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Exposé Bourbaki 986 : Les « mock theta functions » de Ramanujan

Exposé Bourbaki 986 : Ramanujan's mock theta functions and their applications

Don ZAGIER
Exposé Bourbaki 986 : Les « mock theta functions » de Ramanujan
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  • Année : 2009
  • Tome : 326
  • Format : Électronique
  • Langue de l'ouvrage :
    Anglais
  • Class. Math. : 11F11, 11F37, 33D15, 05A15.
  • Pages : 143-164
  • DOI : 10.24033/ast.843

Dans une lettre célébrissime qu'il a envoyée à Hardy juste avant sa mort en 1920, Ramanujan a introduit une e de fonctions très intéressantes qu'il appelait les « mock theta functions » et dont il a donné 17 exemples, mais aucune définition précise. Ramanujan entendait par « theta function » ce qu'on appelle aujourd'hui une « forme modulaire » et par « mock » quelque chose comme « fausse » ou « fantaisiste », et effectivement ses 17 fonctions avaient visiblement des propriétés analogues à celles des formes modulaires usuelles, sans toutefois appartenir à une e connue. Le mystère a été résolu en 2002 dans la thèse doctorale de Sander Zwegers (Utrecht), qui a démontré, par trois méthodes différentes, que ces fonctions pouvaient être complétées en y rajoutant des fonctions d'une forme explicite et très simple pour donner des formes modulaires non holomorphes. Sa théorie a trouvé par la suite plusieurs applications, notamment dans les travaux d'Ono–Bringmann, qui s'en sont servis pour démontrer des résultats conjecturés ou nouveaux concernant les propriétés des partitions et d'autres coefficients de séries $q$-hypergéométriques.

In a notorious letter sent to Hardy shortly before his death in 1920, Ramanujan introduces a of very interesting functions which he called “mock theta functions” and of which he gave 17 examples, but no precise definition. By “theta function” Ramanujan meant what we call today a “modular form” and by “mock” something “fake” or “whimsical”, and indeed, his 17 functions had visibly properties analogous to those of usual modular functions but didn't belonged to any known . The mystery has been solved in 2002 by Sander Zwegers in his Ph.D. (Utrecht) where he shows, by three different methods, that these functions can be completed by adding functions of an explicit and very simple form, to obtain non holomorphic modular forms. His theory has found many applications, in particular in the works of Ono–Brinkmann, who have used it to show conjectured or new results concerning the properties of partitions, as well as more coefficients of $q$-hypergeometric series.

Formes modulaires, mock theta functions, fonctions theta, $Q$-séries, combinatoires.
Modular forms, mock theta functions, theta functions, Q-series, combinatorics.

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