Schramm-Loewner evolution (SLE(kappa)) is an important contemporary tool for identifying critical scaling limits of two-dimensional statistical systems. The SLE(kappa) one-parameter family of processes can be viewed as a special case of a more general, two-parameter family of processes we denote SLE(kappa, mu). The SLE(kappa, mu) process is defined for kappa>0 and real numbers mu; it represents the solution of the chordal Loewner equations under special conditions on the driving function parameter which require that it is a Brownian motion with drift mu and variance kappa. We derive properties of this process by use of methods applied to SLE(kappa) and application of Girsanov's Theorem. In contrast to SLE(kappa), we identify stationary asymptotic behavior of SLE(kappa, mu). For kappa in (0,4] and mu > 0, we present a pathwise construction of a process with stationary temporal increments and stationary imaginary component and relate it to the limiting behavior of the SLE(kappa, mu) generating curve. Our main result is a spatial invariance property of this process achieved by defining a top-crossing probability for points in the upper half plane with respect to the generating curve.

In 1999 Schramm introduced the one-parameter family of random planar chords known as Schramm-Loewner evolution (SLE(kappa)). More recently,Wang defined a functional on (deterministic) planar chords and loops called Loewner energy. The Loewner energy is the rate function of a large deviation principle on SLE(kappa) as kappa tends to 0. Curves of finite energy are more regular than SLE(kappa) and have several interesting properties. For example, there is a link to Teichmüller theory; the family of finite energy loops coincides with the class of Weil-Petersson quasicircles. In this thesis we study natural generalizations of the chordal Loewner energy. We define a two-sided radial Loewner energy, corresponding to the process of a chordal SLE conditioned to hit a marked interior point. We characterize curves of finite two-sided radial energy and show that there is a unique curve of minimal energy. We then move on to discuss a generalization of the multichordal Loewner energy, introduced by Peltola and Wang, to chords with fused endpoints. First, we construct a multichordal Loewner energy on curves which have not yet reached their respective endpoints, agreeing with the energy defined by Peltola and Wang in the limit. We then generalize this energy to two curves which aim at the same point and define the fused multichordal Loewner energy by taking the limit. / År 1999 introducerade Schramm enparameterfamiljen av stokastiska planara kordor som kallas Schramm-Loewner evolution (SLE(kappa)). På senare tid har Wang definierat en funktional på (deterministiska) planara kordor och slingor kallad Loewnerenergi. Loewnerenergin är hastighetsfunktionen av enstora avvikelserprincip på SLE(kappa) då kappa går mot 0. Kurvor med ändlig energi är mer reguljära än SLE(kappa) och har flera intressanta egenskaper. Till exempel finns det en koppling till Teichmullerteori; familjen av slingor med ändlig energi sammanfaller med klassen av Weil-Petersson-kvasicirklar. I den har masteruppsatsen studerar vi naturliga generaliseringar av den kordala Loewnerenergin. Vi definierar en tvåsidig radiell Loewnerenergi som motsvarar processen där en kordal SLE är betingad att träffa en markerad inre punkt. Vi karaktäriserar kurvor med ändlig energi och visar att det finns en unik kurva med minimal energi. Vi går sedan vidare till att diskutera en generalisering av den multikordala Loewnerenergin, introducerad av Peltola och Wang, till kordor som möts i ändpunkterna. Först konstruerar vi en en energi på kurvor som inte ännu har träffat sina ändpunkter, som överensstämmer med energin definierad av Peltola och Wang då vi går i gräns. Vi generaliserar sedan den energin till två kurvor som siktar mot samma punkt och definierar den fusionerade multikordala energin genomatt gå i gräns.

