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/ NetNews Usenet Archive 1992 #26 / NN_1992_26.iso / spool / sci / math / 14847 < prev    next >
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Text File  |  1992-11-12  |  3.6 KB  |  63 lines

  1. Newsgroups: sci.math
  2. Path: sparky!uunet!ornl!utkcs2!darwin.sura.net!zaphod.mps.ohio-state.edu!uwm.edu!ux1.cso.uiuc.edu!news.cso.uiuc.edu!amaterasu!marty
  3. From: marty@amaterasu.physics.uiuc.edu (Marty Gelfand)
  4. Subject: Re: a first year grad student freaks out.
  5. References: <BxK1uD.9Bz@mentor.cc.purdue.edu> <1992Nov11.223722.29808@galois.mit.edu> <BxKu9s.BAw@news.udel.edu>
  6. Message-ID: <BxL0Fs.194@news.cso.uiuc.edu>
  7. Sender: usenet@news.cso.uiuc.edu (Net Noise owner)
  8. Organization: Department of Physics, University of Illinois at Urbana-Champaign
  9. Date: Thu, 12 Nov 1992 02:33:26 GMT
  10. Lines: 51
  11.  
  12. In article <BxKu9s.BAw@news.udel.edu> Ray J Cornwall writes:
  13. >John C. Baez writes:
  14. >>That's why I'm glad that starting in high school I started trying to
  15. >>come up with math topics to do research on.  One has to face the unknown
  16. >>eventually if one is going to do research, so one might as well get used
  17. >>to it as early as possible (even if ones first research projects are a
  18. >>little silly).
  19. >
  20. >For those of us who wish to do research (cause we'll get our names in
  21. >really cool journals! :) can you give us some pointers on how to come
  22. >up with such topics?
  23. >I've been trying to be more aggressive with my studies in math, to
  24. >look for such ideas, but I have a feeling I'm barking up the wrong
  25. >tree looking in textbooks and looking for my favorite topics here.
  26. >Where are some good sources of information, and what are some good
  27. >questions to ask myself?
  28.   Here's an idea JCB would probably appreciate...talk to a theoretical
  29. physicist every once in a while.  We're full of problems we can't solve
  30. and solutions we can't rigorously justify.  (Has anyone put the Parisi
  31. solution of the Sherrington-Kirkpatrick [infinite-dimensional Ising spin
  32. glass] model on a mathematically sound footing yet?)  To give you some
  33. idea how much territory is wide open, here's a problem I worried about
  34. two years ago (for the physical motivation and some Monte Carlo work,
  35. see Zhao et al, Phys Rev B 44, 10760, 1991).  Please let me know if
  36. you make any substantial progress!  I suspect it will not be easy.
  37.   Consider the set of directed random walks on the lattice of integer
  38. points in two dimensions from (0,0) to (t,t).  Suppose that each lattice
  39. point is associated with a number v(i,j), where v=1 with probability 1-p
  40. and -1 with probability p. (Actually, let me amend that, and say that
  41. v(0,0)=1 always.  Also let's assume that p is in the interval [0,1/2].)  
  42.   Now each directed walk W can be associated with a 
  43. number V(W), which is the product of all the v's encountered along the walk.
  44. Now add up all the [2t choose t] V(W)'s, which defines the 'partition
  45. function' Z (which depends on the realization of the v(i,j)'s and on t).
  46. Define the 'sign probability' S(p) as the t->infinity limit of the
  47. expectation value of sgn(Z).
  48.   Conjecture: For any p>0, S(p)=0.
  49.   Interesting generalizations: change the dimensionality of the lattice.
  50. For the 1D case the Conjecture is obviously true.  For d>=4 there is
  51. reason to suspect that a mean-field argument, which yields a p_c>0 such
  52. that S(p)=0 for p<=p_c and S(p)>0 for p>p_c, is valid (but it isn't
  53. what mathematicians would regard as a rigourous proof).  What about d=3?
  54.   Another extension:  Consider not only the large-t limit, but also the
  55. asymptotic behavior, ie, define S(p;t) as the expectation value of
  56. sgn(Z(t)), and determine the large-t asymptotics.  Based on numerical
  57. work and some theoretical prejudices I expect that in d=2
  58. S(p;t) ~ exp(t/L)/t^M, where L depends strongly on p as p->0 (probably 
  59. diverging like exp(1/p)) and M is independent of p.  Of course this
  60. guess could be wrong.
  61.  
  62.   --Marty Gelfand   marty@amaterasu.physics.uiuc.edu
  63.