Geometric methods in computational complexity

Mori dream spaces are a special kind of varieties introduced by Hu and Keel in 2000 that enjoy very good properties with respect to the minimal model program. In this talk we explore when blowups of P^3 along smooth curves are Mori dream spaces, generalizing an early example of A. Küronya.  This is joint work with Sokratis Zikas.

In this talk, I will present recent joint work with S.~Matsumura, J.~Wang, and X.~Wu on the structure of compact Kähler manifolds whose anti-canonical bundle is nef. We establish a general structure theorem in the Kähler setting, showing that X admits a locally trivial fibration whose fibers are rationally connected and whose base has vanishing first Chern class. Our approach extends the method of Cao–Höring from the projective to the Kähler case, requiring new tools such as a flatness criterion for pseudo-effective sheaves and a refined analysis of direct image sheaves equipped with singular Hermitian metrics. I will also discuss the application, about the generalization of the Beauville–Bogomolov decomposition.

IPVTs and applications

I will discuss limits in low intensity of Poisson-Voronoi tessellations, which we called ideal Poisson-Voronoi tessellations (IPVTs).

In the colloquium part, I will focus on the IPVT of real hyperbolic space of dimension d, where a simple Poissonian description of the cell containing the origin enables an in-depth study of the geometric features of its tiles.

In the research seminar part, I will discuss sufficient conditions for convergence toward IPVTs in a general metric space, and illustrate them for the Cartesian product of two hyperbolic planes endowed with the $L^1$ metric. Then I will discuss an application to proving the smallness of the uniqueness threshold of Poisson/Bernoulli–Voronoi percolation on spaces with a non-amenable product structure.

Based on joint works with Nicolas Curien, Nathanaël Enriquez, Russell Lyons, Meltem Ünel (2303.16831, to appear on The Annals of Probability), on 2412.00822, and on incoming works with Ali Khezeli and with Jan Grebik, Ali Khezeli, Konstantin Recke, and Amanda Wilkens.

EPW cubes are six-dimensional projective hyper-Kähler varieties constructed by Iliev, Kapustka, Kapustka, and Ranestad. Their construction and properties share many similarities with the double EPW sextics introduced by O’Grady. Both double EPW sextics and EPW cubes belong to the few known families of hyper-Kähler varieties for which one can give a geometric description of a general element in the moduli space. Moreover, both admit an anti-symplectic involution whose fixed locus is a Lagrangian submanifold.

In this talk we will review the theory of hyper-Kähler varieties and the role of Lagrangian subvarieties. We will then talk about EPW cubes, and present some recent results on the fixed locus of the anti-symplectic involution.

At the beginning of the 20th century, it was known that any compact connected, simply connected Riemann surface is biholomorphic to the projective line.
Subsequently, several characterizations of projective spaces were established. For instance, Siu and Yau stated that projective spaces are the only Kähler manifolds with positive holomorphic bisectional curvature, and Mori proved that they are the only projective manifolds that have an ample tangent bundle. In a different direction, projective spaces are the only Kähler–Einstein manifolds with a positive constant satisfying the equality in the Miyaoka–Yau inequality. This result originating from uniformization theory was generalized in the singular setting by Greb, Kebekus, Peternell and Druel, Guenancia, Păun. More precisely, they characterize singular quotients of $\mathbb{P}^n$ by finite groups acting freely in codimension 1. The aim of this talk is to discuss a generalization of Greb–Kebekus–Peternell’s result in order to characterize quotients of $\mathbb{P}^n$ by any group action.

Entre variétés à canonique trivial de la même dimension il y a très peu de morphismes dominants, car ils ne peuvent pas ramifier. Par contre, il y a beaucoup d’applications rationnelles dominantes. Parmi elles, celles qui sont Galoisiennes sont les plus géométriques, car elles permettent de voir le codomaine comme un quotient du domaine par un groupe fini (à birationalités près). Nous allons examiner quelles sont les restrictions que la géométrie d’une variété projective lisse avec canonique trivial impose sur ses revêtements rationnels Galoisiens. On applique ces restrictions aux variétés hyperkählériennes pour comprendre lesquelles peuvent être obtenues comme quotients birationnels d’un groupe fini agissant sur une autre variété à canonique trivial, ce qui donne des restrictions à des questions de Alexeev et Laza.

