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Modèle d'Ising et les s-plongements de graphes planaires

Ising model and s-embeddings of planar graphs

Dmitry CHELKAK
Modèle d'Ising et les s-plongements de graphes planaires
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  • Année : 2024
  • Fascicule : 5
  • Tome : 57
  • Format : Électronique
  • Langue de l'ouvrage :
    Anglais
  • Class. Math. : 82B20; 30G25, 60J67, 81T40
  • Pages : 1271-1346
  • DOI : 10.24033/asens.2591

Nous introduisons la notion de s-plongements $\mathcal{S}=\mathcal{S}_\mathcal{X}$ de graphes planaires munis d'un modèle d'Ising. La construction de $\mathcal{S}_\mathcal{X}$ se base sur un choix d'une solution $\mathcal{X}$ à valeurs complexes de l'équation de propagation pour les fermions de Kadanoff-Ceva. Chaque choix de $\mathcal{X}$ donne une interprétation de toutes les autres observables fermioniques comme fonctions s-holomorphes sur $\mathcal{S}_\mathcal{X}$. Nous établissons un cadre général pour l'analyse de telles fonctions sur les s-plongements $\mathcal{S}^\delta$ avec ${\delta\to 0}$. Tout au long de cette analyse, un rôle essentiel est joué par les fonctions $\mathcal{Q}^\delta$ associées aux $\mathcal{S}^\delta$, dites applications origami dans la terminologie du modèle de dimères sur des graphes bipartis. En particulier nous donnons une interprétation de la courbure moyenne de la limite des surfaces discrètes ${(\mathcal{S}^\delta;\mathcal{Q}^\delta)}$ vue dans l'espace de Minkowski $\mathbb R^{2,1}$ comme la masse dans l'équation de Dirac décrivant la limite continue du modèle.

Par la suite nous nous concentrons sur la situation la plus simple où les $\mathcal{S}^\delta$ ont des longueurs/angles bornés uniformément et $\mathcal{Q}^\delta=O(\delta)$; cela comprend comme cas particulier tous les modèles d'Ising critiques sur des graphes doublement périodiques via leurs s-plongements canoniques. Dans ce cadre, nous démontrons des estimations de croisement de type RSW pour la représentation de Fortuin-Kasteleyn du modèle et la convergence des observables fermioniques les plus simples. La démonstration se base sur une nouvelle stratégie et fournit une estimation quantitative de la vitesse de convergence.

 

We discuss the notion of s-embeddings $\mathcal{S}=\mathcal{S}_\mathcal{X}$ of planar graphs carrying a nearest-neighbor Ising model. The construction of $\mathcal{S}_\mathcal{X}$ is based upon a choice of a global complex-valued solution $\mathcal{X}$ of the propagation equation for Kadanoff-Ceva fermions. Each choice of $\mathcal{X}$  provides an interpretation of all other fermionic observables as s-holomorphic functions on $\mathcal{S}_\mathcal{X}$. We set up a general framework for the analysis of such functions on s-embeddings $\mathcal{S}^\delta$ with $\delta\to 0$. Throughout this analysis, a key role is played by the functions $\mathcal{Q}^\delta$ associated with $\mathcal{S}^\delta$, the so-called origami maps in the bipartite dimer model terminology. In particular, we give an interpretation of the mean curvature of the limit of discrete surfaces $(\mathcal{S}^\delta;\mathcal{Q}^\delta)$ viewed in the Minkowski space $\mathbb R^{2,1}$ as the mass in the Dirac equation describing the continuous limit of the model.

We then focus on the simplest situation when $\mathcal{S}^\delta$ have uniformly bounded lengths/angles and ${\mathcal{Q}^\delta=O(\delta)}$; as a particular case this includes all critical Ising models on {doubly periodic} graphs via their canonical s-embeddings. In this setup we prove RSW-type crossing estimates for the random cluster representation of the model and the convergence of basic fermionic observables. The proof relies upon a new strategy and also provides a quantitative estimate on the speed of convergence.

Modèle d'Ising planaire, spineurs de Dirac, observables fermioniques, fonctions s-holomorphes, invariance conforme, universalité
Planar Ising model, Dirac spinors, fermionic observables, s-holomorphic functions, conformal invariance, universality

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