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二维中具有有限矩核的液滴模型在大质量下的刚性

偏微分方程分析 2021-11-15 v2 数学物理 math.MP 最优化与控制

摘要

受 Gamow 大质量区液滴模型启发,我们考虑一个等周问题,其中标准周长 P(E)P(E)P(E)γPε(E)P(E)-\gamma P_\varepsilon(E) 替代,其中 0<γ<10<\gamma<1PεP_\varepsilon 为非局部能量且满足当 ε\varepsilon 趋于零时 Pε(E)P(E)P_\varepsilon(E)\to P(E)。我们证明单位面积极小元在 ε>0\varepsilon>0 足够小时为圆盘。更确切地说,我们首先证明在二维中,只要 ε\varepsilon 足够小,极小元必为凸的。进而,这意味着极小元具有近圆边界,即其边界是圆的微小 Lipschitz 扰动。随后,利用 Fuglede 型论证,我们证明(在任意维数 n2n\geq 2 下)在居中的近球集中,单位球 Rn\mathbb{R}^n 是该问题唯一的单位体积极小元。由此,模去平移后,单位圆盘是唯一的极小元。该等周问题等价于 Gamow 引入的原子核液滴模型的一个推广,其中非局部排斥势由径向、充分可积核给出。在该表述下,我们的主要结果表明:若核的一阶矩小于一显式阈值,则存在临界质量 m0m_0,使得对任意 m>m0m>m_0,模去平移后面积为 mm 的圆盘是唯一的极小元。这与 Riesz 核的通常情形形成鲜明对比,后者在临界质量以上不存在极小元。

关键词

引用

@article{arxiv.2106.02442,
  title  = {Large mass rigidity for a liquid drop model in 2D with kernels of finite moments},
  author = {Benoit Merlet and Marc Pegon},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2106.02442},
  year   = {2021}
}

备注

Final accepted version