This thesis contains four papers and two introductory chapters. It is mainly devoted to problems concerning random growth models related to the Loewner differential equation. In Paper I we derive a rate of convergence of the Loewner driving function for loop-erased random walk to Brownian motion with speed 2 on the unit circle, the Loewner driving function for radial SLE(2). Thereby we provide the first instance of a formal derivation of a rate of convergence for any of the discrete models known to converge to SLE. In Paper II we use the known convergence of (radial) loop-erased random walk to radial SLE(2) to prove that the scaling limit of loop-erased random walk excursion in the upper half plane is chordal SLE(2). Our proof relies on a version of Wilson’s algorithm for weighted graphs together with a Beurling-type hitting estimate for random walk excursion. We also establish and use the convergence of the radial SLE path to the chordal SLE path as the bulk point tends to a boundary point. In the final section we sketch how to extend our results to more general domains. In Paper III we prove an upper bound on the optimal Hölder exponent for the chordal SLE path parameterized by capacity and thereby establish the optimal exponent as conjectured by J. Lind. We also give a new proof of the lower bound. Our proofs are based on sharp estimates of moments of the derivative of the inverse SLE map. In particular, we improve an estimate of G. F. Lawler. In Paper IV we consider radial Loewner evolutions driven by unimodular Lévy processes. We rescale the hulls of the evolution by capacity, and prove that the weak limit of the rescaled hulls exists. We then study a random growth model obtained by driving the Loewner equation with a compound Poisson process with two real parameters: the intensity of the underlying Poisson process and a localization parameter of the Poisson kernel which determines the jumps. A particular choice of parameters yields a growth process similar to the Hastings-Levitov HL(0) model. We describe the asymptotic behavior of the hulls with respect to the parameters, showing that growth tends to become localized as the jump parameter increases. We obtain deterministic evolutions in one limiting case, and Loewner evolution driven by a unimodular Cauchy process in another. We also show that the Hausdorff dimension of the limiting rescaled hulls is equal to 1.

This thesis studies the geometry of objects from 2-dimensional statistical physics in the continuum. Chapter 1 is an introduction to Schramm-Loewner evolutions (SLE). SLEs are the canonical family of non-self-intersecting, conformally invariant random curves with a domain-Markov property. The family is indexed by a parameter, usually denoted by κ, which controls the regularity of the curve. We give the definition of the SLEκ process, and summarise the proofs of some of its properties. We give particular attention to the Rohde-Schramm theorem which, in broad terms, tells us that an SLEκ is a curve. In Chapter 2 we introduce the Gaussian free field (GFF), a conformally invariant random surface with a domain-Markov property. We explain how to couple the GFF and an SLEκ process, in particular how a GFF can be unzipped along a reverse SLEκ to produce another GFF. We also look at how the GFF is used to define Liouville quantum gravity (LQG) surfaces, and how thick points of the GFF relate to the quantum gravity measure. Chapter 3 introduces a diffusion on LQG surfaces, the Liouville Brownian motion (LBM). The main goal of the chapter is to complete an estimate given by N. Berestycki, which gives an upper bound for the Hausdor dimension of times that a γ-LBM spends in α-thick points for γ, α ∈ [0, 2). We prove the corresponding, tight, lower bound. In Chapter 4 we give a new proof of the Rohde-Schramm theorem (which tells us that an SLEκ is a curve), which is valid for all values of κ except κ = 8. Our proof uses the coupling of the reverse SLEκ with the free boundary GFF to bound the derivative of the inverse of the Loewner flow close to the origin. Our knowledge of the structure of the GFF lets us find bounds which are tight enough to ensure continuity of the SLEκ trace.

We focus on planar Random Walks and some related stochastic processes. The discrete models are introduced and some of their core properties examined. We then turn to the question of continuous analogues, starting with the well-known convergence of the Random Walk to Brownian Motion. For the Harmonic Explorer and the Loop Erased Random Walk, we discuss the idea for convergence to SLE(\kappa) and carry out parts of the proof in the former case using a martingale observable to pin down the Loewner driving process.

