูจน์ว่า ในแบบจำลองที่ค่าเบตามากและที่มิติn สถานะสมดุลจะก่อตัวเป็นวงโคจรเดียวภายใต้ทรงกลม
(c) GKS สำหรับแบบจำลองไฮเซนเบิร์กแบบคลาสสิก ให้และเป็นผลคูณจำกัดในรูปแบบในแบบจำลอง จริงหรือไม่ที่ ?
(d) การเปลี่ยนสถานะในแบบจำลองควอนตัมไฮเซนเบิร์ก พิสูจน์ว่าสำหรับค่าเบต้าขนาดใหญ่ แบบจำลองควอนตัมไฮเซนเบิร์กมีระเบียบแบบระยะไกล
อันดับที่ 6 คำอธิบายเกี่ยวกับปรากฏการณ์เฟอร์โรแมกเนติซึมตรวจสอบภาพจำลองของไฮเซนเบิร์กเกี่ยวกับต้นกำเนิดของแม่เหล็กเฟอร์โร (หรือภาพจำลองอื่น) ในแบบจำลองที่เหมาะสมของระบบควอนตัมที่สมจริง เปิดให้บริการตั้งแต่ปี 1984 ?
อันดับที่ 7 การมีอยู่ของการเปลี่ยนเฟสแบบต่อเนื่อง แสดงให้เห็นว่าสำหรับการเลือกศักยภาพคู่และความหนาแน่นที่เหมาะสม พลังงานอิสระจะไม่เป็นลบที่ค่าเบต้าบางค่า เปิดให้บริการตั้งแต่ปี 1984 ?
อันดับที่ 8 (ก) การกำหนดกลุ่มการปรับมาตรฐานใหม่พัฒนาการแปลงค่ามาตรฐานที่แม่นยำทางคณิตศาสตร์ สำหรับ ระบบประเภท Ising มิติ เปิดให้บริการตั้งแต่ปี 1984 ?
(ข) การพิสูจน์ความเป็นสากล แสดงให้เห็นว่าเลขชี้กำลังวิกฤตสำหรับระบบประเภทไอซิงที่มีการเชื่อมต่อเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด แต่มีความแข็งแรงของพันธะที่แตกต่างกันในสามทิศทางนั้น ไม่ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของความแข็งแรงของพันธะ
อันดับที่ 9 (ก) ความสมบูรณ์เชิงอะซิมโทติกสำหรับ ระบบควอนตัม N อนุภาค ระยะสั้นพิสูจน์ว่า. เปิดทำการตั้งแต่ปี พ.ศ. 2527 [ 8 ]?
(b) ความสมบูรณ์เชิงอะซิมโทติกสำหรับศักยภาพคูลอมบ์ สมมติว่า. จงพิสูจน์ว่า.
อันดับที่ 10 (ก) ความเป็นเอกรูปของพลังงานไอออนไนเซชัน (ก) พิสูจน์ว่า. เปิดให้บริการตั้งแต่ปี 1984 ?
(ข) การแก้ไขของสกอตต์ พิสูจน์ว่ามีอยู่จริงและเป็นค่าคงที่ที่สก็อตต์ค้นพบ
(ค) การแตกตัวเป็นไอออนแบบอะซิมโทติก จงหาค่าประมาณเชิงเส้นกำกับ ชั้นนำ ของ.
(d) ลักษณะเชิงอนุกรมของประจุไอออนสูงสุด พิสูจน์ว่า.
(e) อัตราการยุบตัวของสสารโบส ค้นหาสิ่งที่เหมาะสมเพื่อให้...
วันที่ 11 การมีอยู่ของผลึกพิสูจน์รูปแบบที่เหมาะสมของการมีอยู่ของผลึก (เช่น มีทางเลือกในการลดขนาดโครงสร้างให้เหลือน้อยที่สุด ซึ่งจะลู่เข้าสู่โครงสร้างตาข่ายอนันต์บางอย่าง) เปิดให้บริการตั้งแต่ปี 1984 ?
