Exposants géométriques des modèles de boucles dilués et idempotents des TL-modules de la chaîne de spins XXZ

Cette thèse porte sur les phénomènes critiques survenant dans les modèles bidimensionnels sur réseau. Les résultats sont l'objet de deux articles : le premier porte sur la mesure d'exposants critiques décrivant des objets géométriques du réseau et, le second, sur la construction d'idempotents projetant sur des modules indécomposables de l'algèbre de Temperley-Lieb pour la chaîne de spins XXZ. Le premier article présente des expériences numériques Monte Carlo effectuées pour une famille de modèles de boucles en phase diluée. Baptisés "dilute loop models (DLM)", ceux-ci sont inspirés du modèle O(n) introduit par Nienhuis (1990). La famille est étiquetée par les entiers relativement premiers p et p' ainsi que par un paramètre d'anisotropie. Dans la limite thermodynamique, il est pressenti que le modèle DLM(p,p') soit décrit par une théorie logarithmique des champs conformes de charge centrale c(\kappa)=13-6(\kappa+1/\kappa), où \kappa=p/p' est lié à la fugacité du gaz de boucles \beta=-2\cos\pi/\kappa, pour toute valeur du paramètre d'anisotropie. Les mesures portent sur les exposants critiques représentant la loi d'échelle des objets géométriques suivants : l'interface, le périmètre externe et les liens rouges. L'algorithme Metropolis-Hastings employé, pour lequel nous avons introduit de nombreuses améliorations spécifiques aux modèles dilués, est détaillé. Un traitement statistique rigoureux des données permet des extrapolations coïncidant avec les prédictions théoriques à trois ou quatre chiffres significatifs, malgré des courbes d'extrapolation aux pentes abruptes. Le deuxième article porte sur la décomposition de l'espace de Hilbert \otimes^nC^2 sur lequel la chaîne XXZ de n spins 1/2 agit. La version étudiée ici (Pasquier et Saleur (1990)) est décrite par un hamiltonien H_{XXZ}(q) dépendant d'un paramètre q\in C^\times et s'exprimant comme une somme d'éléments de l'algèbre de Temperley-Lieb TL_n(q). Comme pour les modèles dilués, le spectre de la limite continue de H_{XXZ}(q) semble relié aux théories des champs conformes, le paramètre q déterminant la charge centrale. Les idempotents primitifs de End_{TL_n}\otimes^nC^2 sont obtenus, pour tout q, en termes d'éléments de l'algèbre quantique U_qsl_2 (ou d'une extension) par la dualité de Schur-Weyl quantique. Ces idempotents permettent de construire explicitement les TL_n-modules indécomposables de \otimes^nC^2. Ceux-ci sont tous irréductibles, sauf si q est une racine de l'unité. Cette exception est traitée séparément du cas où q est générique. Les problèmes résolus par ces articles nécessitent une grande variété de résultats et d'outils. Pour cette raison, la thèse comporte plusieurs chapitres préparatoires. Sa structure est la suivante. Le premier chapitre introduit certains concepts communs aux deux articles, notamment une description des phénomènes critiques et de la théorie des champs conformes. Le deuxième chapitre aborde brièvement la question des champs logarithmiques, l'évolution de Schramm-Loewner ainsi que l'algorithme de Metropolis-Hastings. Ces sujets sont nécessaires à la lecture de l'article "Geometric Exponents of Dilute Loop Models" au chapitre 3. Le quatrième chapitre présente les outils algébriques utilisés dans le deuxième article, "The idempotents of the TL_n-module \otimes^nC^2 in terms of elements of U_qsl_2", constituant le chapitre 5. La thèse conclut par un résumé des résultats importants et la proposition d'avenues de recherche qui en découlent.

A NOTE ON THE COMPOSITE OF TWO IRREDUCIBLE MORPHISMS

In this note, we show that a composite of two irreducible morphisms between indecomposable modules cannot lie in R(3)\R(5).

ON THE COMPOSITE OF THREE IRREDUCIBLE MORPHISMS IN THE FOURTH POWER OF THE RADICAL

We study here the nonzero composite of three irreducible morphisms between indecomposable modules lying in the fourth power of the radical.

