[pt] Em 1988, Delzant classificou as variedades compactas tóricas simpléticas por meio da imagem associada da aplicação momento. Como estabelecido pelo Teorema de Convexidade [Atiyah, Guillemin-Sternberg, 1983], a imagem pela aplicação momento de uma variedade compacta tórica simplética é um polítopo convexo. A construção de Delzant proporciona uma receita para formar, dado um polítopo de Delzant, uma variedade compacta tórica simplética. Nesta dissertação revisamos essa construção e estudamos alguns exemplos. / [en] In 1988, Delzant proved a classification Theorem of compact toric symplectic manifolds by means of their moment image. By the convexity Theorem [Atiyah, Guillemin-Sternberg, 1983] the moment image of a compact toric symplectic manifold is a convex polytope. Delzant s construction gives a recipe to construct, given a Delzant polytope, the corresponding compact toric symplectic manifold. This thesis describes this construction and studies in detail some examples.

[pt] Nesta tese introduzimos a noção de estrutura de Poisson fibrada em um fibrado localmente trivial. Isto é uma estrutura de Poisson no espaço total da fibração com condições naturais de compatibilidade com respeito as fibras e bases de Poisson dadas. Nosso resultado principal é uma receita para produzir estruturas de Poisson fibradas fora de apropriadas (pares de) ações de Poisson de grupos de Lie. Aplicamos este resultado para produzir estruturas de Poisson fibradas com fibra e base uma variedade tórica ou uma órbita coadjunta, aumentando assim a classe de variedades de Poisson compactas com um número finito de folhas simpléticas. / [en] In this thesis we introduce the notion of fibered Poisson structure on a locally trivial fiber bundle. This is a Poisson structure on the total space of the fibration with natural compatibility conditions with respect to the given Poisson base and fiber. Our main result is a recipe to produce fibered Poisson structures out of appropriate (pairs of) Poisson actions of Lie groups. We apply this result to produce fibered Poisson structures with fiber and base either a toric variety or a coadjoint orbit, thus enlarging the class of compact Poisson manifolds with a finite number of symplectic leaves.

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We use toric symmetry and blowups to study relationships in the Gromov-Witten theories of $\mathbb{P}^3$ and $\mathbb{P}^1\!\times\!\mathbb{P}^1\!\times\!\mathbb{P}^1$. These two spaces are birationally equivalent via the common blowup space, the permutohedral variety. We prove an equivalence of certain invariants on blowups at only points of $\mathbb{P}^3$ and $\mathbb{P}^1\!\times\!\mathbb{P}^1\!\times\!\mathbb{P}^1$ by showing that these invariants descend from the blowup. Further, the permutohedral variety has nontrivial automorphisms of its cohomology coming from toric symmetry. These symmetries can be forced to descend to the blowups at just points of $\mathbb{P}^3$ and $\mathbb{P}^1\!\times\!\mathbb{P}^1\!\times\!\mathbb{P}^1$. Enumerative consequences are discussed.

Topological order is a new field of research involving exotic physics. Among other things it has been suggested as a means for realising fault-tolerant quantum computation. Topological degeneracy, i.e. the ground state degeneracy of a topologically ordered state, is one of the quantities that have been used to characterize such states. Topological order has also been suggested as a possible quantum information storage. We study two-dimensional lattice models defined on a closed manifold, specifically on a torus, and find that these systems exhibit topological degeneracy proportional to the genus of the manifold on which they are defined. We also find that the addition of lattice dislocations increases the ground state degeneracy, a behaviour that can be interpreted as artificially increasing the genus of the manifold. We derive the fusion and braiding rules of the model, which are then used to calculate the braiding properties of the dislocations themselves. These turn out to resemble non-abelian anyons, a property that is important for the possibility to achieve universal quantum computation. One can also emulate lattice dislocations synthetically, by adding an external field. This makes them more realistic for potential experimental realisations. / Topologisk ordning är ett nytt område inom fysik som bland annat verkar lovande som verktyg för förverkligandet av kvantdatorer. En av storheterna som karakteriserar topologiska tillstånd är det totala antalet degenererade grundtillstånd, den topologiska degenerationen. Topologisk ordning har också föreslagits som ett möjligt sätt att lagra kvantdata. Vi undersöker tvådimensionella gittermodeller definierade på en sluten mångfald, specifikt en torus, och finner att dessa system påvisar topologisk degeneration som är proportionerlig mot mångfaldens topologiska genus. När dislokationer introduceras i gittret finner vi att grundtillståndets degeneration ökar, något som kan ses som en artificiell ökning av mångfaldens genus. Vi härleder sammanslagningsregler och flätningsregler för modellen och använder sedan dessa för att räkna ut flätegenskaperna hos själva dislokationerna. Dessa visar sig likna icke-abelska anyoner, en egenskap som är viktiga för möjligheten att kunna utföra universella kvantberäkningar. Det går också att emulera dislokationer i gittret genom att lägga på ett yttre fält. Detta gör dem mer realistiska för eventuella experimentella realisationer.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho tem como objetivo estudar os parametros de um codigo projetivo gerado por um conjunto algebrico torico X que e parametrizado por uma quantidade nita de monomios em varias variaveis. Tambem podemos obter conjuntos algebricos toricos associados a matrizes de incidencia de grafos e cluters, e nestes casos obtemos resultados mais precisos, ja que os conjuntos algebricos toricos obtidos sao parametrizados por monomios com mesmo grau. Nos capitulos iniciais sao apresentados os conceitos basicos que servirao de ferramentas para atingir estes objetivos. / This work aims at studying the parameters of a projective code generated by an algebraic toric set X which is parameterized by a nite number of monomials in several variables. We also can obtain algebraic toric sets associated to graph or clutter incidence matrices and in these cases we obtain more precise results since the algebraic toric sets which are obtained are parameterized by monomials of the same degree. In the rst chapters we introduce basic concepts which will serve as tools to reach our aim. / Dissertação (Mestrado)

