Séminaire d'analyse (archives)

Dans cet exposé je vais considérer le flot binormal, modèle classique pour la dynamique des tourbillons filamentaires dans les équations d'Euler 3D. Il s'agit d'un flot géométrique pour des courbes 3D, explicitement relié à la Schrödinger map à valeurs dans la sphère 2D, ainsi qu'à l'équation de Schrödinger cubique 1D. Bien que ces équations soient complétement intégrables, nous mettons en évidence des solutions avec une croissance explosive de la densité d'énergie. Cette densité d'énergie est donnée par l'amplitude des hautes fréquences de la dérivée du vecteur tangent, traduisant des variations à petites échelles de la courbe. Dans le contexte des tourbillons filamentaires, la variation du vecteur tangent est interprétée comme la variation de la direction de la vorticité, qui est connue selon le critère de Constantin-Fefferman-Majda de jouer un rôle important dans le développement des singularités pour les équations d'Euler. Ceci est un travail en collaboration avec Luis Vega.

Dans cet exposé, nous considèrerons le Laplacien magnétique, opérateur de Schrödinger en présence d'un champ purement magnétique. Nous verrons comment un champ magnétique qui ne s'annule pas divise le spectre en paquets, dans la limite semi-classique : des niveaux de Landau. La construction d'une forme normale permettra d'expliciter l'apport de chaque niveau de Landau dans l'ensemble du spectre. Nous en déduirons une loi de Weyl et une description des états semi-excités.

The inviscid quasi-geostrophic equations, widely used to study the atmospheric dynamic, have many common points with the surface Euler equation. The main difference concerns the Biot and Savart law that involves a fractional laplace operator instead of a full laplace operator. From this observation, it is possible to extend the classical theory of point-vortices for the Euler equation to the quasi-geostrophic case. The point-vortex system is a system of differential hamiltonian first order equations that give account to the natural case where the vorticity is sharply concentrated around a finite number of points and then can be approximated by Dirac masses. Nevertheless, a point-vortex dynamic is well-defined as long as there are no collapses of vortices, due to the singularity of the vorticity kernels. This present talk aims at presenting some of the most recent results concerning the point-vortex systems both for the Euler and quasi-geostrophic models, with a focus on the vortex collapses.

Nous nous intéresserons à l'équation de Helmholtz, un des plus simples modèles d'onde, posée à l'extérieur d'un obstacle. La méthode des éléments finis est un outils robuste et efficace pour résoudre une telle équation de manière numérique, cependant, des difficultés apparaissent lorsque l'on souhaite obtenir des estimations de convergence uniformes en la fréquence. Au cours des 10 dernières années, des résultats de Melenk et Sauter, décomposant les solutions de Helmholtz en composantes « hautes » et « basses » fréquences pour obtenir de telles estimations de convergence, ont eu un impact considérable. Obtenir ces décompositions dans un cadre général, par exemple pour l'équation à coefficients variables, semblait cependant pour l'instant hors de portée. Je présenterai un résultat récent obtenu avec Euan Spence et Jared Wunsch, où nous montrons, grâce à l'apport de l'analyse semi-classique et du calcul fonctionnel de Helffer et Sjöstrand, de telles décompositions dans le cadre très général de la dispersion par une boîte noire (« black-box scattering » de Sjöstrand et Zworski). Ce résultat nous permet en particulier d'obtenir de nouvelles estimations de convergence uniformes en la fréquence pour les éléments finis appliqués à l'extérieur d'obstacles pénétrables et impénétrables pour l'équation à coefficients variables.

Kinks are topological solitons, which appear in (nonlinear) one-dimensional Klein-Gordon equations, the Phi-4 and Sine-Gordon equations being the best-known examples. I will present new results which give asymptotic stability for kinks, with an optimal decay rate, in some cases. The proof relies on the distorted Fourier transform associated to the linearized equation around the kink; this method should be of interest for more general soliton stability problems. This is joint work with Fabio Pusateri.

Je présenterai quelques résultats sur l'équation de Schrödinger non linéaire 1D avec une non-linéarité de degré p>1. Je définirai des mesures sur l'espace des données initiales pour lesquelles nous pouvons décrire l'évolution non triviale par le flot linéaire de Schrödinger et montrer que leur évolution non linéaire est absolument continue par rapport à cette évolution linéaire. Nous déduisons de cette description précise des estimations de décroissance impliquant le caractère globalement bien-posé de l'équation pour p>1 avec scattering pour p>3. Il s'agit d'un travail en collaboration avec Nicolas Burq (Université Paris-Saclay).

Un noeud tricot est un certain type de courbe dans l'espace dessinée au voisinage d'une courbe base. Un exemple typique est le noeud de trèfle dessiné sur le bord d'un tore (vu come voisinage tubulaire d'un cercle). On s'intéresse à des champs magnétiques dont l'unique ligne de champ est supportée par de telles courbes et aux opérateurs de Dirac associés. Ces champs s'apparentent à des solénoïdes de Aharonov-Bohm et présentent la même périodicité des flux des lignes de champ. En faisant tendre vers zéro l'épaisseur du voisinage tubulaire, le noeud tricot converge formellement vers la courbe base. On présentera dans cet exposé des résultats de convergence que l'on peut obtenir au niveau des opérateurs de Dirac et de leurs spectres.

(Travail effectué en collaboration avec Jan Philip Solovej)

https://www.lebesgue.fr/fr/content/seminars-jrna2021

On étudie le comportement en temps grand des solutions de l'équation de Schrödinger avec potentiels à valeurs complexes. Dans un premier temps, on s'intéresse aux potentiels à décroissance rapide. On établit les développements de la résolvante au seuil et près des résonances positives. On obtient, sous différentes conditions, les développements en temps grand des solutions en supposant l'existence de résonances positives et d'une résonance et / ou une valeur propre au seuil zéro. Dans un second temps, on s'intéresse aux potentiels à décroissance lente. On établit des estimations de Gevrey de la résolvante aussi que les développements en temps grand des semi-groupes de Schrödinger et de la chaleur avec des estimations sous-exponentielles en temps sur le reste. Ces derniers résultats généralisent les résultats de X. P. Wang au cas où le potentiel vérifie une condition de Viriel au voisinage de l'infini. Ainsi, ces résultats couvrent le cas d'une valeur propre zéro de multiplicité géométrique quelconque.