Families of orthogonal functions defined by the Weyl groups of compact Lie groups

Plusieurs familles de fonctions spéciales de plusieurs variables, appelées fonctions d'orbites, sont définies dans le contexte des groupes de Weyl de groupes de Lie simples compacts/d'algèbres de Lie simples. Ces fonctions sont étudiées depuis près d'un siècle en raison de leur lien avec les caractères des représentations irréductibles des algèbres de Lie simples, mais également de par leurs symétries et orthogonalités. Nous sommes principalement intéressés par la description des relations d'orthogonalité discrète et des transformations discrètes correspondantes, transformations qui permettent l'utilisation des fonctions d'orbites dans le traitement de données multidimensionnelles. Cette description est donnée pour les groupes de Weyl dont les racines ont deux longueurs différentes, en particulier pour les groupes de rang $2$ dans le cas des fonctions d'orbites du type $E$ et pour les groupes de rang $3$ dans le cas de toutes les autres fonctions d'orbites.

Brisure de symétrie par la réduction des groupes de Lie simples à leurs sous-groupes de Lie réductifs maximaux

Dans ce travail, nous exploitons des propriétés déjà connues pour les systèmes de poids des représentations afin de les définir pour les orbites des groupes de Weyl des algèbres de Lie simples, traitées individuellement, et nous étendons certaines de ces propriétés aux orbites des groupes de Coxeter non cristallographiques. D'abord, nous considérons les points d'une orbite d'un groupe de Coxeter fini G comme les sommets d'un polytope (G-polytope) centré à l'origine d'un espace euclidien réel à n dimensions. Nous introduisons les produits et les puissances symétrisées de G-polytopes et nous en décrivons la décomposition en des sommes de G-polytopes. Plusieurs invariants des G-polytopes sont présentés. Ensuite, les orbites des groupes de Weyl des algèbres de Lie simples de tous types sont réduites en l'union d'orbites des groupes de Weyl des sous-algèbres réductives maximales de l'algèbre. Nous listons les matrices qui transforment les points des orbites de l'algèbre en des points des orbites des sous-algèbres pour tous les cas n<=8 ainsi que pour plusieurs séries infinies des paires d'algèbre-sous-algèbre. De nombreux exemples de règles de branchement sont présentés. Finalement, nous fournissons une nouvelle description, uniforme et complète, des centralisateurs des sous-groupes réguliers maximaux des groupes de Lie simples de tous types et de tous rangs. Nous présentons des formules explicites pour l'action de tels centralisateurs sur les représentations irréductibles des algèbres de Lie simples et montrons qu'elles peuvent être utilisées dans le calcul des règles de branchement impliquant ces sous-algèbres.

Analyse de groupe d’un modèle de la plasticité idéale planaire et sur les solutions en termes d’invariants de Riemann pour les systèmes quasilinéaires du premier ordre

Les objets d’étude de cette thèse sont les systèmes d’équations quasilinéaires du premier ordre. Dans une première partie, on fait une analyse du point de vue du groupe de Lie classique des symétries ponctuelles d’un modèle de la plasticité idéale. Les écoulements planaires dans les cas stationnaire et non-stationnaire sont étudiés. Deux nouveaux champs de vecteurs ont été obtenus, complétant ainsi l’algèbre de Lie du cas stationnaire dont les sous-algèbres sont classifiées en classes de conjugaison sous l’action du groupe. Dans le cas non-stationnaire, une classification des algèbres de Lie admissibles selon la force choisie est effectuée. Pour chaque type de force, les champs de vecteurs sont présentés. L’algèbre ayant la dimension la plus élevée possible a été obtenues en considérant les forces monogéniques et elle a été classifiée en classes de conjugaison. La méthode de réduction par symétrie est appliquée pour obtenir des solutions explicites et implicites de plusieurs types parmi lesquelles certaines s’expriment en termes d’une ou deux fonctions arbitraires d’une variable et d’autres en termes de fonctions elliptiques de Jacobi. Plusieurs solutions sont interprétées physiquement pour en déduire la forme de filières d’extrusion réalisables. Dans la seconde partie, on s’intéresse aux solutions s’exprimant en fonction d’invariants de Riemann pour les systèmes quasilinéaires du premier ordre. La méthode des caractéristiques généralisées ainsi qu’une méthode basée sur les symétries conditionnelles pour les invariants de Riemann sont étendues pour être applicables à des systèmes dans leurs régions elliptiques. Leur applicabilité est démontrée par des exemples de la plasticité idéale non-stationnaire pour un flot irrotationnel ainsi que les équations de la mécanique des fluides. Une nouvelle approche basée sur l’introduction de matrices de rotation satisfaisant certaines conditions algébriques est développée. Elle est applicable directement à des systèmes non-homogènes et non-autonomes sans avoir besoin de transformations préalables. Son efficacité est illustrée par des exemples comprenant un système qui régit l’interaction non-linéaire d’ondes et de particules. La solution générale est construite de façon explicite.

