Ma thèse concerne des variantes de la propriété (T) de Kazhdan et de la conjecture de Baum-Connes tordues par des représentations de dimension finie qui ne sont pas nécessairement unitaires.<br />Soit G un groupe localement compact et (rho,V) une représentation de dimension finie non nécessairement unitaire de G.<br />Dans le Chapitre 1, nous avons défini un renforcement de la propriété (T) en considérant des produits tensoriels par rho de représentations unitaires de G. Nous avons alors défini deux algèbres de Banach de groupe tordues, Amax(rho) et A(rho), analogues aux C*-algèbres de groupe, C*(G) et C*r(G), et nous avons défini la propriété (T) tordue par rho en termes de Amax(rho). Nous avons ensuite montrer que la plupart des groupes de Lie semi-simples réels ayant la propriété (T) ont la propriété (T) tordue par n'importe quelle représentation irréductible de dimension finie.<br />Les Chapitres 2 et 3 sont consacrés au calcul de la K-théorie des algèbres tordues. Pour ceci, Nous avons défini deux applications d'assemblage tordues du membre de gauche du morphisme de Baum-Connes, noté Ktop(G), dans la K-théorie des algèbres tordues. Nous avons ensuite montrer, dans le Chapitre 3, que ce morphisme de Baum-Connes tordu est bijectif pour une large classe de groupes vérifiant la conjecture de Baum-Connes.<br />Dans le Chapitre 4, nous avons montré que le domaine de définition naturel d'un analogue en K-théorie du produit tensoriel par une représentation de dimension finie est la K-théorie des algèbres tordues et non pas la K-théorie des C*-algèbres de groupe.

Cette thèse est consacrée à l'étude d'identités qu'on observe à l'interface entre le domaine des modèles intégrables en physique statistique et la combinatoire. L'histoire a commencé quand Mills, Robbins et Rumsey étudiaient des Matrices à Signes Alternants (ASM). En 1982, ils proposèrent une formule d'énumération. Pendant qu'ils cherchaient une preuve de cette formule ils découvrirent l'existence d'autres objets comptés par la même formule : les Partitions Planes Totalement Symétriques Auto-Complémentaires (TSSCPP). C'est seulement quelques années plus tard que Zeilberger fut capable de prouver cette égalité, prouvant que les deux objets sont comptés par la même formule. La même année, Kuperberg utilise l'intégrabilité quantique (notion venue de la physique statistique) pour donner une preuve plus simple. En 2001, Razumov et Stroganov conjecturèrent une intrigante relation entre les ASM et l'état fondamental du modèle de spins XXZ (pour Delta=-1/2), lui aussi intégrable. Cette conjecture a été démontrée en 2010 par Cantini et Sportiello. L'objectif principal de ce manuscrit est de comprendre le rôle de l'intégrabilité dans cette histoire, notamment le rôle joué par l'équation de Knizhnik-Zamolodchikov quantique. Grâce à cette équation nous avons été capables de démontrer plusieurs conjectures combinatoires, dont une version raffinée de l'équalité entre le nombre des TSSCPP et des ASM proposée en 1986 par Mills, Robbins et Rumsey et certains propriétés des composantes du vecteur fondamental du modèle XXZ. Est présentée aussi une série de nouvelles conjectures concernant l'état fondamental.