วันที่ 12 (ก) การมีอยู่ของสถานะขยายในแบบจำลองแอนเดอร์สัน พิสูจน์ว่าในและ สำหรับค่าเล็กๆนั้น มีบริเวณของสเปกตรัมต่อเนื่องอย่างสมบูรณ์ของแบบจำลองแอนเดอร์สัน และพิจารณาว่าข้อความนี้เป็นเท็จหรือไม่สำหรับ เปิดให้บริการตั้งแต่ปี 1984 ?
(b) ขอบเขตการแพร่กระจายของการ "ขนส่ง" ในศักยภาพแบบสุ่ม พิสูจน์ว่าสำหรับแบบจำลองแอนเดอร์สันและศักยภาพสุ่มทั่วไปอื่นๆ
(c) ความเรียบของขอบการเคลื่อนที่ในแบบจำลองแอนเดอร์สัน ความหนาแน่นสถานะแบบบูรณาการ เป็นฟังก์ชันในแบบจำลองแอนเดอร์สันที่ค่าการเชื่อมต่อทั้งหมด หรือไม่ ?
(d) การวิเคราะห์สมการเกือบมาธิเยอ ตรวจสอบสิ่งต่อไปนี้สำหรับสมการเกือบเหมือนของมาธิเยอ:
  • ถ้าเป็นจำนวน Liouvilleและแล้วสเปกตรัมจะเป็นแบบต่อเนื่องเอกฐานบริสุทธิ์สำหรับเกือบทุกค่า
  • ถ้าเป็นจำนวนรอธและแล้วสเปกตรัมจะเป็นแบบต่อเนื่องสัมบูรณ์อย่างแท้จริงสำหรับเกือบทุกค่า
  • ถ้าเป็นจำนวนรอธ และแล้วสเปกตรัมจะเป็นจุดบริสุทธิ์หนาแน่นอย่างแท้จริง
  • ถ้าเป็นจำนวนรอธ และแล้วจะมี มาตรวัด เลเบสเป็นศูนย์และสเปกตรัมจะเป็นแบบต่อเนื่องเอกฐานบริสุทธิ์
(e) สเปกตรัมจุดในแบบจำลองต่อเนื่องเกือบเป็นคาบ แสดงให้เห็นว่ามีสเปกตรัมจุดบางจุดสำหรับสิ่งที่เหมาะสมและเกือบทั้งหมด
วันที่ 13 เลขชี้กำลังวิกฤตสำหรับการเดินที่หลีกเลี่ยงการเดินซ้ำตัวเองให้เป็นการกระจัดเฉลี่ยของการเดินแบบสุ่มที่ไม่ชนกันเองที่มีความยาว จงแสดงว่ามีค่าเท่ากับ สำหรับมิติอย่างน้อยสี่ และจะมีค่ามากกว่าในกรณีอื่น ๆ เปิดให้บริการตั้งแต่ปี 1984 ?
วันที่ 14 (ก) สร้างQCDจงอธิบายโครงสร้างทางคณิตศาสตร์ที่แม่นยำของควอนตัมโครโมไดนามิกส์ เปิดให้บริการตั้งแต่ปี 1984 ?
(b) QFT ที่ปรับค่าปกติได้สร้างทฤษฎีสนามควอนตัมที่ไม่ธรรมดาซึ่งสามารถปรับค่าใหม่ได้ แต่ไม่สามารถปรับค่าใหม่ได้เกินระดับปกติ
(ค) ความไม่สอดคล้องกันของQEDพิสูจน์ว่า QED ไม่ใช่ทฤษฎีที่สอดคล้องกัน
(d) ความไม่สอดคล้องกันของพิสูจน์ว่าทฤษฎีที่ไม่ใช่ทฤษฎีพื้นฐานนั้นไม่มีอยู่จริง
วันที่ 15 การเซ็นเซอร์ระดับจักรวาลจงกำหนดและพิสูจน์หรือหักล้างรูปแบบที่เหมาะสมของการเซ็นเซอร์ในระดับจักรวาล เปิดให้บริการตั้งแต่ปี 1984 ?