Représentations et fusion des algèbres de Temperley-Lieb originale et diluée

Les algèbres de Temperley-Lieb originales, aussi dites régulières, apparaissent dans de nombreux modèles statistiques sur réseau en deux dimensions: les modèles d'Ising, de Potts, des dimères, celui de Fortuin-Kasteleyn, etc. L'espace d'Hilbert de l'hamiltonien quantique correspondant à chacun de ces modèles est un module pour cette algèbre et la théorie de ses représentations peut être utilisée afin de faciliter la décomposition de l'espace en blocs; la diagonalisation de l'hamiltonien s'en trouve alors grandement simplifiée. L'algèbre de Temperley-Lieb diluée joue un rôle similaire pour des modèles statistiques dilués, par exemple un modèle sur réseau où certains sites peuvent être vides; ses représentations peuvent alors être utilisées pour simplifier l'analyse du modèle comme pour le cas original. Or ceci requiert une connaissance des modules de cette algèbre et de leur structure; un premier article donne une liste complète des modules projectifs indécomposables de l'algèbre diluée et un second les utilise afin de construire une liste complète de tous les modules indécomposables des algèbres originale et diluée. La structure des modules est décrite en termes de facteurs de composition et par leurs groupes d'homomorphismes. Le produit de fusion sur l'algèbre de Temperley-Lieb originale permet de «multiplier» ensemble deux modules sur cette algèbre pour en obtenir un autre. Il a été montré que ce produit pouvait servir dans la diagonalisation d'hamiltoniens et, selon certaines conjectures, il pourrait également être utilisé pour étudier le comportement de modèles sur réseaux dans la limite continue. Un troisième article construit une généralisation du produit de fusion pour les algèbres diluées, puis présente une méthode pour le calculer. Le produit de fusion est alors calculé pour les classes de modules indécomposables les plus communes pour les deux familles, originale et diluée, ce qui vient ajouter à la liste incomplète des produits de fusion déjà calculés par d'autres chercheurs pour la famille originale. Finalement, il s'avère que les algèbres de Temperley-Lieb peuvent être associées à une catégorie monoïdale tressée, dont la structure est compatible avec le produit de fusion décrit ci-dessus. Le quatrième article calcule explicitement ce tressage, d'abord sur la catégorie des algèbres, puis sur la catégorie des modules sur ces algèbres. Il montre également comment ce tressage permet d'obtenir des solutions aux équations de Yang-Baxter, qui peuvent alors être utilisées afin de construire des modèles intégrables sur réseaux.

Représentations et fusion des algèbres de Temperley-Lieb originale et diluée

Les algèbres de Temperley-Lieb originales, aussi dites régulières, apparaissent dans de nombreux modèles statistiques sur réseau en deux dimensions: les modèles d'Ising, de Potts, des dimères, celui de Fortuin-Kasteleyn, etc. L'espace d'Hilbert de l'hamiltonien quantique correspondant à chacun de ces modèles est un module pour cette algèbre et la théorie de ses représentations peut être utilisée afin de faciliter la décomposition de l'espace en blocs; la diagonalisation de l'hamiltonien s'en trouve alors grandement simplifiée. L'algèbre de Temperley-Lieb diluée joue un rôle similaire pour des modèles statistiques dilués, par exemple un modèle sur réseau où certains sites peuvent être vides; ses représentations peuvent alors être utilisées pour simplifier l'analyse du modèle comme pour le cas original. Or ceci requiert une connaissance des modules de cette algèbre et de leur structure; un premier article donne une liste complète des modules projectifs indécomposables de l'algèbre diluée et un second les utilise afin de construire une liste complète de tous les modules indécomposables des algèbres originale et diluée. La structure des modules est décrite en termes de facteurs de composition et par leurs groupes d'homomorphismes. Le produit de fusion sur l'algèbre de Temperley-Lieb originale permet de «multiplier» ensemble deux modules sur cette algèbre pour en obtenir un autre. Il a été montré que ce produit pouvait servir dans la diagonalisation d'hamiltoniens et, selon certaines conjectures, il pourrait également être utilisé pour étudier le comportement de modèles sur réseaux dans la limite continue. Un troisième article construit une généralisation du produit de fusion pour les algèbres diluées, puis présente une méthode pour le calculer. Le produit de fusion est alors calculé pour les classes de modules indécomposables les plus communes pour les deux familles, originale et diluée, ce qui vient ajouter à la liste incomplète des produits de fusion déjà calculés par d'autres chercheurs pour la famille originale. Finalement, il s'avère que les algèbres de Temperley-Lieb peuvent être associées à une catégorie monoïdale tressée, dont la structure est compatible avec le produit de fusion décrit ci-dessus. Le quatrième article calcule explicitement ce tressage, d'abord sur la catégorie des algèbres, puis sur la catégorie des modules sur ces algèbres. Il montre également comment ce tressage permet d'obtenir des solutions aux équations de Yang-Baxter, qui peuvent alors être utilisées afin de construire des modèles intégrables sur réseaux.

