Asymmetric and differential gene introgression at a contact zone between two highly divergent lineages of field voles (Microtus agrestis).

Secondary contact zones have the potential to shed light on the mode and rate at which reproductive isolation accumulates during allopatric speciation. We investigated the population genetics of a contact zone between two highly divergent lineages of field voles (Microtus agrestis) in the Swiss Jura mountains. To shed light on the processes underlying introgression, we used maternally, paternally, and bi-parentally inherited markers. Though the two lineages maintained a strong genetic structure, we found some hybrids and evidence of gene flow. The extent of introgression varied with the mode of inheritance, being highest for mtDNA and absent for the Y chromosome. In addition, introgression was asymmetric, occurring only from the Northern to the Southern lineage. Both patterns seem parsimoniously explained by neutral processes linked to differences in effective sizes and sex-biased dispersal rates. The lineage with lower effective population size was also the more introgressed, and the mode-of-inheritance effect correlated with the male-biased dispersal rate of microtine rodents. We cannot exclude, however, that Haldane's effect contributed to the latter, as we found a marginally significant deficit in males (the heterogametic sex) among hybrids. We propose a possible demographic scenario to account for the patterns documented, and empirical extensions to further investigate this contact zone.

Horospheres in hyperbolic geometry

In this paper we investigate the role of horospheres in Integral Geometry and Differential Geometry. In particular we study envelopes of families of horocycles by means of “support maps”. We define invariant “linear combinations” of support maps or curves. Finally we obtain Gauss-Bonnet type formulas and Chern-Lashof type inequalities.

Geometry of BV quantization and Mathai-Quillen formalism

Il formalismo Mathai-Quillen (MQ) è un metodo per costruire la classe di Thom di un fibrato vettoriale attraverso una forma differenziale di profilo Gaussiano. Lo scopo di questa tesi è quello di formulare una nuova rappresentazione della classe di Thom usando aspetti geometrici della quantizzazione Batalin-Vilkovisky (BV). Nella prima parte del lavoro vengono riassunti i formalismi BV e MQ entrambi nel caso finito dimensionale. Infine sfrutteremo la trasformata di Fourier “odd" considerando la forma MQ come una funzione definita su un opportuno spazio graduato.

Introduction to geodesics in sub-Riemannian geometry

International audience

Quantum Riemannian geometry on graphs for gauge field theory

In questo lavoro estendiamo concetti classici della geometria Riemanniana al fine di risolvere le equazioni di Maxwell sul gruppo delle permutazioni $S_3$. Cominciamo dando la strutture algebriche di base e la definizione di calcolo differenziale quantico con le principali proprietà. Generalizziamo poi concetti della geometria Riemanniana, quali la metrica e l'algebra esterna, al caso quantico. Tutto ciò viene poi applicato ai grafi dando la forma esplicita del calcolo differenziale quantico su $\mathbb{K}(V)$, della metrica e Laplaciano del secondo ordine e infine dell'algebra esterna. A questo punto, riscriviamo le equazioni di Maxwell in forma geometrica compatta usando gli operatori e concetti della geometria differenziale su varietà che abbiamo generalizzato in precedenza. In questo modo, considerando l'elettromagnetismo come teoria di gauge, possiamo risolvere le equazioni di Maxwell su gruppi finiti oltre che su varietà differenziabili. In particolare, noi le risolviamo su $S_3$.

