Sistemas integrables discretos, polinomios matriciales ortogonales y problemas de Riemann-Hilbert

El propósito de esta tesis doctoral es el estudio de la conexión, mediante el problema de Riemann-Hilbert, entre sistemas discretos y la teoría de polinomios matriciales ortogonales. La investigación de los modelos integrables se originó en la Mecánica Clásica, en relación a la resolución de las ecuaciones de Newton [2]. Los trabajos de Liouville, Hamilton, Jacobi y otros sentaron las bases de los sistemas integrables como prototipos modelos resolubles por cuadraturas, v.g., por integración directa [7]. Hay una cantidad importante de investigación dedicada a los aspectos geométricos de los sistemas clásicos integrables y superintegrables [66], [82], especialmente en relación a la separación de variables de la ecuación de Hamilton-Jacobi [75]. Fue la aplicación, en la segunda mitad del siglo pasado, de la transformada espectral inversa para la resolución del problema de Cauchy de la ecuación de Korteweg-de Vries [42, 43] la que marcó el inicio de una nueva etapa en este campo, el del estudio de sistemas integrables con un número infinito de grados de libertad, que generalmente se expresan en términos de jerarquías de ecuaciones no lineales en derivadas parciales. Particularmente reseñable, por su aplicación en la hidrodinámica y en la óptica cuántica, es la aparición de las soluciones a un número de solitones arbitrario. En las últimas tres décadas ha habido un importante interés por el estudio de modelos discretos, v.g., sistemas dinámicos de nidos en un retículo de puntos, y expresados en términos de ecuaciones no lineales en diferencia parciales. Muchas de las técnicas encontradas en el mundo continuo se extendieron a este nuevo contexto discreto. Hay dos razones fundamentales para este interés...

Rota’s universal operators and invariant subspaces in Hilbert spaces

A Hilbert space operator is called universal (in the sense of Rota) if every operator on the Hilbert space is similar to a multiple of the restriction of the universal operator to one of its invariant subspaces. We exhibit an analytic Toeplitz operator whose adjoint is universal in the sense of Rota and commutes with a quasi-nilpotent injective compact operator with dense range. In articular, this new universal operator invites an approach to the Invariant Subspace Problem that uses properties of operators that commute with the universal operator.

Rota's universal operators and invariant subspaces in Hilbert spaces

A Hilbert space operator is called universal (in the sense of Rota) if every operator on the Hilbert space is similar to a multiple of the restriction of the universal operator to one of its invariant subspaces. We exhibit an analytic Toeplitz operator whose adjoint is universal in the sense of Rota and commutes with a quasi-nilpotent injective compact operator with dense range. In particular, this new universal operator invites an approach to the Invariant Subspace Problem that uses properties of operators that commute with the universal operator.

Sampling Quantum Nonlocal Correlations with High Probability

It is well known that quantum correlations for bipartite dichotomic measurements are those of the form (Formula presented.), where the vectors ui and vj are in the unit ball of a real Hilbert space. In this work we study the probability of the nonlocal nature of these correlations as a function of (Formula presented.), where the previous vectors are sampled according to the Haar measure in the unit sphere of (Formula presented.). In particular, we prove the existence of an (Formula presented.) such that if (Formula presented.), (Formula presented.) is nonlocal with probability tending to 1 as (Formula presented.), while for (Formula presented.), (Formula presented.) is local with probability tending to 1 as (Formula presented.).

A continuous model for quasinilpotent operators.

A classical result due to Foias and Pearcy establishes a discrete model for every quasinilpotent operator acting on a separable, infinite-dimensional complex Hilbert space HH . More precisely, given a quasinilpotent operator T on HH , there exists a compact quasinilpotent operator K in HH such that T is similar to a part of K⊕K⊕⋯⊕K⊕⋯K⊕K⊕⋯⊕K⊕⋯ acting on the direct sum of countably many copies of HH . We show that a continuous model for any quasinilpotent operator can be provided. The consequences of such a model will be discussed in the context of C0C0 -semigroups of quasinilpotent operators.