Truncated projective spaces, Brown–Gitler spectra and indecomposable A(1)-modules

MSC 19L41; 55S10.

Modules d'endo-permutation

Dans la th´eorie des repr´esentations modulaires des groupes finis, les modules d?endo-permutation occupent une place importante. En e_et, c?est le r?ole jou´e par ces modules dans l?analyse de la structure de certains modules simples pour des groupes finis p-nilpotents, qui a amen´e E. Dade `a en introduire le concept, en 1978. Quelques ann´ees plus tard, L. Puig a d´emontr´e que la source de n?importe quel module simple pour un groupe fini p-r´esoluble quelconque est un module d?endo-permutation. Plus r´ecemment, on s?est rendu compte que ces modules interviennent aussi dans l?analyse locale des cat´egories d´eriv´ees et dans l?´etude des syst`emes de fusion. La situation que l?on consid`ere est la suivante. On se donne un nombre premier p, un p-groupe fini P, un corps alg´ebriquement clos k de caract´eristique p et on veut d´eterminer tous les kP-modules d?endo-permutation couverts ind´ecomposables de type fini, c?est-`a-dire tous les kP-modules ind´ecomposables de type fini, tels que leur alg`ebre d?endomorphismes est un kP-module de permutation ayant un facteur direct trivial. On d´efinit une relation d?´equivalence sur l?ensemble de ces kP-modules et le produit tensoriel des modules induit une structure de groupe ab´elien sur l?ensemble des classes d?´equivalence. On appelle ce groupe, le groupe de Dade de P. Ainsi, classifier les modules d?endo-permutation couverts revient `a d´eterminer le groupe de Dade de P. Le groupe de Dade d?un p-groupe fini arbitraire est encore inconnu, bien qu?E. Dade, en 1978, ´etait d´ej`a parvenu `a la classification dans le cas o`u P est ab´elien. La premi`ere partie de ce travail de th`ese est consacr´ee au probl`eme de la classification dans le cas g´en´eral et r´esoud la question dans le cas de deux familles de p-groupes finis, `a savoir celle des p-groupes m´etacycliques, pour un nombre premier p impair, et celle des 2-groupes extrasp´eciaux, de la forme D8 _ · · · _ D8. Ces deux choix ont ´et´e motiv´es par le fait que ces groupes sont "presque" ab´eliens. De plus, certains r´esultats sur la structure du groupe de Dade d?un p-groupe fini quelconque rendent le groupe de Dade des groupes de ces deux familles plus simple `a ´etudier. Dans un deuxi`eme temps, nous nous sommes int´eress´es `a deux occurrences de ces modules dans la th´eorie de la repr´esentation des groupes finis, c?est-`a-dire `a deux raisons qui motivent leur ´etude. Ainsi, nous avons r´ealis´e des modules d?endo-permutation comme sources de modules simples. En particulier, il s?av`ere que, dans le cas d?un nombre premier p impair, tout module d?endo-permutation ind´ecomposable dont la classe est un ´el´ement de torsion dans le groupe de Dade est la source d?un module simple. Finalement, nous avons d´etermin´e, parmi tous les modules d?endo-permutation connus actuellement, lesquels poss`edent une r´esolution de permutation endo-scind´ee. Nous sommes arriv´es `a la conclusion que les seuls modules d?endo-permutation qui n?ont pas de r´esolution de permutation endo-scind´ee sont les modules "exceptionnels" apparaissant pour un 2-groupe de quaternions g´en´eralis´es.<br/><br/>In modular representation theory, endo-permutation modules occupy an important position. Indeed, the role that these modules play, in the analysis of the structure of some particular simple modules for finite p-nilpotent groups, induced E. Dade, in 1978, to give them their current name. A few years later, L. Puig proved that the source of any simple module for any finite psolvable group is an endo-permutation module. More recently, the occurrence of endo-permutation modules has also been noticed in the local analysis of splendid equivalences between derived categories and in the study of fusion systems. We consider the following situation. Given a prime number p, a finite pgroup P and an algebraically closed field k of characteristic p, we are looking for all finitely generated indecomposable capped endo-permutation kP-modules. That is, all finitely generated indecomposable kP-modules such that their endomorphism algebra is a permutation kP-module having a trivial direct summand. Then, we define an equivalence relation on the set of all isomorphism classes of such modules, and it turns out that the tensor product (over k) induces a structure of abelian group on this set. We call this group the Dade group of P. Hence, classifying all