Groupes de cobordisme lagrangien immergé des variétés symplectiques : flexibilité, rigidité et obstruction
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Doctorat / Doctoral
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Mots-clés
- Topologie symplectique
- Sous-variétés lagrangiennes
- Lagrangian submanifolds
- Lagrangian cobordisms
- Lagrangian cobordism groups
- H-principle
- Thom spectra
- Floer theory
- Fukaya categories
- Surface topology
- Cobordismes lagrangiens
- Groupes de cobordisme lagrangien
- H-principe
- Spectres de Thom
- Théorie de Floer
- Catégories de Fukaya
- Topologie des surfaces
- Symplectic topology
Organisme subventionnaire
Résumé
Résumé
Cette thèse explore les propriétés de rigidité et de flexibilité des cobordismes lagrangiens immergés entre sous-variétés lagrangiennes de variétés symplectiques. Dans le premier article de cette thèse, intitulé On cobordism groups of Lagrangian immersions, on s’intéresse aux aspects flexibles des cobordismes lagrangiens. On y étudie les groupes de cobordisme d’immersions lagrangiennes $\\ \Omega^{\operatorname{lag}}(M) \\)$ d’une variété symplectique \( M \). Il s’agit d’un sujet classique dont l’étude a été initiée par Arnold au début des années 80. Étendant un théorème dû à Eliashberg dans le cas des variétés symplectiques exactes, nous démontrons que le calcul de \( \Omega^{\operatorname{lag}}(M) \) se réduit à un problème de théorie de l’homotopie stable. Plus précisément, nous associons à toute variété symplectique \( M \) un spectre de Thom et démontrons que le groupe \( \Omega^{\operatorname{lag}}(M) \) s’exprime en terme des groupes d’homotopie stables de ce spectre. L’ingrédient principal de la preuve est le h-principe de Gromov- Lees, qui a pour conséquence que le problème d’existence des immersions lagrangiennes se réduit à un problème de topologie algébrique. Dans le second article de cette thèse, intitulé Unobstructed Lagrangian cobordism groups of surfaces, on s’intéresse aux aspects rigides des cobordismes lagrangiens dans le cas de surfaces symplectiques \( \Sigma \) de genre \( g \geq 2 \). On y étudie une classe de cobordismes lagrangiens immergés qui satisfont une contrainte sur les disques holomorphes qu’ils bordent, ce qui permet de leur appliquer les techniques de la théorie de Floer. On dit alors de ces cobordismes qu’ils sont non-obstrués. Les principaux résultat de ce second article sont, d’une part, le calcul du groupe de cobordisme non-obstrué \( \Omega_{\operatorname{unob}}(\Sigma) \) et, d’autre part, la construction d’un isomorphisme naturel entre \( \Omega_{\operatorname{unob}}(\Sigma) \) et le groupe de Grothendieck de la catégorie de Fukaya dérivée de \( \Sigma \). Cela résout, dans le cas des surfaces fermées de genre \( g \geq 2\), un problème posé par Biran et Cornea.
This thesis explores the rigidity and flexibility properties of immersed Lagrangian cobordisms between Lagrangian submanifolds of symplectic manifolds. In the first article of this thesis, titled On cobordism groups of Lagrangian immersions, we are interested in the flexible aspects of Lagrangian cobordisms. We study the cobordism group of Lagrangian immersions \( \Omega^{\operatorname{lag}}(M) \) of a symplectic manifold \( M \). This is a classical topic in symplectic topology, whose study was initiated by Arnold in the 80s. Generalizing a theorem due to Eliashberg in the exact case, we show that the computation of \( \Omega^{\operatorname{lag}}(M) \) reduces to a problem in stable homotopy theory. More precisely, we associate to every symplectic manifold \( M\) a Thom spectrum and show that the group \( \Omega^{\operatorname{lag}}(M) \) can be expressed in terms of the stable homotopy groups of this spectrum. The main ingredient of the proof is the celebrated h-principle of Gromov-Lees, which reduces the existence problem for Lagrangian immersions to a purely topological problem. In the second article of this thesis, titled Unobstructed Lagrangian cobordism groups of surfaces, we are interested in the rigid aspects of Lagrangian cobordisms in the case of symplectic surfaces \( \Sigma \) of genus \( g \geq 2 \). We study a class of immersed Lagrangian cobordism satisfying a constraint on the holomorphic disks that they bound, which makes them amenable to Floer-theoretic methods. Such cobordisms are called unobstructed. The main results of the second article are, on one hand, the computation of the unobstructed cobordism group \( \Omega_{\operatorname{unob}}(\Sigma) \) and, on the other hand, the construction of a natural isomorphism between \( \Omega_{\operatorname{unob}}(\Sigma) \) and the Grothendieck group of the derived Fukaya category of \(\Sigma \). This provides an answer, in the case of surfaces of genus \( g \geq 2\), to a question posed by Biran and Cornea.
This thesis explores the rigidity and flexibility properties of immersed Lagrangian cobordisms between Lagrangian submanifolds of symplectic manifolds. In the first article of this thesis, titled On cobordism groups of Lagrangian immersions, we are interested in the flexible aspects of Lagrangian cobordisms. We study the cobordism group of Lagrangian immersions \( \Omega^{\operatorname{lag}}(M) \) of a symplectic manifold \( M \). This is a classical topic in symplectic topology, whose study was initiated by Arnold in the 80s. Generalizing a theorem due to Eliashberg in the exact case, we show that the computation of \( \Omega^{\operatorname{lag}}(M) \) reduces to a problem in stable homotopy theory. More precisely, we associate to every symplectic manifold \( M\) a Thom spectrum and show that the group \( \Omega^{\operatorname{lag}}(M) \) can be expressed in terms of the stable homotopy groups of this spectrum. The main ingredient of the proof is the celebrated h-principle of Gromov-Lees, which reduces the existence problem for Lagrangian immersions to a purely topological problem. In the second article of this thesis, titled Unobstructed Lagrangian cobordism groups of surfaces, we are interested in the rigid aspects of Lagrangian cobordisms in the case of symplectic surfaces \( \Sigma \) of genus \( g \geq 2 \). We study a class of immersed Lagrangian cobordism satisfying a constraint on the holomorphic disks that they bound, which makes them amenable to Floer-theoretic methods. Such cobordisms are called unobstructed. The main results of the second article are, on one hand, the computation of the unobstructed cobordism group \( \Omega_{\operatorname{unob}}(\Sigma) \) and, on the other hand, the construction of a natural isomorphism between \( \Omega_{\operatorname{unob}}(\Sigma) \) and the Grothendieck group of the derived Fukaya category of \(\Sigma \). This provides an answer, in the case of surfaces of genus \( g \geq 2\), to a question posed by Biran and Cornea.
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