Mok a déterminé les lieux de base stables et augmentés associés au fibré cotangent d’un quotient compact d’un domaine symétrique borné irréductible. Dans cet exposé, on montre que son résultat se généralise aux quotients non compacts de volume fini. Cela nécessite de considérer des métriques singulières, pour l’étude desquelles on utilise les travaux de Kollár en théorie de Hodge variationnelle. On obtient comme application l’isotrivialité des familles séparables de courbes paramétrées par l’espace des modules des variétés abéliennes sur tout corps, à l’exception d’un nombre fini de caractéristiques positives.

Vers une connectification des immeubles supérieurs

Soit $G$ un groupe réductif déployé sur un corps réellement valué, par exemple $G=SL_n(F)$, où $F=k((t))$ pour $n$ un entier naturel et $k$ un corps. Afin d’étudier un tel groupe, Bruhat et Tits lui ont associé un objet de nature géométrico-combinatoire $I(G)$, appelé immeuble de Bruhat-Tits, sur lequel $G$ agit. On peut alors étudier $G$ via son action sur $I(G)$ et transformer une question de nature algébrique en une question plus géométrique. Par exemple si $G=SL_2(k((t)))$, où k est un corps, son immeuble est un arbre homogène de valence $|k|+1$.

Soit maintenant $F$ un corps muni d’une valuation quelconque, c’est à dire non forcément réelle. On peut par exemple prendre $F=k((t_1))((t₂))…((t_m))$, où m est un entier naturel, qui est naturellement muni d’une valuation à valeurs dans $\mathbb{Z}^m$. Afin d’étudier des groupes réductifs déployés sur de tels corps, Bennett a introduit dans les années 90 une notion d’immeubles supérieurs qui généralise la notion d’immeubles de Bruhat-Tits. Avec Izquierdo et Loisel, nous avons associé à un tel groupe un immeuble supérieur, généralisant ainsi la construction de Bruhat et Tits. Lorsque la valuation est à valeurs réelles, l’immeuble de Bruhat-Tits est connexe et contractile, ce qui permet d’appliquer des techniques de topologie algébrique pour étudier le groupe. En revanche, lorsque la valuation n’est pas réelle (par exemple si $m\geq 2$), l’immeuble n’est pas connexe. Afin de généraliser certains résultats connus pour des valuations réelles, il semble donc utile de « connectifier » l’immeuble c’est à dire de rajouter des points pour le rendre connexe. Je parlerai d’avancées dans cette direction, obtenues avec Bravo, Izquierdo et Loisel.

À côté des variétés toriques, les variétés de drapeaux font partie des rares objets en géométrie algébrique où l’on peut effectuer des calculs précis et tester des conjectures. En caractéristique positive, il existe des versions « tordues » de ces variétés : ce sont des espaces homogènes projectifs et rationnels dont le stabilisateur est un sous-groupe non réduit. Leur géométrie diffère de celle des variétés de drapeaux classiques; par exemple, elles ne sont presque jamais de Fano. À travers des exemples, nous verrons comment elles se décomposent en cellules de Białynicki-Birula et quel est leur groupe de Picard. On décrira ensuite les contractions de courbes de Schubert sur une telle variété $X$, pour arriver à une description du groupe d’automorphismes de $X$ en tant que schéma en groupes.

Titre : Constantes de Kazhdan pour certains groupes agissant sur des immeubles.

Résumé : La propriété (T) de Kazhdan est une propriété relative à la théorie des représentations unitaires. Grossièrement, on dit qu’un groupe a la propriété (T) de Kazhdan si, à chaque fois qu’une représentation admet « presque » des vecteurs invariants, alors il existe des vecteurs invariants. Il est possible de donner une version quantitative de cette propriété, au moyen d’un seuil de déplacement minimal pour les vecteurs presque invariants. Cette quantité est habituellement appelée la constante de Kazhdan.