indecomposable finitely generated capped endo-permutation kPmodules is equivalent to determining the Dade group of P. At present, the Dade group of an arbitrary finite p-group is still unknown. However, E. Dade computed the Dade group of all finite abelian p-groups, in 1978 already. The first part of this doctoral thesis is concerned with the problem of the classification in the general case and solve it in the case of two families of finite p-groups, namely the metacyclic p-groups, for an odd prime number p, and the extraspecial 2-groups of the shape D8 _· · ·_D8. These two choices have been motivated by the fact that these groups are not far from being abelian. Moreover, some general results concerning the Dade group of arbitrary finite p-groups suggest that the Dade group of the groups belonging to these two families is easier to study. In the second part of this thesis, we have been looking at two particular occurrences of these modules in representation theory of finite groups which motivate the interest of their classification. Thus, we realised endo-permutation modules as sources of simple modules. In particular, it turns out that, in case p is an odd prime, any indecomposable module whose class in the Dade group is a torsion element is the source of some simple module. Finally, we considered all the modules we know at present and determined which ones have an endo-split permutation resolution. We could then conclude that all but the "exceptionnal" modules occurring in the generalized quaternion case have an endo-split permutation resolution.<br/><br/>"Module d?endo-permutation" n?est pas le nom d?une maladie exotique contagieuse (du moins pas `a ma connaissance), comme vous pourriez peut-?etre l?imaginer si vous faites partie des personnes qui croient que le titre de docteur n?est destin´e qu?aux m´edecins. Dans ce cas, il se peut que le sujet dont il est question ici vous cause quelques naus´ees et r´eveille de douloureux souvenirs d?´ecole, car un module d?endo-permutation est un objet math´ematique, alg´ebrique, plus pr´ecis´ement. Ce concept a ´et´e introduit il y a un quart de si`ecle, de l?autre c?ot´e de l?Atlantique, et il s?est r´ev´el´e su_samment int´eressant pour qu?aujourd?hui il ait franchi bien des fronti`eres, celles de l?alg`ebre y compris. Mais de quoi s?agit-il ? Si vous entendez le terme "endo-permutation" probablement pour la premi`ere fois, ce n?est certainement pas le cas pour celui de "module". Cependant, sa d´efinition dans le pr´esent contexte ne co¨ýncide avec aucune de celles figurant dans les dictionnaires ordinaires. Les personnes qui ont d´ej`a entendu parler de Frobenius, Burnside, Schur, ou encore Brauer, pourront vous dire qu?un module est une repr´esentation. "De quoi ?" vous demanderezvous. "Un spectacle de marionnettes, peut-?etre ?" Bien s?ur que non ! Un module d?endo-permutation est une repr´esentation particuli`ere de certains groupes finis, o`u un groupe n?est pas un groupe de rock, comme vous pouvez vous en douter, mais d´esigne un objet math´ematique connu par tous les ´etudiants en sciences au terme de leur premi`ere ann´ee universitaire (en th´eorie, du moins). La "popularit´e" de la notion de groupe, fini ou non, est due au fait que les groupes sont fr´equemment utilis´es, aussi bien dans le domaine abstrait des math´ematiques, que dans le monde r´eel des physiciens, chimistes et autres biologistes (pour ne citer qu?eux). "Mais comment peut-on utiliser concr`etement ces objets invisibles ?" vous demanderez-vous alors. Et bien, justement, en les consid´erant par l?interm´ediaire de leurs repr´esentations, c?est-`a-dire en leur associant des matrices, de fa¸con plus ou moins naturelle. Or, comme il y a "beaucoup trop" de matrices pour un groupe donn´e, elles sont classifi´ees selon certaines de leurs propri´et´es, ce qui permet de les r´epertorier dans diverses familles (celle des modules d?endo-permutation, par exemple). Un groupe est ainsi rendu "concret", car les donn´ees matricielles sont manipulables par tous les scienti- fiques (et leurs ordinateurs), qui peuvent alors les utiliser dans leurs recherches, afin de contribuer au progr`es de la science. En toute franchise, c?est bien loin de ces soucis terre-`a-terre que ce travail de th`ese sur la classification des modules d?endo-permutation a ´et´e accompli. En fait, quitte `a choquer certaines ?ames sensibles, sa r´ealisation est surtout due au caract`ere ´epicure de son auteur, qui, avouons-le, en a ´et´e pleinement satisfait !