Cette thèse porte sur les relations entre les processus SLE, les ensembles CLE et le champ libre Gaussien. Dans le chapitre 2, nous donnons une construction des processus SLE(k,r) à partir des boucles des CLE(k) et d'échantillons de restriction chordale. Sheffield et Werner ont prouvé que les CLE(k) peuvent être construits à partir des processus d'exploration symétriques des SLE(k,r).Nous montrons dans le chapitre 3 que la configuration des boucles construites à partir du processus d'exploration asymétrique des SLE(k,k-6) donne la même loi CLE(k). Le processus SLE(4) peut être considéré comme les lignes de niveau du champ libre Gaussien et l'ensemble CLE(4) correspond à la collection des lignes de niveau de ce champ libre Gaussien. Dans la deuxième partie du chapitre 3, nous définissons un paramètre de temps invariant conforme pour chaque boucle appartenant à CLE(4) et nous donnons ensuite dans le chapitre 4 un couplage entre le champ libre Gaussien et l'ensemble CLE(4) à l'aide du paramètre de temps. Les processus SLE(k) peuvent être considérés comme les lignes de flot du champ libre Gaussien. Nous explicitons la dimension de Hausdorff de l'intersection de deux lignes de flot du champ libre Gaussien. Cela nous permet d'obtenir la dimension de l'ensemble des points de coupure et des points doubles de la courbe SLE, voir le chapitre 5. Dans le chapitre 6, nous définissons la mesure de restriction radiale, prouvons la caractérisation de ces mesures, et montrons la condition nécessaire et suffisante de l'existence des mesures de restriction radiale. / This thesis focuses on various relations between SLE, CLE and GFF. In Chapter 2, we give a construction of SLE(k,r) processes from CLE(k) loop configuration and chordal restriction samples. Sheffield and Werner has proved that CLE(k) can be constructed from symmetric SLE(k,k-6) exploration processes. We prove in Chapter 3 that the loop configuration constructed from the asymmetric SLE(k,k-6) exploration processes also give the same law CLE(k). SLE(4) can be viewed as level lines of GFF and CLE(4) can be viewed as the collection of level lines of GFF. We define a conformally invariant time parameter for each loop in CLE(4) in the second part of Chapter 3 and then give a coupling between GFF and CLE(4) with time parameter in Chapter 4. SLE(k,r) can be viewed as flow lines of GFF. We derive the Hausdorff dimension of the intersection of two flow lines in GFF. Then, from there, we obtain the dimension of the cut and double point set of SLE curve in Chapter 5. In Chapter 6, we define the radial restriction measure, prove the characterization of these measures, and show the if and only if condition for the existence of radial restriction measure.

Cette thèse porte sur les relations entre les processus SLE, les ensembles CLE et le champ libre Gaussien. Dans le chapitre 2, nous donnons une construction des processus SLE(k,r) à partir des boucles des CLE(k) et d'échantillons de restriction chordale. Sheffield et Werner ont prouvé que les CLE(k) peuvent être construits à partir des processus d'exploration symétriques des SLE(k,r).Nous montrons dans le chapitre 3 que la configuration des boucles construites à partir du processus d'exploration asymétrique des SLE(k,k-6) donne la même loi CLE(k). Le processus SLE(4) peut être considéré comme les lignes de niveau du champ libre Gaussien et l'ensemble CLE(4) correspond à la collection des lignes de niveau de ce champ libre Gaussien. Dans la deuxième partie du chapitre 3, nous définissons un paramètre de temps invariant conforme pour chaque boucle appartenant à CLE(4) et nous donnons ensuite dans le chapitre 4 un couplage entre le champ libre Gaussien et l'ensemble CLE(4) à l'aide du paramètre de temps. Les processus SLE(k) peuvent être considérés comme les lignes de flot du champ libre Gaussien. Nous explicitons la dimension de Hausdorff de l'intersection de deux lignes de flot du champ libre Gaussien. Cela nous permet d'obtenir la dimension de l'ensemble des points de coupure et des points doubles de la courbe SLE, voir le chapitre 5. Dans le chapitre 6, nous définissons la mesure de restriction radiale, prouvons la caractérisation de ces mesures, et montrons la condition nécessaire et suffisante de l'existence des mesures de restriction radiale.

