Teoria KAM

La teoria KAM és un conjunt d'eines per a poder demostrar l'existència de solucions quasiperiòdiques en sistemes hamiltonians i en sistemes dinàmics en general. KAM és l'acrònim de Kolmogorov, Arnol'd i Moser, tres matemàtics que van ser els precursors d'aquesta.

Il·lustració del problema

Originalment, la teoria KAM resol el problema següent:

Sigui $h_0:{𝕋}^n\times {ℝ}^n\to ℝ$ un hamiltonià de la forma $h_0(q,p)=q\cdot \omega +\frac{1}{2}⟨p,Ap⟩$ amb la matriu $A$ invertible. Llavors les òrbites d'aquest sistema compleixen les equacions diferencials

$\{\begin{array}{ccccc}\dot{q}& =& \frac{\partial h_0}{\partial p}& =& \omega +Ap\\ \dot{p}& =& -\frac{\partial h_0}{\partial q}& =& 0\end{array}.$

Aquest sistema es diu sistema integrable i les seves òrbites són $q(t)=q_0+t\omega ,p(t)=p_0$. La pregunta natural que sorgeix és si aquestes órbites persisteixen quan pertorbem el hamiltonià. Més conctretament, sigui $h(q,p)=h_0(q,p)+h_{per}(q,p)$ amb $h_{per}$ de norma petita. La teoria KAM respon que si $h_{per}$ és de tamany prou petit i si $\omega$ és un vector diofantí llavors el hamiltonià $h$ tindrà òrbites quasiperiòdiques amb frequència $\omega$.

Bibliografia

• de la Llave, Rafael, A tutorial on KAM theory, In Smooth ergodic theory and its applications (Seattle, WA, 1999), volume 69 of Proc. Sympos. Pure Math., pages 175–292. Amer. Math. Soc., Providence, RI, 2001.

Vegeu també

• Teorema de Kolmogórov-Arnold-Moser