Séminaire de topologie, géométrie et algèbre (archives)

En 1876, Axel Harnack démontre dans un article fondateur

1. que toute courbe algébrique réelle de degré d dans RP^2 a au plus (d-1)(d-2)/2 + 1 composantes connexes.

2. qu'il existe pour tout d une courbe de degré d avec ce nombre de composantes connexes.

Ces résultats sont à la base de moult travaux en topologie des variétés algébriques réelle ces 150 dernières années. La première partie du théorème de Harnack se généralise en l'inégalité dite de Klein-Floyd (aussi appelée Smith-Thom, ou Smith-Floyd, ou encore Smith-Thom-Milnor) pour les variétés algébriques réelles quelconques: la somme des nombres de Betti de la partie réelle est au plus la somme correspondante pour la partie complexe. Malgré de spectaculaires avancées, la généralisation de la deuxième partie du théorème de Harnack reste toujours ouverte dans le cas des hypersurfaces projectives. Pour ces dernières, Itenberg et Viro ont néanmoins montré que l'inégalité de Klein-Floyd est asymptotiquement optimale en utilisant la technique du patchwork combinatoire. Dans un travail en commun avec Michele Ancona et Jean-Yves Welschinger, nous montrons qu'une généralisation élémentaire de la méthode de construction originelle de Harnack en dimension 2 permet d'obtenir cette optimalité asymptotique pour tout fibré en droites ample sur une variété algébrique réelle et les intersections complètes correspondantes. Au-delà des nombres de Betti, nous décrivons aussi le type de difféomorphisme d'un ouvert de ces variétés à la topologie riche.

En 2006, Ono a prouvé la "Conjecture de flux C¹", en toute généralité : pour toute variété symplectique, le groupe des difféomorphismes hamiltoniens est fermé dans celui des symplectomorphismes en topologie C¹. Dans cet exposé, je vais rappeler le contexte de ce résultat profond et expliquer que (comme souvent) la situation est plus subtile quand on s'intéresse aux questions analogues dans le cadre de l'étude des sous-variétés lagrangiennes. D'un côté, je vais décrire une situation relativement générale dans laquelle l'équivalent du théorème de Ono n'est pas satisfait, de l'autre, je vais discuter des conditions nécessaires et suffisantes pour qu'il le soit. La seconde partie est basée sur une nouvelle variante lagrangienne du morphisme de flux symplectique.

Pendant ma thèse j'ai construit l'espace des modules d'une certaine classe de connexions méromorphes et j'ai étudié le feuilletage isomonodromique induit par la fibration de Riemann-Hilbert. L'espace des modules en question est modelé sur un fibré en droites qui a pour base l'espace des modules des courbes rationnelles irrégulières. Après avoir donné quelques définitions, on étudiera l'espace des modules des courbes, sa compactification à la Deligne-Mumford, et son lien avec les connexions méromorphes en question.

It remains an open question whether nontrivial linear dependences exist among Seifert fibered spheres in the homology cobordism group. In this talk, we consider an infinite family of homology spheres that form the trivial local equivalence class in involutive Heegaard Floer theory, thereby potentially yielding nontrivial dependences between Seifert fibered spheres in the homology cobordism group. We then focus on a survey of filtered instanton Floer theory. Finally, as an application, we prove that these candidates are linearly independent. In particular, we compare the invariants from the two theories: involutive Heegaard Floer theory and filtered instanton Floer theory. If time permits, we also compare them with Pin(2)-equivariant Seiberg-Witten Floer theory. This is joint work with Jaewon Lee (KAIST, Korea).

Le patchwork combinatoire est une puissante méthode utilisée pour construire des hypersurfaces algébriques réelles avec du contrôle sur sa topologie. Dans cet exposé, je discuterai d'une généralisation de cette méthode en codimension supérieure grâce à la notion de structure de phase réelle. En codimension 2, on donne une nouvelle description explicite (basée sur des triangulations, distributions de signes et orientations d'arêtes) des T-variétés (les variétés obtenues par patchwork) proche de la description originale de Viro pour les hypersurfaces. Cette méthode permet d'obtenir une famille de T-courbes maximales dans l'espace projectif de dimension 3. En grande codimension, on présente de nouvelles bornes sur le nombre de composantes connexes qui montrent qu'on ne peut pas obtenir de T-courbes ou T-surfaces maximales

Symplectic fillings of lens spaces were classified by McDuff and Lisca in the early 2000s. A special class of these fillings arise as fillings of lens spaces L(p^2,pq-1), which admit symplectic fillings with vanishing second Betti numbers. In particular, they are symplectic models for rational homology balls B_{p,q}. We study symplectic embeddings of these models into CP2. We show that such embeddings exist if and only if p is a "Markov number" by "elementary" methods. This is joint work with N. Adaloglou, J. Brendel, J. Evans, and F. Schlenk.

Given an isolated singular point in a complex surface, its link is the intersection of the surface with a small sphere centered at the singular point. The link is a smooth 3-manifold that reflects the topology of the singularity. The link has a natural contact structure, and one can ask questions about its contact and symplectic topology, for example, try to describe symplectic 4-manifolds that the link can bound. A family of symplectic (even Stein) fillings is provided by possible smoothings of the singularity; it is then interesting to compare algebro-geometric smoothings and general Stein fillings. We will discuss this question for sandwiched singularities, a subclass of rational singularities where smoothings are well understood due to de Jong-van Straten work from 1990s: a dimensional reduction allows to reconstruct all Milnor fibers from deformations of associated singular plane curve germs. We build a symplectic analog of this theory to describe Stein fillings in terms of certain immersed disk arrangements in a very similar way. However, we also show that this method allows to build Stein fillings whose topology is different from that of any Milnor fibers.

The talk is based on joint work with Starkston and Beke-Starkston.

A central question in the topology of distributions is whether there exist maximally non-integrable distributions beyond contact structures for which the h-principle fails, i.e. whether there are genuinely new invariants not dictated by algebraic topology. Most known classes instead satisfy strong flexibility results and are classified by their obvious homotopical data. In this talk I will briefly survey this landscape and then present a recent joint result with Álvaro del Pino and Eduardo Fernández giving a first example of rigidity beyond the contact world: a class of fat (corank- 2) distributions that naturally generalise contact structures, together with their adapted submanifolds, the prelegendrians. Using a canonical contactisation, we construct families of prelegendrians detected by contact-topological invariants, thereby showing that the ℎ h-principle fails in this setting.

In dimensions greater than four, the classification of smooth manifolds is an unsolvable problem, but manifolds can still be classified up to cobordism.

From this perspective, Liouville cobordisms provide a powerful tool for studying contact manifolds in high dimensions. In this talk, I will explain how Liouville cobordisms can be used to construct exact locally conformally symplectic (LCS) manifolds, in particular the LCS mapping tori associated with a contactomorphism. I will then use this construction to study the isomorphism classes of LCS mapping tori and explore their connections with the contact mapping class group.