Cette thèse porte sur les phénomènes critiques survenant dans les modèles bidimensionnels sur réseau. Les résultats sont l'objet de deux articles : le premier porte sur la mesure d'exposants critiques décrivant des objets géométriques du réseau et, le second, sur la construction d'idempotents projetant sur des modules indécomposables de l'algèbre de Temperley-Lieb pour la chaîne de spins XXZ. Le premier article présente des expériences numériques Monte Carlo effectuées pour une famille de modèles de boucles en phase diluée. Baptisés "dilute loop models (DLM)", ceux-ci sont inspirés du modèle O(n) introduit par Nienhuis (1990). La famille est étiquetée par les entiers relativement premiers p et p' ainsi que par un paramètre d'anisotropie. Dans la limite thermodynamique, il est pressenti que le modèle DLM(p,p') soit décrit par une théorie logarithmique des champs conformes de charge centrale c(\kappa)=13-6(\kappa+1/\kappa), où \kappa=p/p' est lié à la fugacité du gaz de boucles \beta=-2\cos\pi/\kappa, pour toute valeur du paramètre d'anisotropie. Les mesures portent sur les exposants critiques représentant la loi d'échelle des objets géométriques suivants : l'interface, le périmètre externe et les liens rouges. L'algorithme Metropolis-Hastings employé, pour lequel nous avons introduit de nombreuses améliorations spécifiques aux modèles dilués, est détaillé. Un traitement statistique rigoureux des données permet des extrapolations coïncidant avec les prédictions théoriques à trois ou quatre chiffres significatifs, malgré des courbes d'extrapolation aux pentes abruptes. Le deuxième article porte sur la décomposition de l'espace de Hilbert \otimes^nC^2 sur lequel la chaîne XXZ de n spins 1/2 agit. La version étudiée ici (Pasquier et Saleur (1990)) est décrite par un hamiltonien H_{XXZ}(q) dépendant d'un paramètre q\in C^\times et s'exprimant comme une somme d'éléments de l'algèbre de Temperley-Lieb TL_n(q). Comme pour les modèles dilués, le spectre de la limite continue de H_{XXZ}(q) semble relié aux théories des champs conformes, le paramètre q déterminant la charge centrale. Les idempotents primitifs de End_{TL_n}\otimes^nC^2 sont obtenus, pour tout q, en termes d'éléments de l'algèbre quantique U_qsl_2 (ou d'une extension) par la dualité de Schur-Weyl quantique. Ces idempotents permettent de construire explicitement les TL_n-modules indécomposables de \otimes^nC^2. Ceux-ci sont tous irréductibles, sauf si q est une racine de l'unité. Cette exception est traitée séparément du cas où q est générique. Les problèmes résolus par ces articles nécessitent une grande variété de résultats et d'outils. Pour cette raison, la thèse comporte plusieurs chapitres préparatoires. Sa structure est la suivante. Le premier chapitre introduit certains concepts communs aux deux articles, notamment une description des phénomènes critiques et de la théorie des champs conformes. Le deuxième chapitre aborde brièvement la question des champs logarithmiques, l'évolution de Schramm-Loewner ainsi que l'algorithme de Metropolis-Hastings. Ces sujets sont nécessaires à la lecture de l'article "Geometric Exponents of Dilute Loop Models" au chapitre 3. Le quatrième chapitre présente les outils algébriques utilisés dans le deuxième article, "The idempotents of the TL_n-module \otimes^nC^2 in terms of elements of U_qsl_2", constituant le chapitre 5. La thèse conclut par un résumé des résultats importants et la proposition d'avenues de recherche qui en découlent. / This thesis is concerned with the study of critical phenomena for two-dimensional models on the lattice. Its results are contained in two articles: A first one, devoted to measuring geometric exponents, and a second one to the construction of idempotents for the XXZ spin chain projecting on indecomposable modules of the Temperley-Lieb algebra. Monte Carlo experiments, for a family of loop models in their dilute phase, are presented in the first article. Coined "dilute loop models (DLM)", this family is based upon an O(n) model introduced by Nienhuis (1990). It is defined by two coprime integers p,p' and an anisotropy parameter. In the continuum limit, DLM(p,p') is expected to yield a logarithmic conformal field theory of central charge c(\kappa)=13-6(\kappa+1/\kappa), where the ratio \kappa=p/p' is related to