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Exposé Bourbaki 1237 : Moments de fonctions $L$ et stabilité homologique (d'après Bergström-Diaconu-Petersen-Westerland et Miller-Patzt-Petersen-Randal-Williams)

Exposé Bourbaki 1237 : Moments of $L$-functions and homological stability (after Bergström-Diaconu-Petersen-Westerland and Miller-Patzt-Petersen-Randal-Williams)

Javier FRESAN
Exposé Bourbaki 1237 : Moments de fonctions $L$ et stabilité homologique (d'après Bergström-Diaconu-Petersen-Westerland et Miller-Patzt-Petersen-Randal-Williams)
  • Année : 2025
  • Tome : 462
  • Format : Électronique
  • Langue de l'ouvrage :
    Anglais
  • Class. Math. : 11G20, 11R59, 14G10, 14H10, 20F36, 55P35, 55P62, 55R40, 55R80, 57T25
  • Pages : 319-345
  • DOI : 10.24033/ast.1262

Une des questions fondamentales de la théorie analytique des nombres est de comprendre la distribution des valeurs centrales d'une famille de fonctions $L$, par exemple $L(\frac{1}{2}, \chi)$ lorsque $\chi$ parcourt tous les caractères de Dirichlet quadratiques. Dans ce cas, une conjecture de Conrey-Farmer-Keating-Rubinstein-Snaith prédit le comportement asymptotique de leurs moments. Je présenterai des travaux récents de Bergström-Diaconu-Petersen-Westerland et Miller-Patzt-Petersen-Randal-Williams établissant l'analogue de cette conjecture sur les corps de fonctions. Dans ce cadre, la formule de traces de Grothendieck-Lefschetz réduit l'étude des moments à celle de la cohomologie d'un espace de modules de courbes hyperelliptiques à coefficients dans un système local symplectique, et il s'agit alors de démontrer un théorème de stabilité homologique du même style que la conjecture de Mumford (théorème de Madsen-Weiss) pour l'espace de modules de toutes les courbes. J'expliquerai les grandes lignes des arguments de topologie algébrique qui permettent de le faire, notamment le rôle des « applications de scanner ».

A fundamental question in analytic number theory is to understand the distribution of the central values of a family of $L$-functions, for example $L(\frac{1}{2}, \chi)$ when $\chi$ varies among all quadratic Dirichlet characters. In this case, a conjecture of Conrey-Farmer-Keating-Rubinstein-Snaith predicts the asymptotic behaviour of their moments. I will present recent works by  Bergström-Diaconu-Petersen-Westerland and  Miller-Patzt-Petersen-Randal-Williams establishing the analogue of this conjecture over function fields. In this context, the Grothendieck-Lefschetz trace formula reduces the study of the moments to that of the cohomology of a moduli space of hyperelliptic curves with coefficients in a local symplectic system, and it is then a question of proving a homological stability theorem in the same style as Mumford's conjecture (the Madsen-Weiss theorem) for the moduli space of all curves. I will explain the main lines of the algebraic topology arguments that allow this to be done, in particular the role of "scanning maps".

Fonctions $L$ quadratiques, moments, stabilité homologique, groupes de tresses, courbes hyperelliptiques, espaces de configuration
Quadratic $L$-functions, moments, homological stability, braid groups, hyperelliptic curves, configuration spaces

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