TU Darmstadt / ULB / TUbiblio

Geometry and Topology of Bipolar Minimal Surfaces in the 5-Sphere

Rothe, Melanie (2024)
Geometry and Topology of Bipolar Minimal Surfaces in the 5-Sphere.
Technische Universität Darmstadt
doi: 10.26083/tuprints-00028164
Dissertation, Erstveröffentlichung, Verlagsversion

Kurzbeschreibung (Abstract)

In the theory of closed minimal surfaces in the n-dimensional sphere, geometric and topological properties are closely intertwined. A classical question is whether there exist (primarily embedded) examples of every topological type -- an issue, that particularly touches several other geometric variational problems. The current state of the art provides a rich theory and long list of examples for closed minimal surfaces in the 3-sphere. However, knowledge about representatives in the individual topological classes and higher codimensions remains sparse. To this end, the main focus of this thesis lies on a specific class of minimal surfaces in the 5-sphere, so-called bipolar surfaces, which arise from minimally immersed surfaces in the 3-sphere.

On the one hand, we will topologically classify the bipolar minimal surfaces induced by two families among the prominent closed minimal surfaces in the 3-sphere that were constructed by H. Blaine Lawson in 1970. In that context, a notable phenomenon is that, regarding topology and embeddedness, bipolar surfaces can differ significantly from the original surfaces in the 3-sphere.

On the other hand, we will consider bipolar surfaces as part of a more general class of minimal surfaces in the 5-sphere. First, this leads to a deeper understanding of their geometric data. Finally, this will in fact enable us to prove that, under certain conditions, locally any immersed surface of the aforementioned class is congruent to a bipolar surface.

Typ des Eintrags: Dissertation
Erschienen: 2024
Autor(en): Rothe, Melanie
Art des Eintrags: Erstveröffentlichung
Titel: Geometry and Topology of Bipolar Minimal Surfaces in the 5-Sphere
Sprache: Englisch
Referenten: Mäder-Baumdicker, Prof. Dr. Elena ; Francisco, Prof. Dr. Torralbo ; Wang, Prof. Dr. Guofang
Publikationsjahr: 2 Oktober 2024
Ort: Darmstadt
Kollation: 147 Seiten
Datum der mündlichen Prüfung: 13 September 2024
DOI: 10.26083/tuprints-00028164
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/28164
Kurzbeschreibung (Abstract):

In the theory of closed minimal surfaces in the n-dimensional sphere, geometric and topological properties are closely intertwined. A classical question is whether there exist (primarily embedded) examples of every topological type -- an issue, that particularly touches several other geometric variational problems. The current state of the art provides a rich theory and long list of examples for closed minimal surfaces in the 3-sphere. However, knowledge about representatives in the individual topological classes and higher codimensions remains sparse. To this end, the main focus of this thesis lies on a specific class of minimal surfaces in the 5-sphere, so-called bipolar surfaces, which arise from minimally immersed surfaces in the 3-sphere.

On the one hand, we will topologically classify the bipolar minimal surfaces induced by two families among the prominent closed minimal surfaces in the 3-sphere that were constructed by H. Blaine Lawson in 1970. In that context, a notable phenomenon is that, regarding topology and embeddedness, bipolar surfaces can differ significantly from the original surfaces in the 3-sphere.

On the other hand, we will consider bipolar surfaces as part of a more general class of minimal surfaces in the 5-sphere. First, this leads to a deeper understanding of their geometric data. Finally, this will in fact enable us to prove that, under certain conditions, locally any immersed surface of the aforementioned class is congruent to a bipolar surface.

Alternatives oder übersetztes Abstract:
Alternatives AbstractSprache

In der Theorie geschlossener Minimalflächen in der n-dimensionalen Sphäre sind geometrische und topologische Eigenschaften eng miteinander verwoben. Eine klassische Fragestellung ist, ob es (in erster Linie eingebettete) Beispiele für jeden topologischen Typ gibt -- eine Frage, die insbesondere eine Vielzahl anderer geometrischer Variationsprobleme tangiert. Der gegenwärtige Stand beinhaltet eine umfassende Theorie und eine lange Liste von Beispielen für geschlossene Minimalflächen in der 3-Sphäre. Das Wissen über Repräsentanten in den einzelnen topologischen Klassen und höheren Kodimensionen bleibt jedoch spärlich. Daher liegt der Schwerpunkt dieser Arbeit auf einer speziellen Klasse von Minimalflächen in der 5-Sphäre, den sogenannten bipolaren Flächen, welche von Minimalflächen in der 3-Sphäre induziert werden.

Zum einen werden wir jene bipolaren Minimalflächen topologisch klassifizieren, die durch zwei Familien unter den weit bekannten, geschlossenen Minimalflächen in der 3-Sphäre erzeugt werden, die 1970 von H. Blaine Lawson konstruiert wurden. Ein bemerkenswertes Phänomen in diesem Zusammenhang ist, dass sich bipolare Flächen in Bezug auf Topologie und Eingebettetheit erheblich von den ursprünglichen Flächen in der 3-Sphäre unterscheiden können.

Andererseits werden wir bipolare Flächen als Teil einer allgemeineren Klasse von Minimalflächen in der 5-Sphäre betrachten. Dies führt zunächst zu einem tieferen Verständnis ihrer geometrischen Daten. Zuguterletzt werden wir dadurch in der Lage sein, zu beweisen, dass unter bestimmten Bedingungen lokal jede immersierte Fläche der oben genannten Klasse kongruent zu einer bipolaren Fläche ist.

Deutsch
Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-281645
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 510 Mathematik
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 04 Fachbereich Mathematik
04 Fachbereich Mathematik > Geometrie und Approximation
Hinterlegungsdatum: 02 Okt 2024 12:01
Letzte Änderung: 08 Okt 2024 09:31
PPN:
Referenten: Mäder-Baumdicker, Prof. Dr. Elena ; Francisco, Prof. Dr. Torralbo ; Wang, Prof. Dr. Guofang
Datum der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung: 13 September 2024
Export:
Suche nach Titel in: TUfind oder in Google
Frage zum Eintrag Frage zum Eintrag

Optionen (nur für Redakteure)
Redaktionelle Details anzeigen Redaktionelle Details anzeigen