the loop gas fugacity \beta=-2\cos\pi/\kappa. Critical exponents pertaining to valuable geometrical objects, namely the hull, external perimeter and red bonds, were measured. The Metropolis-Hastings algorithm, as well as several methods improving its efficiency, are presented. Despite the extrapolation of curves presenting large slopes, values as close as three to four digits from the theoretical predictions were attained through rigorous statistical analysis. The second article describes the decomposition of the XXZ spin chain Hilbert space \otimes^nC^2 using idempotents. The model of interest (Pasquier & Saleur (1990)) is described by a parameter-dependent Hamiltonian H_{XXZ}(q), q\in C^\times, expressible as a sum of elements of the Temperley-Lieb algebra TL_n(q). The spectrum of H_{XXZ}(q) in the continuum limit is also believed to be related to conformal field theories whose central charge is set by q. Using the quantum Schur-Weyl duality, an expression for the primitive idempotents of End_{TL_n}\otimes^nC^2, involving U_qsl_2 elements, is obtained. These idempotents allow for the explicit construction of the indecomposable TL_n-modules of \otimes^nC^2, all of which are irreducible except when q is a root of unity. This case, and the case where q is generic, are treated separately. Since a wide variety of results and tools are required to tackle the problems stated above, this thesis contains many introductory chapters. Its layout is as follows. The first chapter introduces theoretical concepts common to both articles, in particular an overview of critical phenomena and conformal field theory. Before proceeding to the article entitled \emph{Geometric Exponents of Dilute Loop Models} constituting Chapter 3, the second chapter deals briefly with logarithmic conformal fields, Schramm-Loewner evolution and the Metropolis-Hastings algorithm. The fourth chapter defines some algebraic concepts used in the second article, "The idempotents of the TL_n-module \otimes^nC^2 in terms of elements of U_qsl_2" of Chapter 5. A summary of the main results, as well as paths to unexplored questions, are suggested in a final chapter.

Cette thèse porte sur les phénomènes critiques survenant dans les modèles bidimensionnels sur réseau. Les résultats sont l'objet de deux articles : le premier porte sur la mesure d'exposants critiques décrivant des objets géométriques du réseau et, le second, sur la construction d'idempotents projetant sur des modules indécomposables de l'algèbre de Temperley-Lieb pour la chaîne de spins XXZ. Le premier article présente des expériences numériques Monte Carlo effectuées pour une famille de modèles de boucles en phase diluée. Baptisés "dilute loop models (DLM)", ceux-ci sont inspirés du modèle O(n) introduit par Nienhuis (1990). La famille est étiquetée par les entiers relativement premiers p et p' ainsi que par un paramètre d'anisotropie. Dans la limite thermodynamique, il est pressenti que le modèle DLM(p,p') soit décrit par une théorie logarithmique des champs conformes de charge centrale c(\kappa)=13-6(\kappa+1/\kappa), où \kappa=p/p' est lié à la fugacité du gaz de boucles \beta=-2\cos\pi/\kappa, pour toute valeur du paramètre d'anisotropie. Les mesures portent sur les exposants critiques représentant la loi d'échelle des objets géométriques suivants : l'interface, le périmètre externe et les liens rouges. L'algorithme Metropolis-Hastings employé, pour lequel nous avons introduit de nombreuses améliorations spécifiques aux modèles dilués, est détaillé. Un traitement statistique rigoureux des données permet des extrapolations coïncidant avec les prédictions théoriques à trois ou quatre chiffres significatifs, malgré des courbes d'extrapolation aux pentes abruptes. Le deuxième article porte sur la décomposition de l'espace de Hilbert \otimes^nC^2 sur lequel la chaîne XXZ de n spins 1/2 agit. La version étudiée ici (Pasquier et Saleur (1990)) est décrite par un hamiltonien H_{XXZ}(q) dépendant d'un paramètre q\in C^\times et s'exprimant comme une somme d'éléments de l'algèbre de Temperley-Lieb TL_n(q). Comme pour les modèles dilués, le spectre de la limite continue de H_{XXZ}(q) semble relié aux théories des champs conformes, le paramètre q déterminant la charge centrale. Les idempotents primitifs de End_{TL_n}\otimes^nC^2 