Introduction à quelques aspects de quantification géométrique.

On révise les prérequis de géométrie différentielle nécessaires à une première approche de la théorie de la quantification géométrique, c'est-à-dire des notions de base en géométrie symplectique, des notions de groupes et d'algèbres de Lie, d'action d'un groupe de Lie, de G-fibré principal, de connexion, de fibré associé et de structure presque-complexe. Ceci mène à une étude plus approfondie des fibrés en droites hermitiens, dont une condition d'existence de fibré préquantique sur une variété symplectique. Avec ces outils en main, nous commençons ensuite l'étude de la quantification géométrique, étape par étape. Nous introduisons la théorie de la préquantification, i.e. la construction des opérateurs associés à des observables classiques et la construction d'un espace de Hilbert. Des problèmes majeurs font surface lors de l'application concrète de la préquantification : les opérateurs ne sont pas ceux attendus par la première quantification et l'espace de Hilbert formé est trop gros. Une première correction, la polarisation, élimine quelques problèmes, mais limite grandement l'ensemble des observables classiques que l'on peut quantifier. Ce mémoire n'est pas un survol complet de la quantification géométrique, et cela n'est pas son but. Il ne couvre ni la correction métaplectique, ni le noyau BKS. Il est un à-côté de lecture pour ceux qui s'introduisent à la quantification géométrique. D'une part, il introduit des concepts de géométrie différentielle pris pour acquis dans (Woodhouse [21]) et (Sniatycki [18]), i.e. G-fibrés principaux et fibrés associés. Enfin, il rajoute des détails à quelques preuves rapides données dans ces deux dernières références.

Special functions of Weyl groups and their continuous and discrete orthogonality

Cette thèse s'intéresse à l'étude des propriétés et applications de quatre familles des fonctions spéciales associées aux groupes de Weyl et dénotées $C$, $S$, $S^s$ et $S^l$. Ces fonctions peuvent être vues comme des généralisations des polynômes de Tchebyshev. Elles sont en lien avec des polynômes orthogonaux à plusieurs variables associés aux algèbres de Lie simples, par exemple les polynômes de Jacobi et de Macdonald. Elles ont plusieurs propriétés remarquables, dont l'orthogonalité continue et discrète. En particulier, il est prouvé dans la présente thèse que les fonctions $S^s$ et $S^l$ caractérisées par certains paramètres sont mutuellement orthogonales par rapport à une mesure discrète. Leur orthogonalité discrète permet de déduire deux types de transformées discrètes analogues aux transformées de Fourier pour chaque algèbre de Lie simple avec racines des longueurs différentes. Comme les polynômes de Tchebyshev, ces quatre familles des fonctions ont des applications en analyse numérique. On obtient dans cette thèse quelques formules de <>, pour des fonctions de plusieurs variables, en liaison avec les fonctions $C$, $S^s$ et $S^l$. On fournit également une description complète des transformées en cosinus discrètes de types V--VIII à $n$ dimensions en employant les fonctions spéciales associées aux algèbres de Lie simples $B_n$ et $C_n$, appelées cosinus antisymétriques et symétriques. Enfin, on étudie quatre familles de polynômes orthogonaux à plusieurs variables, analogues aux polynômes de Tchebyshev, introduits en utilisant les cosinus (anti)symétriques.

Systèmes intégrables et superintégrables classiques et quantiques avec champ magnétique

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Systèmes intégrables et superintégrables classiques et quantiques avec champ magnétique

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

The 'Dirty Work' of the Lie

The panel "Duplicity/Complicity: Performing and Misperforming Lies" at PSi #15 in Croatia in July 2009 examined the half-truths, hidden assumptions and power relations embedded in every act of performance through an analysis of the way bodies, buildings, personae and communities perform and misperform lies. It was a collection of new academic voices from Australia and Croatia, intersecting and colliding and, at times, outright lying, with each other and with commentary from Alan Read. Inspired by this successful adventure in collaborative academic mis-performance, "The ‘Dirty Work’ of the Lie" takes the challenge set by the Prelude Panel at PSI #15 and subjects the ideas emerging from this panel to "friendly fire" in order to build a multi authored response to 'performance that lies', with reference to the work of A Chorus of Women, disabled artists Bill Shannon, Aaron Williamson and Kathryn Araneillo, US dance performer Ann Liv Young and US theatre and festival director Peter Sellars. In doing so, "The 'Dirty Work' of the Lie" provides a reflexive response to the duplicity inherent in the performances, and also in our own academic analyses. With Alan Read acting as interlocutor, each contributor will creatively respond to a paper presented by another, developing the key intersecting issues that emerged through the formation of the panel. These issues include impression management, self-belief and performers who are 'taken in by their own act', the dirty work of taking others in with an act, the guerrilla dimension of lying, the productivity of the lie, and questions of audience engagement and ethics. As a result, this new paper tests how the 'misperformance' of lies across different cultural sites, be it deliberate or accidental, can become a productive – and, indeed, politicised – aspect of cultural performance, betraying accepted attitudes, ideas and structures of authority and offering alternative visions. Through it’s distinctively multi vocal texture, "The 'Dirty Work' of the Lie" also interrogates the modes of analysis available to us, questioning the 'duplicity' in our reflecting, responding and listening to each other as well as the work.

