Modified scattering for subcritical fractional dNLS equations with order $$\alpha \in \left( 0,1\right) \cup \left( 1,\frac{3}{2}\right] $$

Abstract We investigate the global in time existence of small solutions to the Cauchy problem for the subcritical fractional derivative nonlinear Schrödinger equation $$ \left\{ \begin{array}{c} i\partial _{t}u-\frac{1}{\alpha }\left| \partial _{x}\right| ^{\alpha } u=it^{\nu }\partial _{x}\left( \left| u\right| ^{2}u\right) ,\text t&gt;0\textbf{,}x\in \mathbb {R},\\ u\left( 0,x\right) =u_{0}\left( x\right) ,\,x\in \mathbb {R}\textbf{,} \end{array} \right. $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:mtable> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mrow> <mml:mi>i</mml:mi> <mml:msub> <mml:mi>∂</mml:mi> <mml:mi>t</mml:mi> </mml:msub> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mfrac> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mi>α</mml:mi> </mml:mfrac> <mml:msup> <mml:mfenced> <mml:msub> <mml:mi>∂</mml:mi> <mml:mi>x</mml:mi> </mml:msub> </mml:mfenced> <mml:mi>α</mml:mi> </mml:msup> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mi>i</mml:mi> <mml:msup> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:mi>ν</mml:mi> </mml:msup> <mml:msub> <mml:mi>∂</mml:mi> <mml:mi>x</mml:mi> </mml:msub> <mml:mfenced> <mml:msup> <mml:mfenced> <mml:mi>u</mml:mi> </mml:mfenced> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:msup> <mml:mi>u</mml:mi> </mml:mfenced> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mtext>t</mml:mtext> <mml:mo>&gt;</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>∈</mml:mo> <mml:mi>R</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mtd> </mml:mtr> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mrow> <mml:mrow/> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mfenced> <mml:mn>0</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> </mml:mfenced> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msub> <mml:mfenced> <mml:mi>x</mml:mi> </mml:mfenced> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mspace/> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>∈</mml:mo> <mml:mi>R</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mtd> </mml:mtr> </mml:mtable> </mml:mrow> </mml:mfenced> </mml:math> where $$\alpha \in \left( 0,1\right) \cup \left( 1,\frac{3}{2}\right] $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>α</mml:mi> <mml:mo>∈</mml:mo> <mml:mfenced> <mml:mn>0</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mfenced> <mml:mo>∪</mml:mo> <mml:mfenced> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mfrac> <mml:mn>3</mml:mn> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:mfrac> </mml:mfenced> </mml:mrow> </mml:math> and $$0&lt;\nu &lt;\frac{1}{24}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mn>0</mml:mn> <mml:mo>&lt;</mml:mo> <mml:mi>ν</mml:mi> <mml:mo>&lt;</mml:mo> <mml:mfrac> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mn>24</mml:mn> </mml:mfrac> </mml:mrow> </mml:math> . The parameter $$\nu &gt;0$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>ν</mml:mi> <mml:mo>&gt;</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:math> reflects the subcritical nature of the nonlinearity with respect to the large time asymptotic behavior of solutions. We assume that the initial data $$u_{0}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msub> </mml:math> admits a small analytic extension in a suitable sector of the complex plane. Under these assumptions, we derive the precise large time asymptotics of the global solution.

Authors

Institutions

Publication Details

Journal
Zeitschrift für angewandte Mathematik und Physik
Published
2026-01-07
DOI
https://doi.org/10.1007/s00033-025-02695-4
Primary Topic
Advanced Mathematical Physics Problems
Type
article
Field-Weighted Citation Impact
0.00

Funders

Controls
|||
ALL TIME
JAN
FEB
MAR
APR
MAY
JUN
JUL
AUG
SEP
OCT
article

Modified scattering for subcritical fractional dNLS equations with order $$\alpha \in \left( 0,1\right) \cup \left( 1,\frac{3}{2}\right] $$

N. Hayashi, Pavel I. Naumkin
Zeitschrift für angewandte Mathematik und Physik
Advanced Mathematical Physics Problems
article

