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Diese Dissertation behandelt automorphe Formen und ihre Fourierentwicklung im Rahmen der Typ IIB Stringtheorie. Besonderes Augenmerk wird auf den zehndimensionalen Fall gelegt sowie auf die torisch kompaktifizierte Theorie in sieben Raumzeitdimensionen mit jeweiligen Cremmer-Julia Symmetrien SL_2 und SL_5. Die Analyse erfolgt vorrangig über dem Adelenring mit dem Hauptergebnis einer Herleitung allgemeiner Ausdrücke für die Fourierentwicklung von Eisensteinreihen in der minimalen und nächstgrößeren (next-to-minimal) automorphen Darstellung beliebiger SL_n. / In this thesis, we study automorphic forms and their Fourier expansions in the context of type IIB string theory and its toroidal compactifications with an emphasis on the cases D = 10 and D = 7 where the Cremmer-Julia symmetry groups are SL_2 and SL_5 respectively. We work predominantly over the adeles and present general formulae for the Fourier expansions of Eisenstein series in the minimal- and next-to-minimal automorphic representations of SL_n.

We generalize the work of Gelbart, Miller, Pantchichkine, and Shahidi on constructing p-adic measures to the case of totally real fields K. This measure is the Mellin transform of the reciprocal of the p-adic L-function which interpolates the special values at negative integers of the Hecke L-function of K. To define this measure as a distribution, we study the non-constant terms in the Fourier expansion of a particular Eisenstein series of the Hilbert modular group of K. Proving the distribution is a measure requires studying the structure of the Iwasawa algebra.

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Das Ziel dieser Arbeit ist die Berechnung der arithmetischen Volumina der Shimuravarietäten vom orthogonalen Typ und der natürlichen Höhen der speziellen Zykel auf diesen. Wir entwickeln, für den Fall guter Reduktion, eine allgemeine Theorie ganzzahliger Modelle von toroidalen Kompaktifizierungen der Shimuravarietäten vom Hodge Typ (sowie des Standardhauptfaserbündels darüber). Dies ermöglicht, unter Verwendung der Theorie der Borcherdsprodukte, das arithmetische Voluminen einer zu einem Gitter L der Diskriminante D assoziierten Shimuravarietät, bis auf log(p) Beiträge zu Primzahlen p mit p^2|4D, zu berechnen. Dies ist eine Verallgemeinerung einer Arbeit von Burgos, Bruinier und Kühn. Die Höhen der speziellen Zykel werden im Falle von Kodimension 1 bis auf log(p)-Beiträge mit p|2D berechnet, sowie unter leichten zusätzlichen Einschränkungen im Falle von Kodimension > 1. The resultierenden Grössen sind spezielle Ableitungswerte gewisser L-Reihen. Im Falle der speziellen Zykel stimmen diese mit speziellen Ableitungswerten gewisser normalisierter Eisensteinreihen überein (zusätzlich, bis auf Beiträge bei unendlich). Dies bestätigt Vermutungen von Bruinier-Kühn, Kudla und anderen. / The overall aim of this thesis is to compute arithmetic volumes of Shimura varieties of orthogonal type and natural heights of the special cycles on them. We develop a general theory of integral models of toroidal compactifications of Shimura varieties of Hodge type (and of its standard principal bundle) for the case of good reduction. This enables us, using the theory of Borcherds products, and generalizing work of Burgos, Bruinier and Kühn, to calculate the arithmetic volume of a Shimura variety associated with a lattice L of discriminant D, up to log(p)-contributions from primes p such that p^2|4D. The heights of the special cycles are calculated in the codimension 1 case up to log(p), p|2D, and with some additional restrictions in the codimension > 1 case. The values obtained are special derivatives of certain L-series. In the case of the special cycles they are equal to special derivatives of Fourier coefficients of certain normalized Eisenstein series (in addition, up to contributions from infinity) in accordance with conjectures of Bruinier-Kühn, Kudla, and others.