It is well-known that not every variety in positive characteristic can be lifted to characteristic 0. However, it is conjectured that lifts exist for varieties on which the Frobenius map splits globally—the so-called globally F-split varieties. Recently, Bernasconi, Brivio, Kawakami and Witaszek established the following strong version in two dimension two: globally F-split normal surfaces indeed lift, together with their minimal resolution morphism. From the point of view of the MMP, it is natural to extend this result  to non-normal surfaces that are globally F-split.

In this talk, I will report on a joint project with F. Bernasconi, where we extend this strong lifting statement to non-normal globally F-split CY surfaces. Our argument involves a precise understanding of CY surface pairs with non-empty boundary, and some equivariant MMP.

It is well understood that positivity or negativity properties of canonical line bundle encode a significant amount of geometric data about the underlying projective variety. It is therefore unsruprising to expect that the same should be true for the relative canonical divisor of families of projective varieties. For families of varieties whose canonical divisor is ample (canonically polarized) or numerically trivial (Calabi-Yau), important positivity properties of the pushforward of the relative (pluri)canonical was discovered by Fujita, Kawamata, Kollár and Viehweg. Many fundamental results then followed as a consequence – from moduli theory of such varieties to birational geometry of base spaces of their degeneration. For families of Fano varieties however much less is known. In this talk I will discuss how one can complement some of these classical results in the Fano case. This is based on ongoing joint work with Sándor Kovács.

Let $X$ be a minimal complex projective variety. Over the past years, many similar inequalities between the Chern classes of $X$ have been obtained. Moreover, it is known precisely which varieties $X$ can achieve the equality. However, so far all results in this direction have focussed on the case where the numerical dimension of $X$ is either very small or very large. In this talk, I will present analogous inequalities for varieties of intermediate Kodaira dimension and I will present a characterisation of those varieties achieving the equality. This talk is partially based on joint work with Masataka Iwai and Shin-ichi Matsumura.

A guiding problem in algebraic geometry is the classification of varieties. In dimension 1, the main invariant for their classification is the genus. Similarly, in higher dimension we study positivity properties of the canonical divisor and a first measure of these is its Iitaka dimension.
A long-standing problem is how we can relate Iitaka dimensions in fibrations: the Iitaka conjectures. Recently, Chang proved an inequality for the Iitaka dimensions of the anticanonical divisors in fibrations over fields of characteristic 0. Both Iitaka’s conjecture and Chang’s theorem are known to fail in positive characteristic. However, in a joint work with Brivio and Chang, we prove that anti-Iitaka holds when the “arithmetic properties” of the anticanonical divisor are sufficiently good.

Géométrie birationnelle des groupes algébriques en caractéristique p>0

(Première partie) Cet exposé portera sur l’étude des familles G ⟶ S de groupes algébriques paramétrées par des variétés algébriques S de caractéristique p>0. Je commencerai l’exposé en expliquant quelques conséquences, pour l’étude des groupes algébriques, de l’existence du morphisme de Frobenius. La géométrie birationnelle est l’étude des différents prolongements possibles d’une famille fixée paramétrée par les points d’un ouvert dense U de S. J’expliquerai la signification de cette étude birationnelle pour la connaissance de toutes les familles. Dans ce contexte, les éclatements de Néron (aussi appelés dilatations) sont l’outil clé pour fabriquer de nouveaux prolongements. Je les présenterai ainsi que quelques développements très récents.
(Deuxième partie) Je me concentrerai ensuite sur le cas des groupes finis et illustrerai les problèmes spécifiques à ce cas. J’introduirai l’espace de modules des prolongements d’une famille fixée, qui est une ind-variété. Enfin j’énoncerai un résultat d’existence de dilatations dans ce cadre.
L’exposé comportera de nombreux exemples.
Il s’agit de résultats obtenus en collaboration avec A. Mayeux et T. RIcharz, ainsi que de travaux d’Alice Bouillet.