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稳定电磁结构的拓扑与3-球上的Legendrian场

动力系统 2023-03-08 v2 数学物理 几何拓扑 math.MP 辛几何

摘要

自由空间中麦克斯韦方程组的零解具有如下性质:电场线与磁场线的拓扑在所有时刻均保持不变。在本文中,我们将一类特别相关的零解(与Hopf纤维化相关)的研究与3-球上标准接触结构下保体积Legendrian场对的存在性联系起来。利用这一联系,我们证明一个Legendrian链环可实现为零解的电场或磁场部分对应的非零Legendrian场的闭轨道集合,当且仅当其每个分支具有零旋转数。此外,我们证明S3S^3的任意圆叶状结构(Seifert叶状结构)均同伦于由标准接触结构下保体积Legendrian场所定义的叶状结构。我们还构造了一个新的麦克斯韦方程组零解,其性质为每条正环面结均为该电场的一条闭电力线。最后,我们证明R3\mathbb{R}^3中任意(可能打结的)环面曲面均可实现为麦克斯韦方程组零解的磁面,从而意味着其在所有时刻的稳定性。特别地,相关的S3S^3上保体积Legendrian场展现出同拓扑类型的正体积不变环面集。

关键词

引用

@article{arxiv.2302.01043,
  title  = {The topology of stable electromagnetic structures and Legendrian fields on the 3-sphere},
  author = {Benjamin Bode and Daniel Peralta-Salas},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2302.01043},
  year   = {2023}
}

备注

This new version contains a new chapter that proves that every (possibly knotted) toroidal surface in $\mathbb{R}^3$ can be realized as a magnetic surface of a null solution to Maxwell's equations