Géométrie et Théorie des Modèles

Année 2008 - 2009


Organisateurs : Zoé Chatzidakis et François Loeser.
Pour recevoir le programme par e-mail, écrivez à : Francois.Loeser_at_ens.fr.
Pour les personnes ne connaissant pas du tout de théorie des modèles, des notes introduisant les notions de base (formules, ensembles définissables, théorème de compacité, etc.) sont disponibles ici. Elles peuvent aussi consulter les premiers chapitres du livre Model Theory and Algebraic Geometry, E. Bouscaren ed., Springer Verlag, Lecture Notes in Mathematics 1696, Berlin 1998.


Vendredi 17 octobre 2008, ENS, Amphithéâtre Rateau/Galois. Orateurs prévus :

11h : Jochen Koenigsmann (Oxford) On Poonen's definition of Z in Q
The question whether Z is diophantine in Q (i.e. first-order definable in Q by an existential formula) has been asked ever since Matiyasevich's negative solution to Hilbert's 10th problem over Z in 1970. If the answer is yes, then Hilbert's 10th problem over Q has a negative solution as well.

We will present the key steps in the proof of Poonen's recent ∀∃-formula for Z in Q. We will then give an alternative almost universal formula for Z in Q, leading to a simple criterion for the existential resp. universal definability of Z in Q.

14h : Jérôme Poineau (Strasbourg) La droite de Berkovich sur Z
Vladimir G. Berkovich a décrit un procédé général pour construire des espaces analytiques au-dessus d'un anneau de Banach quelconque. Dans cet exposé, nous étudierons la droite analytique sur l'anneau Z. Nous montrerons qu'elle jouit d'agréables propriétés, tant du point de vue topologique (compacité locale, connexité par arcs, etc.) qu'algébrique (hensélianité et noethérianité des anneaux locaux, par exemple). Nous en déduirons des applications à l'étude des « séries arithmétiques convergentes », l'exemple typique étant une fonction holomorphe sur C dont le développement de Taylor en 0 est à coefficients entiers.

16h : Frank Wagner (Lyon) CM-trivialité relative et groupes définissables dans les amalgames de Hrushovski Exposé annulé et reporté au 5 décembre 2008

Cette séance est partiellement financée par le réseau Européen Marie Curie MRTN CT-2004-512234 (MODNET).


Vendredi 5 décembre 2008, ENS salle R. Orateurs prévus :

11h : Charlotte Hardouin (Toulouse) Théorie de Galois différentielle des équations linéaires aux différences
On va développer une théorie de Galois des équations linéaires aux différences dont les groupes de Galois, ici des groupes linéaires différentiels mesurent les relations de dépendance différentielle entre les solutions des équations aux différences.
On montrera ensuite comment cette théorie permet par exemple de redémontrer le théorème d'Hoelder qui énonce que la fonction Gamma ne satisfait aucune équation polynomiale différentielle mais aussi d'établir des résultats nouveaux sur l'indépendance différentielle des solutions d'équations d'ordre supérieur, telles que des familles d'équations q-hypergéométriques.
On discutera enfin des applications de cette théorie à l'étude des familles d'équations aux différences à paramètres, en particulier des phénomènes d'isomonodromie.
Ce travail est une collaboration avec M.F. Singer (NCSU).

14h : Margarita Otero (UA Madrid) Homotopy of groups definable in o-minimal structures
Let G be a definably compact group definable in o-minimal expansions of real closed field. It is known that G is an extension of a compact Lie group $L$ by a divisible torsion-free normal subgroup. We show that the o-minimal (higher) homotopy groups of $G$ are isomorphic to the corresponding (higher) homotopy groups of $L$. As a consequence, we obtain that all abelian definably compact groups of a given dimension are definably homotopy equivalent, and that their universal cover are contractible.
(Joint work with Alessandro Berarducci and Marcelo Mamino.
Transparents de l'exposé)

16h : Frank Wagner (Lyon I) CM-trivialité relative et groupes définissables dans les amalgames de Hrushovski
Nous introduisons une notion de CM-trivialité relative à un réduit d'une structure, satisfaite en particulier par les amalgames de Hrushovski. Nous en déduisons que tout groupe simple non-abélien se plonge dans un groupe définissable dans le réduit. (Travail en commun avec Thomas Blossier et Amador Martin Pizarro)

Cette séance est partiellement financée par le réseau Européen Marie Curie MRTN CT-2004-512234 (MODNET).