Lie group symmetry analysis for granular media stress equations

The Airy stress function, although frequently employed in classical linear elasticity, does not receive similar usage for granular media problems. For plane strain quasi-static deformations of a cohesionless Coulomb–Mohr granular solid, a single nonlinear partial differential equation is formulated for the Airy stress function by combining the equilibrium equations with the yield condition. This has certain advantages from the usual approach, in which two stress invariants and a stress angle are introduced, and a system of two partial differential equations is needed to describe the flow. In the present study, the symmetry analysis of differential equations is utilised for our single partial differential equation, and by computing an optimal system of one-dimensional Lie algebras, a complete set of group-invariant solutions is derived. By this it is meant that any group-invariant solution of the governing partial differential equation (provided it can be derived via the classical symmetries method) may be obtained as a member of this set by a suitable group transformation. For general values of the parameters (angle of internal friction and gravity g) it is found there are three distinct classes of solutions which correspond to granular flows considered previously in the literature. For the two limiting cases of high angle of internal friction and zero gravity, the governing partial differential equation admit larger families of Lie point symmetries, and from these symmetries, further solutions are derived, many of which are new. Furthermore, the majority of these solutions are exact, which is rare for granular flow, especially in the case of gravity driven flows.

Robust numeric set watermarking : numbers don’t lie

Ever since Cox et. al published their paper, “A Secure, Robust Watermark for Multimedia” in 1996 [6], there has been tremendous progress in multimedia watermarking. The same pattern re-emerged with Agrawal and Kiernan publishing their work “Watermarking Relational Databases” in 2001 [1]. However, little attention has been given to primitive data collections with only a handful works of research known to the authors [11, 10]. This is primarily due to the absence of an attribute that differentiates marked items from unmarked item during insertion and detection process. This paper presents a distribution-independent, watermarking model that is secure against secondary-watermarking in addition to conventional attacks such as data addition, deletion and distortion. The low false positives and high capacity provide additional strength to the scheme. These claims are backed by experimental results provided in the paper.

Embedding Of Non-Simple Lie-Groups, Coupling-Constant Relations And Non-Uniqueness Of Models Of Unification

A general derivation of the coupling constant relations which result on embedding a non-simple group like SU L (2) @ U(1) in a larger simple group (or graded Lie group) is given. It is shown that such relations depend only on the requirement (i) that the multiplet of vector fields form an irreducible representation of the unifying algebra and (ii) the transformation properties of the fermions under SU L (2). This point is illustrated in two ways, one by constructing two different unification groups containing the same fermions and therefore have same Weinberg angle; the other by putting different SU L (2) structures on the same fermions and consequently have different Weinberg angles. In particular the value sin~0=3/8 is characteristic of the sequential doublet models or models which invoke a large number of additional leptons like E 6, while addition of extra charged fermion singlets can reduce the value of sin ~ 0 to 1/4. We point out that at the present time the models of grand unification are far from unique.

A quantum stochastic Lie-Trotter product formula

A Trotter product formula is established for unitary quantum stochastic processes governed by quantum stochastic differential equations with constant bounded coefficients.

Lacunary Fourier series and a qualitative uncertainty principle for compact Lie groups

We define lacunary Fourier series on a compact connected semisimple Lie group G. If f is an element of L-1 (G) has lacunary Fourier series and f vanishes on a non empty open subset of G, then we prove that f vanishes identically. This result can be viewed as a qualitative uncertainty principle.

Spherical aberration and its correction using Lie algebraic methods

We discuss three methods to correct spherical aberration for a point to point imaging system. First, results obtained using Fermat's principle and the ray tracing method are described briefly. Next, we obtain solutions using Lie algebraic techniques. Even though one cannot always obtain analytical results using this method, it is often more powerful than the first method. The result obtained with this approach is compared and found to agree with the exact result of the first method.

Variants of Miyachi�s Theorem for Nilpotent lie Groups

We formulate and prove two versions of Miyachi�s theorem for connected, simply connected nilpotent Lie groups. This allows us to prove the sharpness of the constant 1/4 in the theorems of Hardy and of Cowling and Price for any nilpotent Lie group. These theorems are proved using a variant of Miyachi�s theorem for the group Fourier transform.