Geometria i realitat

Aquests instants memorables, que en general formen la part més noble de les monografies i revistes científiques, es produeixen sempre, és clar, al final de la 'línia de producció i sovint ens fan oblidar la primordial importància deis processos intermedis,en els quals les eines per a la generació d'idees i enunciats, i per al seu refinamentprogressiu, són ordinàriament molt més variades. De fet és una opinió força estesa,almenys entre els investigadors, que en aquests processos intermedis 'de gestació' éson realment rau el major atractiu de la recerca, on hi tenen una funció l'especulació,l'analogia, la simulació, la hipòtesi de treball, la conjectura o la predicció (6), tot i quemalauradament sovint no en resta cap reflex, especialment en el cas dels matemàtics,en les conclusions finals dels treballs (1).Els paràgrafs precedents no són res més que una presentació en miniatura deqüestions que resulten ser, per més clares que semblin a primera vista, delicadesi controvertides quan se'n fa un escrutini més reposat. No disposant de l'espai nidel temps que caldria per a una anàlisi detallada, el lector que desitgi aprofundir enaquesta direcció haurà de consultar obres adients sobre aquests temes (8). En tot cas,en la resta d'aquesta secció exposem a1guns exemples per il•lustrar alguns deis puntsmés destacats de les idees anteriors.

Manipulació geomètrica dels blocs d'AutoCAD

Aquest text és un recull de procediments per inserir els blocs d'AutoCAD de forma més eficient, en la resolució de problemes prèviament tipificats: la PRIMERA PART descriu protocols d'actuació que l'usuari haurà d'aplicar manualment, mentre que la SEGONA PART ofereix rutines programades en AutoLISP i VisualLISP que l'eximiran d'aquesta obligació.Si ho deixéssim aquí, però, podria semblar que els mateixos mètodes manuals presentats en primer lloc són després els que AutoLISP automatitza; per això convé aclarir que la problemàtica de la PRIMERA PART, tot i que pròxima a la de la SEGONA, és diferent i reprodueix el contingut d'una monografia (BLOCS I GEOMETRIA: 5 EXERCICIS COMENTATS) que forma part del material de suport a l'assignatura ELEMENTS DE CAD, impartida per l'autor en l'ETS d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona i que té per objecte cobrir el buit bibliogràfic que es detectava en el vessant geomètric de la inserció de blocs, a diferència del que s'ocupa de l'estructura de dades més adient en cada context (incrustació de dibuixos amb INSERT versus vinculació mitjançant REFX), més profusament tractat, proposant una sistematització tipològica dels casos on l'escala és funció lineal d'una distància.La SEGONA PART va més enllà i amplia el repertori d'AutoCAD amb les ordres GINSERT, RATREDIT, INSERTOK, INS2D, INS3D, BLOQUEOK, DESCOMPOK, DEF-TRANSF, APL-TRANSF-V i APL-TRANSF-N, de les quals INS2D i INS3D (INSERTOK és una versió simplificada de INS2D, per a blocs sense atributs) són l'aportació més innovadora i que més lluny porta les potencialitats de la inserció de blocs: resumint-ho en una frase, es tracta d’aconseguir que la inserció d’un bloc (que pot ser l’original, un bloc constituït per una inserció de l’original o un de constituït per la inserció del precedent) s’encabeixi en un marc prèviament establert, a semblança de les ordres ESCALA o GIRA, que mitjançant l'opció Referencia apliquen als objectes seleccionats la transformació d'escalat o de rotació necessària per tal que un element de referència assoleixi una determinada grandària o posició. Tot i que, per identificar amb encert el nucli del problema, serà inevitable introduir una reflexió: quan s’ha tingut la precaució de referir un bloc 2D a un quadrat unitari ortogonal, inserir-lo de manera que s’adapti a qualsevol marc rectangular establert en el dibuix és immediat, però ja no ho és tant concatenar insercions de manera que, a més d’una combinació simple de escalat, gir i translació, l’operació dugui implícita una transformació de cisallament. Perquè és clar que si inserim el bloc girat i convertim la inserció en un bloc que al seu torn tornem a inserir, ara però amb escalat no uniforme, el transformat del quadrat de referència primitiu serà un paral·lelogram, però el problema és: dibuixat un marc romboïdal concret, ¿quin gir caldrà donar a la primera inserció, i quin gir i factors d’escala caldrà aplicar a la segona perquè el quadrat de referència s’adapti al marc? El problema es complica si, a més, volem aprofitar el resultat de la primera inserció per a d’altres paral·lelograms, organitzant un sistema no redundant de insercions intermèdies. Doncs bé: INS2D i INS3D donen satisfacció a aquestes qüestions (la segona ja no contempla l'encaix en un paral·lelogram, sinó en un paral·lelepípede) i són aplicables a blocs proveïts d’atributs, no només de tipus convencional (els continguts en el pla de base del bloc, únics de funcionament garantit amb l’ordre INSERT), sinó també dels situats i orientats lliurement.