Modified scattering for subcritical fractional dNLS equations with order $$\alpha \in \left( 0,1\right) \cup \left( 1,\frac{3}{2}\right] $$

N. Hayashi, Pavel I. Naumkin
article en

Abstract

Abstract We investigate the global in time existence of small solutions to the Cauchy problem for the subcritical fractional derivative nonlinear Schrödinger equation $$ \left\{ \begin{array}{c} i\partial _{t}u-\frac{1}{\alpha }\left| \partial _{x}\right| ^{\alpha } u=it^{\nu }\partial _{x}\left( \left| u\right| ^{2}u\right) ,\text t&gt;0\textbf{,}x\in \mathbb {R},\\ u\left( 0,x\right) =u_{0}\left( x\right) ,\,x\in \mathbb {R}\textbf{,} \end{array} \right. $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:mtable> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mrow> <mml:mi>i</mml:mi> <mml:msub> <mml:mi>∂</mml:mi> <mml:mi>t</mml:mi> </mml:msub> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mfrac> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mi>α</mml:mi> </mml:mfrac> <mml:msup> <mml:mfenced> <mml:msub> <mml:mi>∂</mml:mi> <mml:mi>x</mml:mi> </mml:msub> </mml:mfenced> <mml:mi>α</mml:mi> </mml:msup> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mi>i</mml:mi> <mml:msup> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:mi>ν</mml:mi> </mml:msup> <mml:msub> <mml:mi>∂</mml:mi> <mml:mi>x</mml:mi> </mml:msub> <mml:mfenced> <mml:msup> <mml:mfenced> <mml:mi>u</mml:mi> </mml:mfenced> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:msup> <mml:mi>u</mml:mi> </mml:mfenced> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mtext>t</mml:mtext> <mml:mo>&gt;</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>∈</mml:mo> <mml:mi>R</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mtd> </mml:mtr> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mrow> <mml:mrow/> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mfenced> <mml:mn>0</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>x</mml:mi> </mml:mfenced> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msub> <mml:mfenced> <mml:mi>x</mml:mi> </mml:mfenced> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mspace/> <mml:mi>x</mml:mi> <mml:mo>∈</mml:mo> <mml:mi>R</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mtd> </mml:mtr> </mml:mtable> </mml:mrow> </mml:mfenced> </mml:math> where $$\alpha \in \left( 0,1\right) \cup \left( 1,\frac{3}{2}\right] $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>α</mml:mi> <mml:mo>∈</mml:mo> <mml:mfenced> <mml:mn>0</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mfenced> <mml:mo>∪</mml:mo> <mml:mfenced> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mfrac> <mml:mn>3</mml:mn> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:mfrac> </mml:mfenced> </mml:mrow> </mml:math> and $$0&lt;\nu &lt;\frac{1}{24}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mn>0</mml:mn> <mml:mo>&lt;</mml:mo> <mml:mi>ν</mml:mi> <mml:mo>&lt;</mml:mo> <mml:mfrac> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mn>24</mml:mn> </mml:mfrac> </mml:mrow> </mml:math> . The parameter $$\nu &gt;0$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>ν</mml:mi> <mml:mo>&gt;</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:math> reflects the subcritical nature of the nonlinearity with respect to the large time asymptotic behavior of solutions. We assume that the initial data $$u_{0}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msub> </mml:math> admits a small analytic extension in a suitable sector of the complex plane. Under these assumptions, we derive the precise large time asymptotics of the global solution.

Zeitschrift für angewandte Mathematik und PhysikVol. 77(2)
Universidad de Morelia (MX), The University of Osaka (JP)
Japan Society for the Promotion of Science
Openalex Percentile: Top 93%
Advanced Mathematical Physics Problems
AI Navigator

Ask Laika to Summarize, Analyze, and Connect papers live on the map.

Summarize Papers & Methodologies

Extract key findings, datasets, and comparative methods across publications.

Benchmark Rankings & Visual Analytics

Rank top research institutions, authors, funders, topics, and journals by Field-Weighted Citation Impact (FWCI) and paper volume with instant charts.

Connect Distant Disciplines

Bridge topological clusters on the map to find hidden collaborative intersections.