Le résultat principal de cette thèse est l'obtention d'une condition nécessaire et suffisante pour l'existence d'une métrique de Kähler-Einstein sur une compactification bi-équivariante lisse et Fano d'un groupe complexe réductif connexe. Ces variétés comprennent les variétés toriques et les compactifications magnifiques de groupes semisimples adjoints.Dans la première partie de ce travail sont développés les outils nécessaires à l'étude de l'existence de métriques de Kähler-Einstein sur ces variétés. Nous calculons en particulier la Hessienne complexe d'une fonction $Ktimes K$-invariante sur la complexification d'un groupe compact $K$. Nous associonségalement, à toute métrique invariante à courbure positive sur un fibré linéarisé ample sur une compactification de groupe, une fonction convexe dont le comportement asymptotique est prescrit. Ceci est utilisé une première fois pour obtenir une formule pour l'invariant alpha d'un fibré en droite ample sur une compactification de groupe Fano. Cette formule est obtenue par le calcul des seuils log canoniques des métriques hermitiennes invariantes à courbure positive, et induit, dans le cas particulier des variétés toriques, un résultat obtenu auparavant, figurant dans l'article par ailleurs inclus en appendice de la thèse.Nous prouvons ensuite le résultat principal en obtenant des estimées $C^0$ le long de la méthode de continuité, en se ramenant à une équation de Monge-Ampèreréelle sur un cône. La condition obtenue est que le barycentre du polytope associé à la compactification de groupe, par rapport à la mesure de Duistermaat-Heckman, doit être dans une zone particulière du polytope. Cette condition peut être vérifiée sur les exemples, donne de nouveaux exemples de variétés deKähler-Einstein Fano, et donne aussi un exemple qui n'admet aucun soliton de Kähler-Ricci. Nous calculons de plus la plus grande borne inférieure de Ricci lorsqu'il n'y a pas de métrique de Kähler-Einstein. / The main result of this work is a necessary and sufficient condition for the existence of a Kähler-Einstein metric on a smooth and Fano bi-equivariant compactification of a complex connected reductive group. Examples of such varieties include wonderful compactifications of adjoint semisimple groups.The tools needed to study the existence of Kähler-Einstein metrics on these varieties are developed in the first part of the work, including a computation of the complex Hessian of a $Ktimes K$-invariant function on the complexification of a compact group $K$. Another step is to associate to any non-negatively curved invariant hermitian metric on an ample linearized line bundle on a group compactification a convex function with prescribed asymptotic behavior. This is used a first time to derive a formula for the alpha invariantof an ample line bundle on a Fano group compactification. This formula is obtained through the computation of the log canonical thresholds of any non-negatively curved invariant hermitian metric, and gives the sameresult, for toric manifolds, as the one we obtained before, in an article that is included in this thesis as an appendix.Then we prove the main result by obtaining $C^0$ estimates along the continuity method, using the tools developed to reduce to a real Monge-Ampère equation on a cone. The condition obtained is that the barycenter of the polytope associated to the group compactification, with respect to the Duistermaat-Heckman measure, lies in a certain zone in the polytope. This condition can be checked on examples, gives new examples of Fano Kähler-Einstein manifolds, and also gives an example that admits no Kähler-Ricci solitons. We also compute the greatest Ricci lower bound when there are no Kähler-Einstein metrics.