sont obtenus, pour tout q, en termes d'éléments de l'algèbre quantique U_qsl_2 (ou d'une extension) par la dualité de Schur-Weyl quantique. Ces idempotents permettent de construire explicitement les TL_n-modules indécomposables de \otimes^nC^2. Ceux-ci sont tous irréductibles, sauf si q est une racine de l'unité. Cette exception est traitée séparément du cas où q est générique. Les problèmes résolus par ces articles nécessitent une grande variété de résultats et d'outils. Pour cette raison, la thèse comporte plusieurs chapitres préparatoires. Sa structure est la suivante. Le premier chapitre introduit certains concepts communs aux deux articles, notamment une description des phénomènes critiques et de la théorie des champs conformes. Le deuxième chapitre aborde brièvement la question des champs logarithmiques, l'évolution de Schramm-Loewner ainsi que l'algorithme de Metropolis-Hastings. Ces sujets sont nécessaires à la lecture de l'article "Geometric Exponents of Dilute Loop Models" au chapitre 3. Le quatrième chapitre présente les outils algébriques utilisés dans le deuxième article, "The idempotents of the TL_n-module \otimes^nC^2 in terms of elements of U_qsl_2", constituant le chapitre 5. La thèse conclut par un résumé des résultats importants et la proposition d'avenues de recherche qui en découlent. / This thesis is concerned with the study of critical phenomena for two-dimensional models on the lattice. Its results are contained in two articles: A first one, devoted to measuring geometric exponents, and a second one to the construction of idempotents for the XXZ spin chain projecting on indecomposable modules of the Temperley-Lieb algebra. Monte Carlo experiments, for a family of loop models in their dilute phase, are presented in the first article. Coined "dilute loop models (DLM)", this family is based upon an O(n) model introduced by Nienhuis (1990). It is defined by two coprime integers p,p' and an anisotropy parameter. In the continuum limit, DLM(p,p') is expected to yield a logarithmic conformal field theory of central charge c(\kappa)=13-6(\kappa+1/\kappa), where the ratio \kappa=p/p' is related to the loop gas fugacity \beta=-2\cos\pi/\kappa. Critical exponents pertaining to valuable geometrical objects, namely the hull, external perimeter and red bonds, were measured. The Metropolis-Hastings algorithm, as well as several methods improving its efficiency, are presented. Despite the extrapolation of curves presenting large slopes, values as close as three to four digits from the theoretical predictions were attained through rigorous statistical analysis. The second article describes the decomposition of the XXZ spin chain Hilbert space \otimes^nC^2 using idempotents. The model of interest (Pasquier & Saleur (1990)) is described by a parameter-dependent Hamiltonian H_{XXZ}(q), q\in C^\times, expressible as a sum of elements of the Temperley-Lieb algebra TL_n(q). The spectrum of H_{XXZ}(q) in the continuum limit is also believed to be related to conformal field theories whose central charge is set by q. Using the quantum Schur-Weyl duality, an expression for the primitive idempotents of End_{TL_n}\otimes^nC^2, involving U_qsl_2 elements, is obtained. These idempotents allow for the explicit construction of the indecomposable TL_n-modules of \otimes^nC^2, all of which are irreducible except when q is a root of unity. This case, and the case where q is generic, are treated separately. Since a wide variety of results and tools are required to tackle the problems stated above, this thesis contains many introductory chapters. Its layout is as follows. The first chapter introduces theoretical concepts common to both articles, in particular an overview of critical phenomena and conformal field theory. Before proceeding to the article entitled \emph{Geometric Exponents of Dilute Loop Models} constituting Chapter 3, the second chapter deals briefly with logarithmic conformal fields, Schramm-Loewner evolution and the Metropolis-Hastings algorithm. The fourth chapter defines some algebraic concepts used in the second article, "The idempotents of the TL_n-module \otimes^nC^2 in terms of elements of U_qsl_2" of Chapter 5. A summary of the main results, as well as paths to unexplored questions, are suggested in a final chapter.