Diese Dissertation behandelt nicht-holomorphe Diese Dissertation behandelt nicht-holomorphe Eisensteinreihen und Dessins d''Enfants. Nicht-holomorphe Eisensteinreihen entstehen aus Untergruppen der Modulgruppe, indem man über alle Elemente der Gruppe modulo dem Stabilisator einer Spitze aufsummiert. Die zweite Struktur, Dessins d''Enfants, sind bipartite Graphen die in topologische Flächen eingebettet sind. Dessins d''Enfants stehen in Korrespondenz zu Belyi-Paaren und Untergruppen der Modulgruppe von endlichem Index. Deshalb bestehen zwischen Eisensteinreihen und Dessins d''Enfants Verbindungen und ein Schwerpunkt dieser Arbeit ist es, Informationen und Wissen über das eine Objekt in das andere zu übertragen. Bezüglich Dessins d''Enfants beschäftigen wir uns mit Symmetrien. Wir waren in der Lage, Automorphismen von algebraischen Kurven im assoziierten Dessin, in der zugehörigen Untergruppe sowie insbesondere auf den Spitzen zu interpretieren. Außerdem beschreiben wir die Zusammenhänge zwischen Dessins für Untergruppen, dadurch können wir für zwei Untergruppen anhand ihres Dessins entscheiden, ob sie in einander enthalten sind. In Kombination mit hier erbrachten Resultaten zu den Hauptkongruenzuntergruppen führt dies zu einem implementierten Algorithmus, der prüft, ob eine Gruppe eine Kongruenzuntergruppe ist oder nicht. Auf der Seite der Eisensteinreihen untersucht dieser Text Streukonstanten, Greensche Funktionen und Kroneckergrenzformeln. In der Streumatrix fanden wir Symmetrien (für bestimmte Gruppen). Für Greensche Funktionen wurde eine Spurformel bewiesen. Wir zeigten, dass Eisensteinreihen eine Identität erfüllen, die wir Kroneckergrenzformel nennen; sie vergleicht den konstanten Term der Eisensteinreihe mit Funktionen, die von ausgezeichneten Modulformen kommen. Die Dissertation gipfelt in der Berechnung der Streukonstanten für die Untergruppen assoziiert zu den Fermatkurven, die fast alle Nichtkongruenzuntergruppen sind. / In this dissertation non-holomorphic Eisenstein series and Dessins d''Enfants are considered. Non-holomorphic Eisenstein series are created out of subgroups of the modular group by summing up over all elements modulo the stabilizer of a cusp. The second main object, Dessins d''Enfants, are bipartite graphs that are embedded into topological surfaces. There is a correspondence between Dessins D''Enfants, Belyi pairs and subgroups of the modular group of finite index. Therefore Eisenstein series and Dessins d''Enfants are related and a focus of this work is how to use the one to find information about the other. The main results concerning Dessins d''Enfants in this thesis are investigations of symmetries of Dessins. We have been able to interpret automorphisms of algebraic curves on the associated Dessin, the subgroups and in particular the set of cusps. Furthermore, we describe the relation of Dessins for subgroups. Therefore, with help of the Dessins we can decide if two subgroups are contained in each other. Together with our results on the Dessins for principal congruence subgroups this leads to an implemented algorithm that checks if a subgroup is a congruence subgroup or not. On the side of Eisenstein series we consider scattering constants, Green''s functions and Kronecker limit formulas. We found symmetries in the scattering matrix for certain groups. For Green''s functions we established a trace formula. We showed that Eisenstein series fulfill an identity we call Kronecker limit formula in which they are compared with functions coming from certain modular forms. Most of the work done in this thesis culminates in the calculation of the scattering constants for the subgroups associated to Fermat curves; most of these groups are non-congruence.

Nous considérons certaines séries de Fourier liées à la théorie des formes modulaires. Nous étudions leurs propriétés analytiques : la dérivabilité, le module de continuité et l'exposant de Hölder. Nous utilisons deux méthodes différentes. La première revient à trouver et itérer une équation fonctionnelle de la fonction étudiée (méthode d'Itatsu) et la deuxième provient de l'analyse en ondelettes (méthode de Jaffard). L'étape essentielle de chacune dépend de la modularité sous-jacente. Nous trouvons que les propriétés analytiques de ces séries aux points irrationnels sont liées aux propriétés diophantiennes de ces points. Ce travail a été motivé par l'étude de la fonction de Riemann. / We consider certain Fourier series which arise from modular or automorphicforms. We study their analytic properties: differentiability, modulus of continuity and theH¨older regularity exponent. We use two different methods. One is based on finding anditerating a functional equation for the function studied (Itatsu’s method), the second onecomes from wavelet analysis (Jaffard’s method). The crucial steps in both of them arebased on the underlined modularity. We find that the analytic properties of these seriesat an irrational x are related to the fine diophantine properties of x, in a very precise way.The work was motivated by the study of the Riemann series.

Ce travail comprends deux parties indépendantes, mais intimement liées. La première partie concerne le calcul et l'évaluation numérique des invariants holomorphes des difféomorphismes tangents à l'identité, dans le cas-type. On y expose notamment trois méthodes de calculs numériques, dont l'une est basée sur une formule explicite des invariants. Celle-ci résulte de l'évaluation de l'application de cornes 7[+, dont les ingrédients de base sont des rationnels, des coefficients de Taylor du difféomorphisme étudié et des multitangentes. La seconde partie concerne l'étude des multitangentes et des relations les liant entre elles. Il s'agit de fonctions I-périodiques, généralisant les séries d'Eisenstein, et définissant un moule symétr~l. D'autres relations existent, tels la réduction en monotangentes qui indique un lien profond entre les multitangentes et les multizêtas. Des propriétés et conjectures de nature purement algébrique, arithmétique ou analytique sont ensuite exposées. / This work contains two independant parts, witch are deeply very closed. The first part deals with the calculation and the numerical evaluation of the holomor¬phic invariants of tangent to identity diffeomorphisms, in the type-case. ln particular, we display here three methods of numerical computation whose the last is based on an ex¬plicit formula of invariants. These result of calculation of the horn map 7[+, whose basics components are sorne rationnaIs, sorne Taylor coefficients of the diffeomorphism which is studied and multitangents. The second part deals with a général study of multitangents and relations between them. They are I-periodic functions, generalizing Eisenstein series and defining a symetr~l mould. There are others relations, like the reduction into monotangents which point out to us a profound link between multitangents and multiz~tas values. Properties and conjec¬tures of purely algebraic, arithmetical or analytical kirig are then explain