Complex geometry seminar

A fundamental result in Complex Geometry is the Kobayashi-Hitchin correspondence, stating that a holomorphic vector bundle on a Kähler manifold is poly-stable (as defined by Mumford, Takemoto) if and only if it admits a Hermitian metric solving the Hermite-Einstein equation. It has now become clear that there exist many possible different stability notions for vector bundles, that are of great interest in Algebraic Geometry and String Theory. It is natural to wonder if these stabilities are also tied to the existence of Hermitian metrics with special curvature properties. In this talk, based on joint work with Julien Keller (arXiv:2405.03312[math.DG]), we will consider a class of “polynomial” equations for the curvature of rank 2 holomorphic vector bundles on compact projective surfaces, and a corresponding class of polynomial stability conditions for these bundles. We will then explain how each of these stability conditions is related to the existence of a Hermitian metric satisfying the corresponding equation. This refines and partially confirms a conjectural correspondence between Bridgeland stability conditions and PDEs on holomorphic vector bundles, formulated by Dervan, McCarthy, and Sektnan.

Dans un travail en commun avec K. Cesnavicius concernant les groupes de lacets et la fibration de Hitchin, nous avons été amené à  étudier le quotient adjoint sur des bases arbitraires. Un résultat récent de Chaput et Romagny montrait un théorème de Chevalley pour des groupes simples déployés sur un schéma S, mais laissait le problème ouvert dans le cas général. On généralise leur énoncé en même temps que l’on apporte une preuve différente de leur énoncé.

Dans cet exposé, je vais présenter les lieux de dégénérescence orbitaux.
Ces lieux généralisent les lieux de dégénérescence classiques; étant
donnés des fibrés principaux (ou fibrés vectoriels avec une certaine
structure), ils permettent de construire des variétés projectives
“spéciales”.
Deux outils majeurs permettent de controler les propriétés intrinsèques
des variétés construites (e.g. la positivité du fibré canonique):
l’existence de désingularisations explicites de ces lieux et l’existence
de résolutions localement libres de leurs idéaux. Selon le temps
disponible, je vais présenter ces outils à  l’aide d’exemples concrets et
significatifs.
Il s’agit d’un projet en commun avec Sara Angela Filippini, Laurent
Manivel et Fabio Tanturri.

Let $s_{1}, dots, s_{k}$ be the elementary symmetric functions of the complex variables $x_{1}, dots, x_{k}$.
We say that $F in C[s_{1}, dots, s_{k}]$ is a {trace function} if their exists $f in C[z]$ such that
$F(s_{1}, dots, s_{k}] = sum_{j=1}^{k} f(x_{j})$ for all $s in C^{k}$.
We give an explicit finite family of second order differential operators in the Weyl algebra
$W_{2}:= C[s_{1}, dots, s_{k}]langle frac{partial}{partial s_{1}}, dots, frac{partial}{partial s_{k}}rangle $
which generates the left ideal in $W_{2}$ of partial differential operators killing all trace functions.
The proof uses a theorem for symmetric differential operators analogous
to the usual symmetric functions theorem and the corresponding map for symbols. As a corollary, we obtain for each integer $k$
a regular holonomic system which is a quotient of $W_{2}$ by an explicit left ideal whose local solutions are given by linear
combinations of the branches of the multivalued root of the universal equation of degree $k$:
$z^{k} + sum_{h=1}^{k} (-1)^{h}.s_{h}.z^{k-h} = 0$.

Soit Y une hypersurface lisse dans une variété hyper-kählérienne irréductible projective X de dimension 2n et $sigma$ une forme holomorphiquement symplectique sur X. Le feuilletage caractéristique F sur une hypersurface Y est le noyau de la forme symplectique $sigma$ restreinte à  Y. Supposons qu’il existe une fibration lagrangienne $pi:Xto mathbb{P}^n$ et $Y=pi^{-1}D$ pour une hypersurface $D$ dans $mathbb{P}^n$. Je montre que une feuille générale de $F$ est Zariski dense dans une fibre de $pi$.