Vendredi 9 janvier 2009, ENS salle R. Orateurs :

11h : Raf Cluckers (Leuven) Lipschitz continuity properties for p-adic definable functions.
In general, a function f between normed spaces is said to be Lipschitz continuous with constant C when for every x,y in the domain one has

| f (x) - f (y) | \leq C | x - y |.

On the reals, K. Kurdyka proved that a real subanalytic function with bounded partial derivatives is piecewise Lipschitz continuous with some constant C, where the pieces are subanalytic. Most of the techniques used by Kurdyka break down in the p-adics, like paths, path integrals, the idea of the length of a path, the description of the length as an integral, the mean value theorem, and so on, in part by the total discontinuity of the p-adics. On the other hand, definable functions in the p-adics are of course defined using only a finite amount of data, hence there can be no behaviour of infinite oscillation or of infinitely many "jumps", and thus, intuitively, Kurdyka's result should hold for the p-adics too. We will discuss recent results in the p-adic situation, which is joint work with G. Comte and F. Loeser, and compare it to Kurdyka's approach in the reals.

14h : George Comte (Nice) Propriétés métriques locales des ensembles définissables p-adiques.
Je parlerai d'un travail en cours en commun avec R. Cluckers et F. Loeser dans lequel nous étudions les propriétés métriques locales des ensembles semi-algébriques ou sous-analytiques p-adiques.
Pour ces ensembles on peut, comme c'est aussi le cas en réel, définir la densité locale en chacun de leurs points. Celle-ci peut alors se calculer de différentes façons, soit par une formule de Crofton locale, c'est-à-dire en comptant des points dans des sections planes proches, soit, après avoir donné la définition du cône tangent d'un définissable p-adique, par une formule du type de celle établie par Thie pour les ensembles analytiques complexes, c'est-à-dire à l'aide du cône tangent affecté de multiplicités adéquates.

16h : Julia Hartmann (Aachen) Applications of Patching
Patching methods - building a global object by constructing it locally - have been used in various contexts, in particular, in inverse Galois theory. This talk explains the method of patching over fields which was recently developed in joint work with D. Harbater to attack inverse problems in differential Galois theory. Using patching, we obtain a local global principle for certain homogeneous spaces, which in turn gives results about quadratic forms and central simple algebras.


Vendredi 13 mars 2009, ENS, salle W. Orateurs prévus :

11h : Tuna Altinel (Lyon I) Sur la linéarité de certaines classes de groupes résolubles de rang de Morley fini Exposé annulé, pour cause de grève à Lyon I.

14h : Laurent Moret-Bailly (Rennes I) Indécidabilité diophantienne d'anneaux de fonctions en caractéristique nulle.
Soit K un corps de fonctions d'une variable sur un corps de caractéristique nulle. Soit R un anneau d'holomorphie de K, distinct de K. Dans un travail en commun avec A. Shlapentokh, on démontre que le dixième problème de Hilbert sur R est indécidable.