Functional microarray analysis suggests repressed cell-cell signaling and cell survival-related modules inhibit progression of head and neck squamous cell carcinoma

Background: Cancer shows a great diversity in its clinical behavior which cannot be easily predicted using the currently available clinical or pathological markers. The identification of pathways associated with lymph node metastasis (N+) and recurrent head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) may increase our understanding of the complex biology of this disease. Methods: Tumor samples were obtained from untreated HNSCC patients undergoing surgery. Patients were classified according to pathologic lymph node status (positive or negative) or tumor recurrence (recurrent or non-recurrent tumor) after treatment (surgery with neck dissection followed by radiotherapy). Using microarray gene expression, we screened tumor samples according to modules comprised by genes in the same pathway or functional category. Results: The most frequent alterations were the repression of modules in negative lymph node (N0) and in non-recurrent tumors rather than induction of modules in N+ or in recurrent tumors. N0 tumors showed repression of modules that contain cell survival genes and in non-recurrent tumors cell-cell signaling and extracellular region modules were repressed. Conclusions: The repression of modules that contain cell survival genes in N0 tumors reinforces the important role that apoptosis plays in the regulation of metastasis. In addition, because tumor samples used here were not microdissected, tumor gene expression data are represented together with the stroma, which may reveal signaling between the microenvironment and tumor cells. For instance, in non-recurrent tumors, extracellular region module was repressed, indicating that the stroma and tumor cells may have fewer interactions, which disable metastasis development. Finally, the genes highlighted in our analysis can be implicated in more than one pathway or characteristic, suggesting that therapeutic approaches to prevent tumor progression should target more than one gene or pathway, specially apoptosis and interactions between tumor cells and the stroma.

INTEGRABLE MODULES FOR AFFINE LIE SUPERALGEBRAS

Irreducible nonzero level modules with finite-dimensional weight spaces are discussed for nontwisted affine Lie superalgebras. A complete classification of such modules is obtained for superalgebras of type A(m, n)(boolean AND) and C(n)(boolean AND) using Mathieu's classification of cuspidal modules over simple Lie algebras. In other cases the classification problem is reduced to the classification of cuspidal modules over finite-dimensional cuspidal Lie superalgebras described by Dimitrov, Mathieu and Penkov. Based on these results a. complete classification of irreducible integrable (in the sense of Kac and Wakimoto) modules is obtained by showing that any such module is of highest weight, in which case the problem was solved by Kac and Wakimoto.

Induced Modules for Affine Lie Algebras

We study induced modules of nonzero central charge with arbitrary multiplicities over affine Lie algebras. For a given pseudo parabolic subalgebra P of an affine Lie algebra G, our main result establishes the equivalence between a certain category of P-induced G-modules and the category of weight P-modules with injective action of the central element of G. In particular, the induction functor preserves irreducible modules. If P is a parabolic subalgebra with a finite-dimensional Levi factor then it defines a unique pseudo parabolic subalgebra P(ps), P subset of P(ps). The structure of P-induced modules in this case is fully determined by the structure of P(ps)-induced modules. These results generalize similar reductions in particular cases previously considered by V. Futorny, S. Konig, V. Mazorchuk [Forum Math. 13 (2001), 641-661], B. Cox [Pacific J. Math. 165 (1994), 269-294] and I. Dimitrov, V. Futorny, I. Penkov [Comm. Math. Phys. 250 (2004), 47-63].

