Critical Schrödinger-Bopp-Podolsky systems in R 3: existence of solutions and limit behaviour

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Damian, Heydy Melchora Santos
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/45/45131/tde-21112025-164959/
Resumo: In this work, we first study the following critical Schrödinger-Bopp-Podolsky system, in R^3: -epsilon^2 Delta u + V(x)u + Q(x)phi u = h(x,u) + K(x)|u|^4u, -Delta phi + a^2Delta^2 phi = 4 pi Q(x)u^2, where the unknowns are u, phi: R^3 --> R, and epsilon,a > 0 are arbitrary parameters. The functions V, K, Q satisfy suitable assumptions as well as the nonlinearity h which is subcritical. For any fixed a> 0, we show existence of small solutions in the semiclassical limit, namely whenever epsilon tends to zero. We give also estimates of the norm of this solutions in terms of epsilon. Moreover, we show also that fixed epsilon suitably small, when a tends to zero, the solutions found strongly converge to solutions of the Schrödinger-Poisson system. Additionally, we study the following Schrödinger-Bopp-Podolsky system with critical and sublinear terms in R^3: -Delta u + u + R(x)phi u = |u|^4u + lambda W(x)|u|^(p-1)u, -Delta phi + a^2 Delta^2 phi = 4pi R(x)u^2. Here u,phi: R^3 --> R are the unknowns, R and W are given functions satisfying mild assumptions, a >= 0, lambda > 0 are parameters and p in (0,1). We first show existence of infinitely many solutions at negative energy level, including the ground state, when the parameter lambda is small. Then we give general results concerning the structure of the set of solutions. We show also the behaviour of the solutions as the parameters a, lambda tend to zero. In particular the ground states solutions tends to a ground state solution of the Schrödinger-Poisson system as a tends to zero.
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spelling Critical Schrödinger-Bopp-Podolsky systems in R 3: existence of solutions and limit behaviourSistemas críticos Schrödinger-Bopp-Podolsky em R 3: existência de soluções e comportamento limiteBehaviour of the solutionsComportamento de soluçõesConcentração de compacidadeConcentration-compactnessGenero de KrasnoselskiiKrasnoselskii genusLimite semiclássicoMétodos variacionaisMultiplicidade de soluçõesMultiplicity of solutionsSchödinger-Bopp-Podoslsky systemSemiclassical limitSistema Schödinger-Bopp-PodoslskyVariational methodsIn this work, we first study the following critical Schrödinger-Bopp-Podolsky system, in R^3: -epsilon^2 Delta u + V(x)u + Q(x)phi u = h(x,u) + K(x)|u|^4u, -Delta phi + a^2Delta^2 phi = 4 pi Q(x)u^2, where the unknowns are u, phi: R^3 --> R, and epsilon,a > 0 are arbitrary parameters. The functions V, K, Q satisfy suitable assumptions as well as the nonlinearity h which is subcritical. For any fixed a> 0, we show existence of small solutions in the semiclassical limit, namely whenever epsilon tends to zero. We give also estimates of the norm of this solutions in terms of epsilon. Moreover, we show also that fixed epsilon suitably small, when a tends to zero, the solutions found strongly converge to solutions of the Schrödinger-Poisson system. Additionally, we study the following Schrödinger-Bopp-Podolsky system with critical and sublinear terms in R^3: -Delta u + u + R(x)phi u = |u|^4u + lambda W(x)|u|^(p-1)u, -Delta phi + a^2 Delta^2 phi = 4pi R(x)u^2. Here u,phi: R^3 --> R are the unknowns, R and W are given functions satisfying mild assumptions, a >= 0, lambda > 0 are parameters and p in (0,1). We first show existence of infinitely many solutions at negative energy level, including the ground state, when the parameter lambda is small. Then we give general results concerning the structure of the set of solutions. We show also the behaviour of the solutions as the parameters a, lambda tend to zero. In particular the ground states solutions