ในปี พ.ศ. 2543 ไซมอนอ้างว่าปัญหาห้าข้อที่เขาระบุไว้ได้รับการแก้ไขแล้ว[ 1 ]

รายชื่อปี 2000

ปัญหาของไซมอนตามที่ระบุไว้ในปี พ.ศ. 2543 (พร้อมการจัดหมวดหมู่เดิม) ได้แก่: [ 1 ] [ 14 ]

เลขที่ ชื่อย่อ คำแถลง สถานะ ปีที่แก้ไขแล้ว
การขนส่งควอนตัมและพฤติกรรมสเปกตรัมที่ผิดปกติ
อันดับ 1 สถานะขยาย พิสูจน์ว่าแบบจำลองแอนเดอร์สันมีสเปกตรัมต่อเนื่องอย่างสมบูรณ์สำหรับค่าที่เหมาะสมในบางช่วงพลังงาน ? ?
อันดับที่ 2 การระบุตำแหน่งใน 2 มิติ พิสูจน์ว่าสเปกตรัมของแบบจำลองแอนเดอร์สันสำหรับจุดบริสุทธิ์ที่มีความหนาแน่นสูง ? ?
อันดับ 3 การแพร่กระจายควอนตัม พิสูจน์ว่า สำหรับค่า และ ของที่สเปกตรัมมีความต่อเนื่องอย่างสมบูรณ์ จะเติบโตในลักษณะเดียวกับ เมื่อ? ?
อันดับที่ 4ปัญหาของเทนมาร์ตินี่พิสูจน์ว่าสเปกตรัมของเป็นเซตแคนเตอร์ (กล่าวคือ ไม่หนาแน่นที่ใดเลย) สำหรับทุกและ ทุกจำนวนอตรรกยะแก้ไขโดย Puig (2003) [ 14 ] [ 15 ]2003
อันดับที่ 5 พิสูจน์ว่าสเปกตรัมของมีค่าเป็นศูนย์สำหรับ และ จำนวนอตรรกยะ ทั้งหมดแก้ไขโดยAvilaและKrikorian (2003) [ 14 ] [ 16 ]2003
อันดับที่ 6 พิสูจน์ว่าสเปกตรัมของมีความต่อเนื่องสัมบูรณ์สำหรับ และ จำนวนอตรรกยะ ทั้งหมด? ?
อันดับที่ 7 มีศักยภาพบน อยู่หรือ ไม่ ที่ทำให้สำหรับบางค่าและ ที่ทำให้มีสเปกตรัมต่อเนื่องเอกลักษณ์บางอย่าง? ปัญหาดังกล่าวได้รับการแก้ไขโดยพื้นฐานแล้วโดย Denisov (2003) โดยใช้เพียงการสลายตัว เท่านั้น

แก้ปัญหาทั้งหมดโดย Kiselev (2005) [ 14 ] [ 17 ] [ 18 ]

ปี 2003, 2005
อันดับที่ 8 สมมติว่าเป็นฟังก์ชัน บนโดยที่โดยที่จงพิสูจน์ว่ามีสเปกตรัมต่อเนื่องสัมบูรณ์ที่มีความซ้ำซ้อนอนันต์บน ? ?
พลังงานคูลอมบ์
อันดับที่ 9 พิสูจน์ว่ามีค่าจำกัดสำหรับ ? ?
อันดับที่ 10 ลักษณะเชิงอะซิ้มโทติกของสำหรับคืออะไร? ? ?
วันที่ 11 อธิบายแบบจำลองเปลือกนิวเคลียร์ ในเชิงคณิตศาสตร์ให้เข้าใจ ได้ ? ?
วันที่ 12 มีเหตุผลทางคณิตศาสตร์ใดบ้างที่สามารถใช้อธิบายเทคนิคปัจจุบันในการกำหนด โครงสร้าง โมเลกุลจากหลักการพื้นฐานได้หรือไม่? ? ?
วันที่ 13 จงพิสูจน์ว่า เมื่อจำนวนนิวเคลียสเข้าใกล้ค่าอนันต์ สถานะพื้นฐานของระบบโมเลกุลและอิเล็กตรอนที่เป็นกลางบางระบบจะเข้าใกล้ค่าจำกัดแบบคาบ (กล่าวคือผลึกมีอยู่จริงตามหลักการควอนตัม) ? ?
ปัญหาอื่นๆ
วันที่ 14 พิสูจน์ว่าความหนาแน่นสถานะแบบบูรณาการมีความต่อเนื่องในพลังงาน | k(E1 + ΔE) − k(E1) | < ε ?
วันที่ 15 สมมติฐานของ Lieb-Thirringพิสูจน์สมมติฐาน Lieb-Thirring เกี่ยวกับค่าคงที่โดย ที่? ?

ดูเพิ่มเติม

  • "ปัญหาของไซมอน" . MathWorld . สืบค้นเมื่อ2018-06-13 .
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Simon_problems&oldid=1335881350 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ปัญหาของไซมอน

ในทางคณิตศาสตร์ปัญหาของไซมอน ( หรือปัญหาของไซมอน ) คือชุดคำถาม 15 ข้อที่ตั้งขึ้นในปี 2000 โดยแบร์รี ไซมอนนักฟิสิกส์คณิตศาสตร์ชาวอเมริกัน ปัญหา ของ...

บริบท

คำจำกัดความเบื้องต้นสำหรับปัญหาเกี่ยวกับ "พลังงานคูลอมบ์" ( อนุภาคที่ไม่เป็นไปตามทฤษฎีสัมพัทธภาพ ( อิเล็กตรอน ) ที่มี สปิน และ นิวเคลียส ที่มีมวลอนันต์ พร้อมประจุและปฏิสัมพันธ์แบบคูลอมบ์): เอ็น {\displaystyle N} อาร์ 3 {\displaystyle \mathbb {R} ^{3}} 1 / 2...

รายชื่อปี 1984

ไซมอนได้ระบุปัญหาต่อไปนี้ในปี พ.ศ. 2527: [ 8 ]

รายชื่อปี 2000

ปัญหาของไซมอนตามที่ระบุไว้ในปี พ.ศ. 2543 (พร้อมการจัดหมวดหมู่เดิม) ได้แก่: [ 1 ] [ 14 ]