Calibrated embeddings in the special Lagrangian and coassociative cases

Every closed, oriented, real analytic Riemannian 3-manifold can be isometrically embedded as a special Lagrangian submanifold of a Calabi-Yau 3-fold, even as the real locus of an antiholomorphic, isometric involution. Every closed, oriented, real analytic Riemannian 4-manifold whose bundle of self-dual 2-forms is trivial can be isometrically embedded as a coassociative submanifold in a G_2-manifold, even as the fixed locus of an anti-G_2 involution. These results, when coupled with McLean's analysis of the moduli spaces of such calibrated submanifolds, yield a plentiful supply of examples of compact calibrated submanifolds with nontrivial deformation spaces.

Construction of Hamiltonian-Minimal Lagrangian submanifolds in Complex Euclidean Space

We describe several families of Lagrangian submanifolds in complex Euclidean space which are H-minimal, i.e. critical points of the volume functional restricted to Hamiltonian variations. We make use of various constructions involving planar, spherical and hyperbolic curves, as well as Legendrian submanifolds of the odd-dimensional unit sphere.

Some examples of special Lagrangian tori

A short paper giving some examples of smooth hypersurfaces M of degree n+1 in complex projective n-space that are defined by real polynomial equations and whose real slice contains a component diffeomorphic to an n-1 torus, which is then special Lagrangian with respect to the Calabi-Yau metric on M.

Exact Lagrangian cobordism and pseudo-isotopy

Dans cette thèse, on étudie les propriétés des sous-variétés lagrangiennes dans une variété symplectique en utilisant la relation de cobordisme lagrangien. Plus précisément, on s'intéresse à déterminer les conditions pour lesquelles les cobordismes lagrangiens élémentaires sont en fait triviaux. En utilisant des techniques de l'homologie de Floer et le théorème du s-cobordisme on démontre que, sous certaines hypothèses topologiques, un cobordisme lagrangien exact est une pseudo-isotopie lagrangienne. Ce resultat est une forme faible d'une conjecture due à Biran et Cornea qui stipule qu'un cobordisme lagrangien exact est hamiltonien isotope à une suspension lagrangianenne.

Éclatement et contraction lagrangiens et applications

Soit (M, ω) une variété symplectique. Nous construisons une version de l’éclatement et de la contraction symplectique, que nous définissons relative à une sous-variété lagrangienne L ⊂ M. En outre, si M admet une involution anti-symplectique ϕ, et que nous éclatons une configuration suffisament symmetrique des plongements de boules, nous démontrons qu’il existe aussi une involution anti-symplectique sur l’éclatement ~M. Nous dérivons ensuite une condition homologique pour les surfaces lagrangiennes réeles L = Fix(ϕ), qui détermine quand la topologie de L change losqu’on contracte une courbe exceptionnelle C dans M. Finalement, on utilise ces constructions afin d’étudier le packing relatif dans (ℂP²,ℝP²).

Structures quantiques de certaines sous-variétés lagrangiennes non-monotones

Soit (M,ω) un variété symplectique fermée et connexe.On considère des sous-variétés lagrangiennes α : L → (M,ω). Si α est monotone, c.- à-d. s’il existe η > 0 tel que ημ = ω, Paul Biran et Octav Conea ont défini une version relative de l’homologie quantique. Dans ce contexte ils ont déformé l’opérateur de bord du complexe de Morse ainsi que le produit d’intersection à l’aide de disques pseudo-holomorphes. On note (QH(L), ∗), l’homologie quantique de L munie du produit quantique. Le principal objectif de cette dissertation est de généraliser leur construction à un classe plus large d’espaces. Plus précisément on considère soit des sous-variétés presque monotone, c.-à-d. α est C1-proche d’un plongement lagrangian monotone ; soit les fibres toriques de variétés toriques Fano. Dans ces cas non nécessairement monotones, QH(L) va dépendre de certains choix, mais cela sera irrelevant pour les applications présentées ici. Dans le cas presque monotone, on s’intéresse principalement à des questions de déplaçabilité, d’uniréglage et d’estimation d’énergie de difféomorphismes hamiltoniens. Enfin nous terminons par une application combinant les deux approches, concernant la dynamique d’un hamiltonien déplaçant toutes les fibres toriques non-monotones dans CPn.

Quelques propriétés des sous-variétés lagrangiennes monotones : Rayon de Gromov et morphisme de Seidel

Cette thèse présente quelques propriétés des sous-variétés lagrangiennes monotones. On résoud d'abord une conjecture de Barraud et Cornea dans le cadre monotone en montrant que le rayon de Gromov relatif à deux lagrangiennes dans la même classe d'isotopie hamiltonienne donne une borne inférieure à la distance de Hofer entre ces deux mêmes lagrangiennes. Le cas non-monotone de cette conjecture reste ouvert encore. On définit toutes les structures nécessaires à l'énoncé et à la preuve de cette conjecture. Deuxièmement, on définit une nouvelle version d'un morphisme de Seidel relatif à l'aide des cobordismes lagrangiens de Biran et Cornea. On montre que cette version est chaîne-homotope aux différentes autres versions apparaissant dans la littérature. Que toutes ces définitions sont équivalentes fait partie du folklore mais n'apparaît pas dans la littérature. On conclut par une conjecture qui identifie un triangle exact obtenu par chirurgie lagrangienne et un autre dû à Seidel et faisant intervenir le twist de Dehn symplectique.