The main part of the thesis is applications of the Strong Artin conjecture to number theory. We have two applications. One is generating number fields with extreme class numbers. The other is generating extreme positive and negative values of Euler-Kronecker constants. For a given number field $K$ of degree $n$, let $\widehat{K}$ be the normal closure of $K$ with $Gal(\widehat{K}/\Bbb Q)=G.$ Let $Gal(\widehat{K}/K)=H$ for some subgroup $H$ of $G$. Then, $$ L(s,\rho,\widehat{K}/\Bbb Q)=\frac{\zeta_K(s)}{\zeta(s)} $$ where $Ind_H^G1_H = 1_G + \rho$. When $L(s,\rho)$ is an entire function and has a zero-free region $[\alpha,1] \times [-(\log N)^2, (\log N)^2]$ where $N$ is the conductor of $L(s,\rho)$, we can estimate $\log L(1,\rho)$ and $\frac{L'}{L}(1,\rho)$ as a sum over small primes: $$ \log L(1,\rho) = \sum_{p\leq(\log N)^{k}}\lambda(p)p^{-1} + O_{l,k,\alpha}(1)$$ $$ \frac{L'}{L}(1,\rho)=-\sum_{p\leq x} \frac{\lambda(p) \log{p}}{p} +O_{l,x,\alpha}(1). $$ where $0 < k < \frac{16}{1-\alpha}$ and $(\log N)^{\frac{16}{1-\alpha}} \leq x \leq N^{\frac{1}{4}}$. With these approximations, we can study extreme values of class numbers and Euler-Kronecker constants. Let $\frak{K}$ $(n,G,r_1,r_2)$ be the set of number fields of degree $n$ with signature $(r_1,r_2)$ whose normal closures are Galois $G$ extension over $\Bbb Q$. Let $f(x,t) \in \Bbb Z[t][x]$ be a parametric polynomial whose splitting field over $\Bbb Q (t)$ is a regular $G$ extension. By Cohen's theorem, most specialization $t\in \Bbb Z$ corresponds to a number field $K_t$ in $\frak{K}$ $(n,G,r_1,r_2)$ with signature $(r_1,r_2)$ and hence we have a family of Artin L-functions $L(s,\rho,t)$. By counting zeros of L-functions over this family, we can obtain L-functions with the zero-free region above. In Chapter 1, we collect the known cases for the Strong Artin conjecture and prove it for the cases of $G=A_4$ and $S_4$. We explain how to obtain the approximations of $\log (1,\rho)$ and $\frac{L'}{L}(1,\rho)$ as a sum over small primes in detail. We review the theorem of Kowalski-Michel on counting zeros of automorphic L-functions in a family. In Chapter 2, we exhibit many parametric polynomials giving rise to regular extensions. They contain the cases when $G=C_n,$ $3\leq n \leq 6$, $D_n$, $3\leq n \leq 5$, $A_4, A_5, S_4, S_5$ and $S_n$, $n \geq 2$. In Chapter 3, we construct number fields with extreme class numbers using the parametric polynomials in Chapter 2. In Chapter 4, We construct number fields with extreme Euler-Kronecker constants also using the parametric polynomials in Chapter 2. In Chapter 5, we state the refinement of Weil's theorem on rational points of algebraic curves and prove it. The second topic in the thesis is about simple zeros of Maass L-functions. We consider a Hecke Maass form $f$ for $SL(2,\Bbb Z)$. In Chapter 6, we show that if the L-function $L(s,f)$ has a non-trivial simple zero, it has infinitely many simple zeros. This result is an extension of the result of Conrey and Ghosh.

