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Exposé Bourbaki 1229 : Valeurs critiques des fonctions $L$ de puissances symétriques de formes modulaires [d'après S.-Y. Chen]

Exposé Bourbaki 1229 : Critical values of $L$-functions of symmetric powers of modular forms [after S.-Y. Chen]

Michael HARRIS
Exposé Bourbaki 1229 : Valeurs critiques des fonctions $L$ de puissances symétriques de formes modulaires [d'après S.-Y. Chen]
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  • Année : 2025
  • Tome : 462
  • Format : Électronique
  • Langue de l'ouvrage :
    Français
  • Class. Math. : 11F67, 11F70, 11F75
  • Pages : 49-83
  • DOI : 10.24033/ast.1254

Suite à des travaux de Shimura et d'autres, Deligne a énoncé une conjecture reliant les valeurs de fonctions $L$ des motifs sur $\mathbb{Q}$ en certains points entiers à des périodes d'intégrales de formes différentielles algébriques sur les classes d'homologie rationnelle. Cette conjecture a été le point de départ d'une série de conjectures de plus en plus précises sur les valeurs exactes des fonctions $L$ motiviques aux points entiers, et il existe une vaste littérature traitant de nombreux exemples de ces conjectures en utilisant les méthodes de la théorie des formes automorphes. Cependant, l'une des familles d'exemples qui ont motivé la conjecture initiale de Deligne -le cas des puissances symétriques des motifs attachés aux formes modulaires classiques- est restée inaccessible pendant plus de 40 ans. Dans un travail remarquable récent, Shih-Yu Chen a résolu cette conjecture pour les formes modulaires de poids au moins $5$. J'expliquerai les grandes lignes de l'argument de Chen, d'une virtuoisité encyclopédique quant aux méthodes mises en jeu et développées par les spécialistes -y compris par Chen lui-même- depuis la parution de l'article où Deligne énonce sa conjecture. Une généralisation des résultats récents de Harder et Raghuram sur la cohomologie d'Eisenstein joue un rôle central dans la démonstration de Chen.

Inspired by work of Shimura and others, Deligne formulated a conjecture linking the values of $L$-functions of motives over $\mathbb{Q}$ at certain integer points to the periods of integrals of algebraic differential forms over rational homology classes.  This conjecture was the starting point for a series of increasingly precise conjectures on the exact values of motivic $L$-functions at all integer points, and there is an extensive literature that treats numerous examples of these conjectures, using methods from the theory of automorphic forms.  However, one class of examples that motivated Deligne's original conjecture -the case of higher symmetric powers of the motives attached to classical modular forms- remained inaccessible for more than 40 years.  In a remarkable recent paper, Shih-Yu Chen solved this conjecture for modular forms of weight at least $5$. I will explain the outlines of Chen's argument, which could serve as an encyclopedic master class in the methods developed by specialists, Chen included, since the publication of the article in which Deligne stated his conjecture.  A generalization of recent results of Harder and Raghuram on Eisenstein cohomology plays a central role in Chen's proof.

fonctions L, formes modulaires, conjecture de Deligne sur les valeurs critiques
L-functions, modular forms, Deligne's Conjecture on critical values

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