8次元および24次元における球充填問題
解決済み、2016年幾何学
問題の内容
次元ユークリッド空間 において、互いに重なり合わない合同な球のいかなる充填も、 格子充填の密度 を超えることはない。また 次元ユークリッド空間 において、いかなる球充填もリーチ格子 充填の密度 を超えることはない。
2016年3月14日、マリナ・ヴィヤゾフスカは23ページの衝撃的なプレプリント(`arXiv:1603.04246`、2017年に Annals of Mathematics に掲載)を発表し、保型形式および準保型形式を用いて長年探求されてきたコーン・エルキースの「魔法の関数」を構成することで 次元の球充填問題を解決した。そのわずか1週間後(`arXiv:1603.06518`)、ヘンリー・コーン、アビナフ・クマール、スティーヴン・D・ミラー、ダニロ・ラドチェンコ、マリナ・ヴィヤゾフスカが彼女の保型形式の構成法を拡張し、リーチ格子 に対する 次元の問題を解決した。ヴィヤゾフスカはこの業績により2022年にフィールズ賞を受賞した。
2019年(`arXiv:1905.03413`、2022年に Annals of Mathematics に掲載)、コーン、クマール、ミラー、ラドチェンコ、ヴィヤゾフスカは、 格子とリーチ格子 が普遍的最適性(universal optimality)をもつことを証明した。すなわち、距離の2乗に関する任意の完全単調ポテンシャル関数(逆べき乗則やガウス関数など)に対して、固定密度のすべての点配置の中でポテンシャルエネルギーを最小化する。この証明は、半径 における関数値と導関数値から任意の動径シュワルツ関数を復元する厳密なフーリエ補間公式を確立した。
参考文献
- Maryna S. Viazovska (2017). The sphere packing problem in dimension 8 · DOI:10.4007/annals.2017.185.3.7 · arXiv:1603.04246
- Henry Cohn, Abhinav Kumar, Stephen D. Miller, Danylo Radchenko, Maryna Viazovska (2017). The sphere packing problem in dimension 24 · DOI:10.4007/annals.2017.185.3.8 · arXiv:1603.06518