The main part of the thesis is applications of the Strong Artin conjecture to number theory. We have two applications. One is generating number fields with extreme class numbers. The other is generating extreme positive and negative values of Euler-Kronecker constants. For a given number field $K$ of degree $n$, let $\widehat{K}$ be the normal closure of $K$ with $Gal(\widehat{K}/\Bbb Q)=G.$ Let $Gal(\widehat{K}/K)=H$ for some subgroup $H$ of $G$. Then, $$ L(s,\rho,\widehat{K}/\Bbb Q)=\frac{\zeta_K(s)}{\zeta(s)} $$ where $Ind_H^G1_H = 1_G + \rho$. When $L(s,\rho)$ is an entire function and has a zero-free region $[\alpha,1] \times [-(\log N)^2, (\log N)^2]$ where $N$ is the conductor of $L(s,\rho)$, we can estimate $\log L(1,\rho)$ and $\frac{L'}{L}(1,\rho)$ as a sum over small primes: $$ \log L(1,\rho) = \sum_{p\leq(\log N)^{k}}\lambda(p)p^{-1} + O_{l,k,\alpha}(1)$$ $$ \frac{L'}{L}(1,\rho)=-\sum_{p\leq x} \frac{\lambda(p) \log{p}}{p} +O_{l,x,\alpha}(1). $$ where $0 < k < \frac{16}{1-\alpha}$ and $(\log N)^{\frac{16}{1-\alpha}} \leq x \leq N^{\frac{1}{4}}$. With these approximations, we can study extreme values of class numbers and Euler-Kronecker constants. Let $\frak{K}$ $(n,G,r_1,r_2)$ be the set of number fields of degree $n$ with signature $(r_1,r_2)$ whose normal closures are Galois $G$ extension over $\Bbb Q$. Let $f(x,t) \in \Bbb Z[t][x]$ be a parametric polynomial whose splitting field over $\Bbb Q (t)$ is a regular $G$ extension. By Cohen's theorem, most specialization $t\in \Bbb Z$ corresponds to a number field $K_t$ in $\frak{K}$ $(n,G,r_1,r_2)$ with signature $(r_1,r_2)$ and hence we have a family of Artin L-functions $L(s,\rho,t)$. By counting zeros of L-functions over this family, we can obtain L-functions with the zero-free region above. In Chapter 1, we collect the known cases for the Strong Artin conjecture and prove it for the cases of $G=A_4$ and $S_4$. We explain how to obtain the approximations of $\log (1,\rho)$ and $\frac{L'}{L}(1,\rho)$ as a sum over small primes in detail. We review the theorem of Kowalski-Michel on counting zeros of automorphic L-functions in a family. In Chapter 2, we exhibit many parametric polynomials giving rise to regular extensions. They contain the cases when $G=C_n,$ $3\leq n \leq 6$, $D_n$, $3\leq n \leq 5$, $A_4, A_5, S_4, S_5$ and $S_n$, $n \geq 2$. In Chapter 3, we construct number fields with extreme class numbers using the parametric polynomials in Chapter 2. In Chapter 4, We construct number fields with extreme Euler-Kronecker constants also using the parametric polynomials in Chapter 2. In Chapter 5, we state the refinement of Weil's theorem on rational points of algebraic curves and prove it. The second topic in the thesis is about simple zeros of Maass L-functions. We consider a Hecke Maass form $f$ for $SL(2,\Bbb Z)$. In Chapter 6, we show that if the L-function $L(s,f)$ has a non-trivial simple zero, it has infinitely many simple zeros. This result is an extension of the result of Conrey and Ghosh.

Conjectured in 1943, Hadwiger’s conjecture is one of the most challenging open problems in graph theory. Hadwiger’s conjecture states that if the chromatic number of a graph G is k, then G has a clique minor of size at least k. In this thesis, we give motivation for attempting Hadwiger’s conjecture for circular arc graphs and also prove the conjecture for proper circular arc graphs. Circular arc graphs are graphs whose vertices can be represented as arcs on a circle such that any two vertices are adjacent if and only if their corresponding arcs intersect. Proper circular arc graphs are a subclass of circular arc graphs that have a circular arc representation where no arc is completely contained in any other arc. It is interesting to study Hadwiger’s conjecture for circular arc graphs as their clique minor cannot exceed beyond a constant factor of its chromatic number as We show in this thesis. Our main contribution is the proof of Hadwiger’s conjecture for proper circular arc graphs. Also, in this thesis we give an analysis and some basic results on Hadwiger’s conjecture for circular arc graphs in general.

The Laplacian energy of a graph is the sum of the distances of the eigenvalues of the Laplacian matrix of the graph to the graph's average degree. The maximum Laplacian energy over all graphs on n nodes and m edges is conjectured to be attained for threshold graphs. We prove the conjecture to hold for graphs with the property that for each k there is a threshold graph on the same number of nodes and edges whose sum of the k largest Laplacian eigenvalues exceeds that of the k largest Laplacian eigenvalues of the graph. We call such graphs spectrally threshold dominated. These graphs include split graphs and cographs and spectral threshold dominance is preserved by disjoint unions and taking complements. We conjecture that all graphs are spectrally threshold dominated. This conjecture turns out to be equivalent to Brouwer's conjecture concerning a bound on the sum of the k largest Laplacian eigenvalues.

