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Lorentzian Calderon problem: visibility and invisibility

Projektbeschreibung

Ein neuer Ansatz zur Lösung des Lorentzschen Calderón-Problems

Die mathematische Theorie der inversen Probleme ist ein interdisziplinäres Forschungsgebiet, das zwischen reiner und angewandter Mathematik liegt. Ein wichtiges inverses Problem ist das Lorentzsche Calderón-Problem. Im Vergleich zu ähnlichen inversen Problemen für nichtlineare Wellengleichungen ist das Lorentzsche Calderón-Problem allerdings nicht gut verstanden. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts LoCal wird ein neuer Ansatz zur Lösung des Lorentzschen Calderón-Problems entwickelt. Hierfür werden die geometrischen Bedingungen untersucht, die dies ermöglichen – also Medien, die für Untersuchungswellen sichtbar sind, sowie Gegenbeispiele, die diese Bedingungen verletzen und zu Unsichtbarkeit führen. Um dies zu erreichen, werden im Rahmen des Projekts Techniken entwickelt, die auf der Schnittstelle von partiellen Differentialgleichungen und Geometrie liegen und einen Bezug zur Kontrolltheorie und zur allgemeinen Relativitätstheorie aufweisen.

Ziel

This project addresses questions in the mathematical theory of inverse problems, a research field at the interface between pure and applied mathematics. The techniques that will be developed lie at the intersection of partial differential equations and geometry, with affinity to control theory and general relativity.

The Lorentzian Calderon problem is central to the proposal. A physical interpretation of the problem asks us to recover a moving medium given data generated by acoustic waves probing the medium, and seen from the mathematical point of view, it is the simplest formulation of an inverse boundary value problem for a linear wave equation that is expressed in a generally covariant fashion. The project explores the geometric conditions under which the problem can be solved, that is, media that are visible to probing waves, as well as counterexamples violating such conditions, leading to invisibility.

The Lorentzian Calderon problem is poorly understood in comparison to similar inverse problems for nonlinear wave equations. One of the guiding ideas in the project is to adapt techniques from the theory of these problems, developed recently by PI and others, to the Lorentzian Calderon problem. Another source of inspiration is the recent solution of the Lorentzian Calderon problem under curvature bounds by PI and his coauthors.

The project develops a new approach to solve the Lorentzian Calderon problem, and this may also lead to a breakthrough in the resolution of the Riemannian version of the problem, often called the anisotropic Calderon problem. The latter problem has remained open for more than 30 years. In addition to being the hyperbolic analogue of this well-known problem, the Lorentzian Calderon problem can be viewed as a generalization of the even more classical inverse problem studied by Gelfand and Levitan in the 1950s.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2022-COG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

HELSINGIN YLIOPISTO
Netto-EU-Beitrag
€ 1 372 986,00
Adresse
FABIANINKATU 33
00014 Helsinki
Finnland
Region
Manner-Suomi Helsinki-Uusimaa Helsinki-Uusimaa
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 1 372 986,00

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