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Strong confinement limit for the nonlinear Schrödinger equation constrained on a curve

Authors :
Nicolas Raymond
Florian Méhats
Invariant Preserving SOlvers (IPSO)
Institut de Recherche Mathématique de Rennes (IRMAR)
Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
ANR-11-LABX-0020,LEBESGUE,Centre de Mathématiques Henri Lebesgue : fondements, interactions, applications et Formation(2011)
AGROCAMPUS OUEST
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes 2 (UR2)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-AGROCAMPUS OUEST
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Invariant Preserving SOlvers ( IPSO )
Institut de Recherche Mathématique de Rennes ( IRMAR )
Université de Rennes 1 ( UR1 )
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Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria )
Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Source :
Annales Henri Poincaré, Annales Henri Poincaré, 2017, 18 (1), pp.281-306. ⟨10.1007/s00023-016-0511-8⟩, Annales Henri Poincaré, Springer Verlag, 2017, 18 (1), pp.281-306. ⟨10.1007/s00023-016-0511-8⟩, Annales Henri Poincaré, Springer Verlag, 2017, 18 (1), pp.281-306. 〈10.1007/s00023-016-0511-8〉
Publication Year :
2017
Publisher :
HAL CCSD, 2017.

Abstract

This study is devoted to the cubic nonlinear Schrodinger equation in a two-dimensional waveguide with shrinking cross section of order \({\varepsilon}\). For the Cauchy data living essentially on the first mode of the transverse Laplacian, we provide a tensorial approximation of the solution \({\psi^{\varepsilon}}\) in the limit \({\varepsilon \to 0}\), with an estimate of the approximation error, and derive a limiting nonlinear Schrodinger equation in dimension one. If the Cauchy data \({\psi^{\varepsilon}_0}\) have a uniformly bounded energy, then it is a bounded sequence in \({\mathsf{H}^1}\), and we show that the approximation is of order \({\mathcal{O}(\sqrt{\varepsilon})}\). If we assume that \({\psi^{\varepsilon}_0}\) is bounded in the graph norm of the Hamiltonian, then it is a bounded sequence in \({\mathsf{H}^{2}}\), and we show that the approximation error is of order \({\mathcal{O}(\varepsilon)}\).

Details

Language :
English
ISSN :
14240637 and 14240661
Database :
OpenAIRE
Journal :
Annales Henri Poincaré, Annales Henri Poincaré, 2017, 18 (1), pp.281-306. ⟨10.1007/s00023-016-0511-8⟩, Annales Henri Poincaré, Springer Verlag, 2017, 18 (1), pp.281-306. ⟨10.1007/s00023-016-0511-8⟩, Annales Henri Poincaré, Springer Verlag, 2017, 18 (1), pp.281-306. 〈10.1007/s00023-016-0511-8〉
Accession number :
edsair.doi.dedup.....c9aec68b95dcc0c6936e46759504d769
Full Text :
https://doi.org/10.1007/s00023-016-0511-8⟩