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In 1949, Lars Onsager in his famous note on statistical hydrodynamics conjectured that weak solutions to the 3-D incompressible Euler equations belonging to Hölder spaces with Hölder exponent greater than 1/3 conserve kinetic energy; conversely, he conjectured the existence of solutions belonging to any Hölder space with exponent less than 1/3 which do not conserve kinetic energy. The first part, relating to conservation of kinetic energy, has since been confirmed (cf. Eyink 1994, Constantin-E-Titi 1994). The second part, relating to the existence of non-conservative solutions, remains an open conjecture and is the subject of this dissertation. In groundbreaking work of De Lellis and Székelyhidi Jr. (2012), the authors constructed the first examples of non-conservative Hölder continuous weak solutions to the Euler equations. The construction was subsequently improved by Isett (2012/2013), introducing many novel ideas in order to construct 1/5− Hölder continuous weak solutions with compact support in time. Adhering more closely to the original scheme of De Lellis and Székelyhidi Jr., we present a comparatively simpler construction of 1/5− Hölder continuous non-conservative weak solutions which may in addition be made to obey a prescribed kinetic energy profile. Furthermore, we extend this scheme in order to construct weak non-conservative solutions to the Euler equations whose Hölder 1/3− norm is Lebesgue integrable in time. The dissertation will be primarily based on three papers, two of which being in collaboration with De Lellis and Székelyhidi Jr.

La conjecture d'André-Pink affirme qu'une sous-variété d'une variété de Shimura ayant une intersection dense avec une orbite de Hecke est faiblement spéciale. On démontre cette conjecture dans le cas de courbes dans une variété de Shimura de type abélien, ainsi que dans certains cas de sous-variétés de dimension supérieure. Ceci est un cas spécial de la conjecture de Zilber-Pink. C'est une généralisation de théorèmes d'Edixhoven et Yafaev quand l'orbite de Hecke se compose de points spéciaux, de Pink quand l'orbite de Hecke se compose de points Galois génériques, et de Habegger et Pila quand la variété de Shimura est un produit de courbes modulaires. Notre démonstration de la conjecture d'André-Pink pour les courbes dans l'espace de modules des variétés abéliennes principalement polarisées est basée sur la méthode de Pila et Zannier, utilisant une variante forte du théorème de comptage de Pila-Wilkie. On obtient les bornes galoisiennes requises grâce au théorème d'isogénie de Masser et Wüstholz. Afin de relier les bornes sur les isogénies aux hauteurs, on démontre également diverses bornes concernant l'arithmétique des formes hermitiennes sur l'anneau d'endomorphismes d'une variété abélienne. Afin d'étendre le résultat sur la conjecture d'André-Pink aux courbes dans les variétés de Shimura de type abélien et à certains cas de sous-variétés de dimension supérieure, on étudie les propriétés fonctorielles de plusieurs variantes des orbites de Hecke. Un chapitre concerne les rangs des groupes de Mumford-Tate de variétés abéliennes complexes. On y démontre une minoration de ces rangs en fonction de la dimension de la variété abélienne, étant donné que ses sous-variétés abéliennes simples sont deux à deux non isogènes.

We derive a lower bound for the Wehrl entropy in the setting of SU(1,1). For asymptotically high values of the quantum number k, this bound coincides with the analogue of the Lieb-Wehrl conjecture for SU(1,1) coherent states. The bound on the entropy is proved via a sharp norm bound. The norm bound is deduced by using an interesting identity for Fisher information of SU(1,1) coherent state transforms on the hyperbolic plane and a new family of sharp Sobolev inequalities on the hyperbolic plane. To prove the sharpness of our Sobolev inequality, we need to first prove a uniqueness theorem for solutions of a semi-linear Poisson equation (which is actually the Euler-Lagrange equation for the variational problem associated with our sharp Sobolev inequality) on the hyperbolic plane. Uniqueness theorems proved for similar semi-linear equations in the past do not apply here and the new features of our proof are of independent interest, as are some of the consequences we derive from the new family of Sobolev inequalities. We also prove Fisher information identities for the groups SU(n,1) and SU(n,n).