Source spaces and perturbations for cluster complexes

Dans ce travail, nous définissons des objets composés de disques complexes marqués reliés entre eux par des segments de droite munis d’une longueur. Nous construisons deux séries d’espaces de module de ces objets appelés clus- ters, une qui sera dite non symétrique, la version ⊗, et l’autre qui est dite symétrique, la version •. Cette construction permet des choix de perturba- tions pour deux versions correspondantes des trajectoires de Floer introduites par Cornea et Lalonde ([CL]). Ces choix devraient fournir une nouvelle option pour la description géométrique des structures A∞ et L∞ obstruées étudiées par Fukaya, Oh, Ohta et Ono ([FOOO2],[FOOO]) et Cho ([Cho]). Dans le cas où L ⊂ (M, ω) est une sous-variété lagrangienne Pin± mono- tone avec nombre de Maslov ≥ 2, nous définissons une structure d’algèbre A∞ sur les points critiques d’une fonction de Morse générique sur L. Cette struc- ture est présentée comme une extension du complexe des perles de Oh ([Oh]) muni de son produit quantique, plus récemment étudié par Biran et Cornea ([BC]). Plus généralement, nous décrivons une version géométrique d’une catégorie de Fukaya avec seul objet L qui se veut alternative à la description (relative) hamiltonienne de Seidel ([Sei]). Nous vérifions la fonctorialité de notre construction en définissant des espaces de module de clusters occultés qui servent d’espaces sources pour des morphismes de comparaison.

Cobordismes lagrangiens et uniréglage

Ce mémoire traite de la question suivante: est-ce que les cobordismes lagrangiens préservent l'uniréglage? Dans les deux premiers chapitres, on présente en survol la théorie des courbes pseudo-holomorphes nécessaire. On examine d'abord en détail la preuve que les espaces de courbes $ J $-holomorphes simples est une variété de dimension finie. On présente ensuite les résultats nécessaires à la compactification de ces espaces pour arriver à la définition des invariants de Gromov-Witten. Le troisième chapitre traite ensuite de quelques résultats sur la propriété d'uniréglage, ce qu'elle entraine et comment elle peut être démontrée. Le quatrième chapitre est consacré à la définition et la description de l'homologie quantique, en particulier celle des cobordismes lagrangiens, ainsi que sa structure d'anneau et de module qui sont finalement utilisées dans le dernier chapitre pour présenter quelques cas ou la conjecture tient.

Resolvent and Scattering Matrix at the Maximum of the Potential

2000 Mathematics Subject Classification: 35P25, 81U20, 35S30, 47A10, 35B38.

I. Singular perturbation problems involving singular points and turning points. II. On the averaged Lagrangian technique for nonlinear dispersive waves

In Part I a class of linear boundary value problems is considered which is a simple model of boundary layer theory. The effect of zeros and singularities of the coefficients of the equations at the point where the boundary layer occurs is considered. The usual boundary layer techniques are still applicable in some cases and are used to derive uniform asymptotic expansions. In other cases it is shown that the inner and outer expansions do not overlap due to the presence of a turning point outside the boundary layer. The region near the turning point is described by a two-variable expansion. In these cases a related initial value problem is solved and then used to show formally that for the boundary value problem either a solution exists, except for a discrete set of eigenvalues, whose asymptotic behaviour is found, or the solution is non-unique. A proof is given of the validity of the two-variable expansion; in a special case this proof also demonstrates the validity of the inner and outer expansions.

Nonlinear dispersive wave equations which are governed by variational principles are considered in Part II. It is shown that the averaged Lagrangian variational principle is in fact exact. This result is used to construct perturbation schemes to enable higher order terms in the equations for the slowly varying quantities to be calculated. A simple scheme applicable to linear or near-linear equations is first derived. The specific form of the first order correction terms is derived for several examples. The stability of constant solutions to these equations is considered and it is shown that the correction terms lead to the instability cut-off found by Benjamin. A general stability criterion is given which explicitly demonstrates the conditions under which this cut-off occurs. The corrected set of equations are nonlinear dispersive equations and their stationary solutions are investigated. A more sophisticated scheme is developed for fully nonlinear equations by using an extension of the Hamiltonian formalism recently introduced by Whitham. Finally the averaged Lagrangian technique is extended to treat slowly varying multiply-periodic solutions. The adiabatic invariants for a separable mechanical system are derived by this method.

Numerical study about natural escape and capture routes by the Moon via Lagrangian points L1 and L2

The lunar sphere of influence, whose radius is some 66,300 km, has regions of stable orbits around the Moon and also regions that contain trajectories which, after spending some time around the Moon, escape and are later recaptured by lunar gravity. Both the escape and the capture occur along the Lagrangian equilibrium points L1 and L2. In this study, we mapped out the region of lunar influence considering the restricted three-body Earth-Moon-particle problem and the four-body Sun-Earth-Moon-particle (probe) problem. We identified the stable trajectories, and the escape and capture trajectories through the L I and L2 in plots of the eccentricity versus the semi-major axis as a function of the time that the energy of the osculating lunar trajectory in the two-body Moon-particle problem remains negative. We also investigated the properties of these routes, giving special attention to the fact that they supply a natural mechanism for performing low-energy transfers between the Earth and the Moon, and can thus be useful on a great number of future missions. (C) 2007 Published by Elsevier Ltd on behalf of COSPAR.