In 2008 Campana conjectured that a smooth projective family of canonically polarized manifolds over a special manifold (being opposed to general type manifolds) is isotrivial, i.e. any two fibers are isomorphic. This conjecture was proven by Taji in 2016. In this talk I will present a hyperbolic version of Campana’s isotriviality conjecture: a smooth family of canonically polarized or polarized Calabi-Yau manifolds over a hyperbolically special complex manifold (i.e. its Kobayashi pseudo distance vanishes identically) is necessarily isotrivial. This result is indeed inspired by another conjecture of Campana: a complex manifold is special if and only if it is hyperbolically special, and thus provides some (indirect) evidence to this conjecture.

Étant donnée une famille de surfaces K3 polarisées au dessus d’une base de dimension 1, que peut-on dire du lieu o๠le nombre de Picard est strictement plus grand que le nombre de Picard générique ? Quand la base est une courbe complexe quasi-projective et que la famille est non-isotriviale, une première réponse à  cette question est donnée par Green-Oguiso qui montrent que cet ensemble, dit lieu de Noehter-Lefschetz, est dense pour la topologie analytique. Quand la base est le spectre d’anneau d’entiers d’un corps de nombres, la situation est moins connue. Dans cet exposé, je parlerai de résultats récents dans les deux directions: le premier affirme l’equidistribution du lieu de Noether-Lefschetz dans le cas complexe par rapport à  une mesure naturelle sur la base. Ensuite, je montrerai dans le contexte arithmétique que l’ensemble des places du corps de nombre en question o๠le nombre de Picard saute est infini. Ce dernier résultat est en commun avec Ananth Shankar, Arul Shankar et Yunqing Tang.

If L is a line bundle on a projective manifold, then the existence of effective bounds for its tensor powers to have global sections or become globally generated have been a central problem in algebaic geometry for the last 150 years. While the case of curves follows from Riemann-Roch, satsifactory answers for surfaces only arrived about thirty years ago. Research in the area has been mostly motivated by Fujita’s conjectures predicting the global generation and very ampleness of certain adjoint line bundles. In this talk we will consider the case of effective global generation for projective manifolds with numerically trivial canonical bundle. This is an account of joint work with Yusuf Mustopa.

As is well known, Hodge Theory for projective manifolds has a number of topological consequences, particularly through the Hard-Lefschetz Theorem and the Hodge-Riemann bilinear relations. Classically this theory involves a positive cohomology class, for instance the first Chern class of an ample line bundle. In this talk I will discuss an extension of this package of ideas to Schur classes of ample vector bundles. I will also discuss various consequences, including a higher-rank version of the famous Khovanskii-Teissier inequalities and some applications to algebraic combinatorics. This work is joint with Matei Toma.

Il s’agit d’un travail en commun avec S. Diverio et H. Guenancia. Un
résultat récent de Boucksom et Diverio montre que toutes les
sous-variétés d’un quotient lisse et compact d’un domaine borné sont de
type général. J’expliquerai comment généraliser ce type de propriété
d’hyperbolicité algébrique au cas des quotients non compacts de ces
domaines bornés ; cela permettra d’étendre au cas non symétrique un
critère d’hyperbolicité complexe établi dans un précédent travail en
collaboration avec E. Rousseau et B. Taji.

The Chow-Mumford (CM) line bundle is a functorial line bundle on the base of any family of polarized varieties, in particular on the base of families of Q-Fano varieties (that is, Fano varieties with klt singularities). It is conjectured that the CM line bundle yields a polarization on the conjectured moduli space of K-polystable Q-Fano varieties (which over the complex numbers are conjectured to be exactly the Fanos admitting a singular Kähler-Einstein metric). The above polarization conjecture boils down to showing semi-positivity and positivity statements about the CM-line bundle for families with K-semi-stable and K-polystable Q-Fano fibers, respectively. I present a joint work with Giulio Codogni where we prove the necessary semi-positivity statements in the K-semi-stable situation, and the necessary positivity statements in the uniform K-stable situation, including in both cases variants assuming K-stability only for very general fibers. Our statements work in the most general singular situation (klt singularities), and the proofs are algebraic, except the computation of the limit of a sequence of real numbers via the central limit theorem of probability theory.