A unified and complete construction of all finite dimensional irreducible representations of gl(2|2)

Representations of the non-semisimple superalgebra gl(2/2) in the standard basis are investigated by means of the vector coherent state method and boson-fermion realization. All finite-dimensional irreducible typical and atypical representations and lowest weight (indecomposable) Kac modules of gl(2/2) are constructed explicity through the explicit construction of all gl(2) circle plus gl(2) particle states (multiplets) in terms of boson and fermion creation operators in the super-Fock space. This gives a unified and complete treatment of finite-dimensional representations of gl(2/2) in explicit form, essential for the construction of primary fields of the corresponding current superalgebra at arbitrary level.

Folding, calcium binding, and structural characterization of a concatemer of the first and second ligand-binding modules of the low-density lipoprotein receptor

The ligand-binding domain of the low-density lipoprotein (LDL) receptor is comprised of seven tandemly repeated ligand-binding modules, each being approximately 40 amino acids long and containing six conserved cysteine residues. We have expressed and characterized a concatemer of the first two modules (LB1 and LB2) of the human LDL receptor. Oxidative folding of the recombinant concatemer (rLB(1-2)), in the presence of calcium ions, gave a single dominant isomer with six disulfide bonds. Peptic cleavage of the short Linker region that connects the last cysteine residue of LB1 and the first cysteine residue of LB2 yielded two discrete fragments, thus excluding the presence of intermodule disulfide bonds. The N-terminal module, LB1, reacted with a conformation-specific monoclonal antibody (IgG-C7) made to LB1 in the native LDL receptor. From this, we concluded that the first module was correctly folded, with the same set of disulfide bonds as LB1 of the LDL receptor. The disulfide bond connections of LB2 were identified from mass spectral analysis of fragments formed by digestion of the C-terminal peptic fragment with elastase. These data showed that the disulfide bonds of LB2 connected Cys(I) and Cys(III), Cys(II) and Cys(V), and Cys(IV) and Cys(VI). This pattern is identical to that found for recombinant LB1 and LB2. The concatemer has two high-affinity calcium-binding sites, one per module. An analysis of the secondary chemical shifts of C alpha protons shows that the conformations of LB1 and LB2 in the concatemer are very similar to those of the individual modules, with no evidence for strong interactions between the two modules.

NMR structure and backbone dynamics of a concatemer of epidermal growth factor homology modules of the human low-density lipoprotein receptor

The ligand-binding region of the low-density lipoprotein (LDL) receptor is formed by seven N-terminal, imperfect, cysteine-rich (LB) modules. This segment is followed by an epidermal growth factor precursor homology domain with two N-terminal, tandem, EGF-like modules that are thought to participate in LDL binding and recycling of the endocytosed receptor to the cell surface. EGF-A and the concatemer, EGF-AB, of these modules were expressed in Escherichia coli. Correct protein folding of EGF-A and the concatemer EGF-AB was achieved in the presence or absence of calcium ions, in contrast to the LB modules, which require them for correct folding. Homonuclear and heteronuclear H-1-N-15 NMR spectroscopy at 17.6 T was used to determine the three-dimensional structure of the concatemer. Both modules are formed by two pairs of short, anti-parallel beta -strands. In the concatemer, these modules have a fixed relative orientation, stabilized by calcium ion-binding and hydrophobic interactions at the interface. N-15 longitudinal and transverse relaxation rates, and {H-1}-N-15 heteronuclear NOEs were used to derive a model-free description of the backbone dynamics of the molecule. The concatemer appears relatively rigid, particularly near the calcium ion-binding site at the module interface, with an average generalized order parameter of 0.85 +/- 0.11. Some mutations causing familial hypercholesterolemia may now be rationalized. Mutations of D41, D43 and E44 in the EGF-B calcium ion-binding region may affect the stability of the linker and thus the orientation of the tandem modules. The diminutive core also provides little structural stabilization, necessitating the presence of disulfide bonds. The structure and dynamics of EGF-AB contrast with the N-terminal LB modules, which require calcium ions both for folding to form the correct disulfide connectivities and for maintenance of the folded structure, and are connected by highly mobile linking peptides. (C) 2001 Academic Press.