tends to a ground state solution of the Schrödinger-Poisson system as a tends to zero.Neste trabalho estudamos o seguinte sistema crítico do tipo SchrödingerBoppPodolsky, definido em R^3: epsilon^2 Delta u+V(x)u+ Q(x) phi u= h(x,u)+ K(x)|u|^4 u, -Delta phi+ a^2 Delta^2 phi=4 pi Q(x)u^2, onde as variáveis u,\\phi: R^3-->R e epsilon,a>0 são parâmetros arbitrários. As funções V,K,Q satisfazem condições apropriadas, assim como o termo não linear h o qual é subcrítico. Para qualquer a>0 fixo, mostramos a existência de pequenas soluções no limite semiclássico, no sentido, quando epsilon tende para zero. Apresentamos também estimativas das normas destas soluções em termos de epsilon. Além disso, conseguimos mostrar que, para epsilon fixado suficientemente pequeno, quando a tende para zero, as soluções obtidas convergem fortemente para soluções do sistema Schrödinger-Poisson. Por outro lado, fazemos um estudo do seguinte sistema SchrödingerBopp--Podolsky com termo sublinear e crítico, definido em R^3: -Delta u+ u + R(x)\\phi u=|u|^4 u + lambda W(x)|u|^(p-1)u, -Delta phi + a^2 Delta^2 phi= 4 phi R(x) u^2. Aqui u, phi: R^3--> R são as variáveis, R e W são funções dadas satisfazendo hipóteses razoáveis, a>=0, lambda > 0 são parâmetros arbitrários e p in (0,1). Em primeiro lugar, mostramos a existência de infinitas soluções com nível de energia negativa, incluindo as de estado fundamental, para valores pequenos do parâmetro lambda. Posteriormente, enunciamos resultados gerais a respeito da estrutura dos conjuntos de soluções. Mostramos também o comportamento das soluções quando os parâmetros a,lambda tendem para zero. Em particular, as soluções de estado fundamental convergem para a solução de estado fundamental do sistema SchrödingerPoisson, quando a tende para zero.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPSiciliano, GaetanoDamian, Heydy Melchora Santos2025-09-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/45/45131/tde-21112025-164959/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesseng2025-11-24T16:05:02Zoai:teses.usp.br:tde-21112025-164959Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-11-24T16:05:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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description In this work, we first study the following critical Schrödinger-Bopp-Podolsky system, in R^3: -epsilon^2 Delta u + V(x)u + Q(x)phi u = h(x,u) + K(x)|u|^4u, -Delta phi + a^2Delta^2 phi = 4 pi Q(x)u^2, where the unknowns are u, phi: R^3 --> R, and epsilon,a > 0 are arbitrary parameters. The functions V, K, Q satisfy suitable assumptions as well as the nonlinearity h which is subcritical. For any fixed a> 0, we show existence of small solutions in the semiclassical limit, namely whenever epsilon tends to zero. We give also estimates of the norm of this solutions in terms of epsilon. Moreover, we show also that fixed epsilon suitably small, when a tends to zero, the solutions found strongly converge to solutions of the Schrödinger-Poisson system. Additionally, we study the following Schrödinger-Bopp-Podolsky system with critical and sublinear terms in R^3: -Delta u + u + R(x)phi u = |u|^4u + lambda W(x)|u|^(p-1)u, -Delta phi + a^2 Delta^2 phi = 4pi R(x)u^2. Here u,phi: R^3 --> R are the unknowns, R and W are given functions satisfying mild assumptions, a >= 0, lambda > 0 are parameters and p in (0,1). We first show existence of infinitely many solutions at negative energy level, including the ground state, when the parameter lambda is small. Then we give general results concerning the structure of the set of solutions. We show also the behaviour of the solutions as the parameters a, lambda tend to zero. In particular the ground states solutions tends to a ground state solution of the Schrödinger-Poisson system as a tends to zero.
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