Planning rigid body motions using elastic curves

This paper tackles the problem of computing smooth, optimal trajectories on the Euclidean group of motions SE(3). The problem is formulated as an optimal control problem where the cost function to be minimized is equal to the integral of the classical curvature squared. This problem is analogous to the elastic problem from differential geometry and thus the resulting rigid body motions will trace elastic curves. An application of the Maximum Principle to this optimal control problem shifts the emphasis to the language of symplectic geometry and to the associated Hamiltonian formalism. This results in a system of first order differential equations that yield coordinate free necessary conditions for optimality for these curves. From these necessary conditions we identify an integrable case and these particular set of curves are solved analytically. These analytic solutions provide interpolating curves between an initial given position and orientation and a desired position and orientation that would be useful in motion planning for systems such as robotic manipulators and autonomous-oriented vehicles.

Shell curvature as an initial deformation: A geometrically exact finite element approach

An alternative approach for the analysis of arbitrarily curved shells is developed in this paper based on the idea of initial deformations. By `alternative` we mean that neither differential geometry nor the concept of degeneration is invoked here to describe the shell surface. We begin with a flat reference configuration for the shell mid-surface, after which the initial (curved) geometry is mapped as a stress-free deformation from the plane position. The actual motion of the shell takes place only after this initial mapping. In contrast to classical works in the literature, this strategy enables the use of only orthogonal frames within the theory and therefore objects such as Christoffel symbols, the second fundamental form or three-dimensional degenerated solids do not enter the formulation. Furthermore, the issue of physical components of tensors does not appear. Another important aspect (but not exclusive of our scheme) is the possibility to describe exactly the initial geometry. The model is kinematically exact, encompasses finite strains in a totally consistent manner and is here discretized under the light of the finite element method (although implementation via mesh-free techniques is also possible). Assessment is made by means of several numerical simulations. Copyright (C) 2009 John Wiley & Sons, Ltd.

Heat flow for Yang-Mills-Higgs fields, part I

The Yang-Mills-Higgs field generalizes the Yang-Mills field. The authors establish the local existence and uniqueness of the weak solution to the heat flow for the Yang-Mills-Higgs field in a vector bundle over a compact Riemannian 4-manifold, and show that the weak solution is gauge-equivalent to a smooth solution and there are at most finite singularities at the maximum existing time.

The role of automatic shape and position recognitionin streamlining manufacturing

The main features of most components consist of simple basic functional geometries: planes, cylinders, spheres and cones. Shape and position recognition of these geometries is essential for dimensional characterization of components, and represent an important contribution in the life cycle of the product, concerning in particular the manufacturing and inspection processes of the final product. This work aims to establish an algorithm to automatically recognize such geometries, without operator intervention. Using differential geometry large volumes of data can be treated and the basic functional geometries to be dealt recognized. The original data can be obtained by rapid acquisition methods, such as 3D survey or photography, and then converted into Cartesian coordinates. The satisfaction of intrinsic decision conditions allows different geometries to be fast identified, without operator intervention. Since inspection is generally a time consuming task, this method reduces operator intervention in the process. The algorithm was first tested using geometric data generated in MATLAB and then through a set of data points acquired by measuring with a coordinate measuring machine and a 3D scan on real physical surfaces. Comparison time spent in measuring is presented to show the advantage of the method. The results validated the suitability and potential of the algorithm hereby proposed