16h : Marcus Tressl (Manchester) Elementary properties of rings of semi-algebraic functions.
The Gelfand-Kolmogorov theorem implies that the homeomorphism type of a Lindelöf space X (e.g. any subset of the euclidean space) is uniquely determined by its ring C(X) of continuous real valued functions. In fact X can easily be reconstructed from the pure ring C(X). Thus, Lindelöf spaces can be studied with algebraic and model theoretic tools for commutative rings. An old theorem of A. Grzegorczyk implies that these rings are undecidable if X is not discrete; G. Cherlin later demonstrated how to define the integers and to interpret second order Peano arithmetic in C(X).
I will have a look into the situation where all data are given algebraically: Let R be a real closed field (for example the real field) and let X be a subset of R^n which is semi-algebraic, i.e. X is a boolean combination of polynomial inequalities f>= 0. Let C_{alg}(X) be the ring of all continuous functions X->R, which are semi-algebraic (i.e. have semi-algebraic graph).
Then again, X can be easily reconstructed from C_{alg}(X) but it is an open question whether C_{alg}(X) is decidable (if X is of dimension 1).
I will show in the case of archimedean R, (e.g. if R is the real field) that all topological information of X is encoded already in the elementary theory of the ring C_{alg}(X), this means:
If Y is another s.a. subset of R^k for some k, which is not semi-algebraic homeomorphic to X, then there is a first order sentence in the language of commutative rings, without parameters, which holds true in the ring C_{alg}(X) and which fails in C_{alg}(Y) (and such a sentence can be effectively produced).
I will also indicate that
a. the rings C_{alg}(X) for infinite X are first order distinguishable from every ring of continuous functions on Lindelöf spaces.
b. If X is of dimension at least 2 and R is the field of real algebraic numbers then C_{alg}(X) is first order distinguishable from the ring C_{alg}(Y), where the latter ring is formed over the real field and Y is the base change of X to the real field. I.e. these rings can distinguish their coefficient fields in a first order way.


Vendredi 3 avril 2009. (ENS, Salle W) Orateurs prévus :

11h : K. Kurdyka (Savoie), Expansion of the real field by Cantor sets: definability versus interpretability
(joint work with H. Friedman, Ch. Miller and P. Speissegger) We show that there exists a Cantor set K such that (R,+,., K) - the expansion of the field of reals by K, defines a Borel isomorph of (R,+,., N). Moreover for every exponentially bounded o-minimal expansion of of the field of reals M every unary definable set in (M,K) has interior or has Hausdorff dimension zero. The main ingredients are geometric measure theory and metric properties of sets definable in o-minimal structure.

14h : J. Demeyer (Gand), Diophantine sets of polynomials over number fields
Let R be a recursive subring of a number field and consider the polynomial ring R[T]. We will show that the set of polynomials with integer coefficients is diophantine (existentially definable) in R[T]. Applying a result by Denef, this implies that every recursively enumerable subset of R[T] is diophantine.

16h : A. Wilkie (Manchester), Model theory and analytic continuation for implicitly defined functions.
It is clear that if K is a subfield of the complex field and f(z) is an analytic function germ which is algebraic over K(z), then f may be analytically continued along any path which avoids all points in the algebraic closure of K. (We are mainly interested in the case that K is countable, so “most” paths have this property.) I discuss the situation for function germs f(z) satisfying certain transcendental equations (eg exponential polynomial equations). The methods are model theoretic. I shall then give some applications to definabilty theory for expansions of the complex field by certain analytic functions.
Notes de l'exposé


Vendredi 5 juin 2009, à Chevaleret, salle 0C2.

Orateurs prévus :

11h : A. Pillay (Leeds) First order theories without the independence property.
I will talk about first order theories without the independence property. The talk is aimed towards a general audience (i.e. people not necessarily acquainted with the technical aspects of stability). Examples of first order theories without the independence property, are (theories of) real closed fields, p-adically closed fields, algebraically closed valued fields, the ordered additive group of the integers. I will concentrate on ways in which the typical behaviour of definability in stable theories generalizes in interesting ways to theories without the independence property.

14h : E. Hrushovski (ENS - Hebrew U.) Espaces de types génériquement stables et points de Berkovich I

16h : F. Loeser (ENS) Espaces de types génériquement stables et points de Berkovich II
Dans la théorie des corps valués algébriquement clos, l'espace des types génériquement stables a un comportement très proche de celui de l'espace des types dans une théorie stable. Dans ces deux exposés nous présenterons nos résultats récents concernant ces espaces de types : nature pro-définissable, propriétés de topologie modérée, existence de rétractions sur des polytopes finis, lien avec les espaces de Berkovich.


Programme des séances passées : 2006-07, 2007-08.
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