Bài toán mở, Số học và Lý thuyết số, Xác suất và Thống kê, nêu năm 1936
Giả thuyết Cramér về khoảng cách giữa các số nguyên tố
Nếu ký hiệu số nguyên tố thứ và , thì khi ; ở dạng gốc mạnh hơn của Cramér, .
Tính đến năm 2026, một khoảng cách khổng lồ vẫn ngăn cách các chặn trên và chặn dưới đã biết cho khoảng cách nguyên tố cực đại với dự đoán của Cramér. Một cách vô điều kiện, chặn trên tốt nhất cho mọi khoảng cách nguyên tố là (Baker–Harman–Pintz, 2001), trong khi ước lượng mật độ không điểm năm 2024 của Guth–Maynard thiết lập định lý số nguyên tố tiệm cận trên các khoảng ngắn . Ngay cả dưới giả thuyết Riemann, chặn tốt nhất đã biết cũng chỉ là , vẫn là một luỹ thừa của chứ chưa phải đa thức theo logarit. Ở chiều ngược lại, chặn dưới vô điều kiện tốt nhất cho vô hạn khoảng cách là (Ford–Green–Konyagin–Maynard–Tao, 2014), chỉ nhỉnh hơn một chút.
Kết quả tốt nhất đã biết
- Chặn trên vô điều kiện: với mọi đủ lớn (Baker, Harman và Pintz, 2001).
- Chặn trên có điều kiện: dưới giả thuyết Riemann (Cramér, 1920).
- Chặn dưới vô điều kiện: xảy ra vô hạn lần (Ford, Green, Konyagin, Maynard và Tao, 2014).
Công cụ và chỗ dừng
| Công cụ | Đạt được | Chỗ dừng |
|---|---|---|
| Ước lượng mật độ không điểm của và sàng Harman | Kiểm soát số nguyên tố trong các khoảng ngắn , hạ số mũ vô điều kiện xuống . | Ngay cả giả thuyết Riemann đầy đủ cũng chỉ đạt tới , vì các công thức tường minh lấy tổng qua các không điểm trên đường tới hạn . |
| Phương pháp sàng loại bỏ của Rankin kết hợp trọng số bộ nguyên tố Maynard–Tao | Xây dựng các khoảng dài gồm các hợp số liên tiếp bằng cách chọn các lớp thặng dư modulo các số nguyên tố đến , phá vỡ rào cản chặn Rankin lâu đời của Erdős. | Theo định lý số nguyên tố, tích các số nguyên tố dưới không thể vượt quá , giới hạn các phép dựng hàm Jacobsthal ở cỡ và còn cách rất xa . |
Câu hỏi còn mở
- Có thể chứng minh với một số mũ nào đó, ngay cả khi có điều kiện theo giả thuyết Riemann và giả thuyết tương quan cặp của Montgomery hay không?
- Giá trị thực sự của bằng (Cramér), (Granville), hay lớn hơn?
Tài liệu tham khảo
- Harald Cramér (1936). On the order of magnitude of the difference between consecutive prime numbers · DOI:10.4064/aa-2-1-23-46
- Andrew Granville (1995). Harald Cramér and the distribution of prime numbers · DOI:10.1080/03461238.1995.10413946
- Roger C. Baker, Glyn Harman, János Pintz (2001). The difference between consecutive primes, II · DOI:10.1112/plms/83.3.532
- Kevin Ford, Ben Green, Sergei Konyagin, James Maynard, Terence Tao (2018). Long gaps between primes · DOI:10.1090/jams/890 · arXiv:1412.5029