Аннотация:
В статье рассматривается магнитный бильярд в выпуклой области с гладкой границей на поверхности постоянной кривизны в постоянном магнитном поле. Исследуется вопрос о существовании интеграла движения, полиномиального по компонентам скорости. Доказано, что если такой интеграл существует, то граница области определяет несингулярную алгебраическую кривую в C3. Также доказано, что для области, отличной от геодезического диска, магнитный бильярд не допускает полиномиального интеграла для всех значений магнитуды магнитного поля за исключением, быть может, конечного числа. Для доказательства основных теорем этой работы мы вводим новую динамическую систему “внешний магнитный бильярд” на поверхности постоянной кривизны, которая “двойственна” магнитному бильярду. Переход к этой динамической системе позволяет применить к магнитному бильярду методы алгебраической геометрии.
Библиография: 30 названий.
Ключевые слова:
магнитные бильярды, поверхности постоянной кривизны, полиномиальные интегралы.
Работа первого автора выполнена при поддержке ISF (грант № 162/15), работа второго автора выполнена при поддержке Российского научного фонда (грант № 14-11-00441).}
Образец цитирования:
М. Бялый, А. Е. Миронов, “Полиномиальная неинтегрируемость магнитных бильярдов на сфере и гиперболической плоскости”, УМН, 74:2(446) (2019), 3–26; Russian Math. Surveys, 74:2 (2019), 187–209
M. A. Nikulin, Th. Yu. Popelensky, A. I. Shafarevich, “Asymptotic behaviour of energy levels of a quantum free particle in an elliptic sector”, Phys. Scr., 99:1 (2024), 015207
Г. В. Белозеров, “Топологическая классификация биллиардов в трехмерном евклидовом пространстве, ограниченных софокусными квадриками”, Матем. сб., 213:2 (2022), 3–36; G. V. Belozerov, “Topological classification of billiards bounded by confocal quadrics in three-dimensional Euclidean space”, Sb. Math., 213:2 (2022), 129–160
А. Т. Фоменко, В. В. Ведюшкина, “Эволюционные силовые биллиарды”, Изв. РАН. Сер. матем., 86:5 (2022), 116–156; A. T. Fomenko, V. V. Vedyushkina, “Evolutionary force billiards”, Izv. Math., 86:5 (2022), 943–979
A. T. Fomenko, V. A. Kibkalo, “Topology of Liouville foliations of integrable billiards on table-complexes”, European Journal of Mathematics, 8:4 (2022), 1392
A. T. Fomenko, V. V. Vedyushkina, V. N. Zav'yalov, “Liouville foliations of topological billiards with slipping”, Russ. J. Math. Phys., 28:1 (2021), 37–55
S. Gasiorek, “On the dynamics of inverse magnetic billiards”, Nonlinearity, 34:3 (2021), 1503–1524
В. В. Ведюшкина, В. А. Кибкало, А. Т. Фоменко, “Топологическое моделирование интегрируемых систем биллиардами: реализация числовых инвариантов”, Докл. РАН. Матем., информ., проц. упр., 493 (2020), 9–12; V. V. Vedyushkina, V. A. Kibkalo, A. T. Fomenko, “Topological modeling of integrable systems by billiards: realization of numerical invariants”, Dokl. Math., 102:1 (2020), 269–271
A. T. Fomenko, V. V. Vedyushkina, “Implementation of integrable systems by topological, geodesic billiards with potential and magnetic field”, Russ. J. Math. Phys., 26:3 (2019), 320–333
V. V. Vedyushkina, A. T. Fomenko, “Topological obstacles to the realizability of integrable Hamiltonian systems by billiards”, Dokl. Math., 100:2 (2019), 463–466