Cette thèse concerne l'étude des variétés de Fano, qui sont des objets centraux de la classification des variétés algébriques. La première question abordée concerne les variétés de Fano lisses de dimension quatre. On cherche a étudier les potentielles singularités d'un diviseur anticanonique de sorte qu'on puisse les écrire sous une forme locale explicite. En tant qu'étape intermédiaire, on démontre aussi que ces points sont au plus des singularités terminales, c'est-à-dire les singularités les plus proches du cas lisse du point de vue de la géométrie birationnelle. On montre ensuite que ce dernier résultat se généralise en dimension arbitraire en admettant une conjecture de non-annulation de Kawamata.De façon complémentaire, on s¿intéresse à des variétés de Fano de dimension plus petite, mais admettant des singularités. Il s¿agit des surfaces de del Pezzo ayant des singularités de type 1/3(1,1). Ceci est l'exemple le plus simple de singularité rigide, c'est-à-dire qui reste inchangée à une déformation Q-Gorenstein près. On classifie entièrement ces objets en trouvant 29 familles. On obtient ainsi un tableau contenant des modèles de ces surfaces, qui pour la plupart sont des intersections complètes dans des variétés toriques. Ce travail s'inscrit dans un contexte plus large, qui a pour cible de calculer leur cohomologie quantique pour ensuite vérifier si deux conjectures en symmetrie miroir. / This thesis concerns Fano varieties, which are central objects within the classification of algebraic varieties.The first problem we discuss involves smooth Fano varieties of dimension four. We study the potential singularities of an anticanonical divisor and determine their explicit local expression. As an intermediate step, we show that they are terminal points, that is the singularities which are closest to the smooth case from the point of view of birational geometry. We then show that the latter result generalizes in arbitrary dimension if we suppose that a nonvanishing conjecture of Kawamata holds.The second approach is to examine Fano varieties of smaller dimensions which admit singularities. The objects we consider are log del Pezzo surfaces with 1/3(1,1) points. This is the simplest example of a rigid singularity, that is it remains unchanged under Q-Gorenstein deformations. We give a complete classification of these surfaces, finding 29 families. We also provide a table describing almost all of them as complete intersections in toric varieties. This work belongs to an overarching project that aims at studying mirror symmetry for del Pezzo surfaces with cyclic quotient singularities.

Cette thèse établit l'existence d'une variante de l'homologie de Floer de type Morse-Bott. Étant donnés une variété torique (W²ⁿ, ω, µ) et un hamiltonien H : W × S ¹ → ℝ invariant par l’action du tore de dimension n Tⁿ, , les orbites de H sont stables par l’action torique. Cette dernière admettant des points fixes dans W, elle n’est pas libre, pareillement pour celle induit sur les lacets de W et il est, a priori, impossible de construire une théorie de Morse-Bott équivariante au niveau de C∞(S¹, W)/Tⁿ. Nous remédions à ce problème en adoptant la construction de Borel : nous choisissons un espace E contractile muni d’une action libre du tore regardons l’homologie de Morse-Bott en dimension infinie de l’espace (C∞(S¹, W) × E)/Tⁿ où Tⁿ agit cette fois de manière diagonale sur le produit.L’homologie obtenue est un invariant pour les variétés symplectiques toriques et nous le calculons dans le cas d’une variété fermée. / This thesis establishes the existence of a version of Floer homology in a Morse-Bottcontext. Given a toric manifold (Wⁿ, ω, µ) and a hamiltonian H : W × S¹ → ℝ invariant bythe action of the torus Tⁿ, the periodical orbits of H are stable by the toric action.The latter admits fix points in W and hence it not free, neither one induced on the spaceof the loops of W and it is, a priori, impossible to establish a equivariant infinite-dimensionalMorse-Bott theory on C∞(S¹, W)/Tⁿ. We deal with this problem using Borel’s construction : we choose a space contractible E witha free action from the torus and look at the infinite-dimensional Morse-Bott homology of thespace (C∞(S¹, W) × E)/Tⁿ where Tⁿ act in a diagonal way on the product.We obtain an invariant for symplectic toric manifold and computes it for a closed manifold.

Dans la première partie de cette thèse, on présente des bornes supérieures fines pour le nombre de sous-variétés irréductibles de torsion maximales dans une sous-variété du tore complexe algébrique $(\mathbb{C}^{\times})^n$ et d'une variété abélienne. Dans les deux cas, on donne une borne explicite en termes du degré des polynômes définissants et la variété ambiante. De plus, la dépendance en le degré des polynômes est optimale. Dans le cas du tore complexe, on donne aussi une borne explicite en termes du degré torique de la sous-variété. En conséquence de ce dernier résultat, on démontre les conjectures de Ruppert, et Aliev et Smyth pour le nombre de points de torsion isolés dans une hypersurface. Ces conjectures bornent ce nombre en terme, respectivement, du multi-degré et du volume du polytope de Newton d'un polynôme définissant l'hypersurface.Dans la deuxième partie de cette thèse, on présente une borne supérieure pour la hauteur des zéros isolés, dans le tore, d'un système de polynômes de Laurent sur un corps adélique qui satisfait la formule du produit. Cette borne s'exprime en termes des intégrales mixtes des fonctions toit locales associées à la hauteur choisie et le système des polynômes de Laurent. On montre aussi que cette borne est presque optimale dans quelques familles d'exemples. Ce résultat est un analogue arithmétique du théorème de Bern\v{s}tein-Ku\v{s}nirenko. / In the first part of this thesis we present sharp bounds on the number of maximal torsion cosets in a subvariety of a complex algebraic torus $(\mathbb{C}^{\times})^n$ and of an Abelian variety. In both cases, we give an explicit bound in terms of the degree of the defining polynomials and the ambient variety. Moreover, the dependence on the degree of the polynomials is sharp. In the case of the complex torus, we also give an effective bound in terms of the toric degree of the subvariety. As a consequence of the latter result, we prove the conjectures of Ruppert, and Aliev and Smyth on the number of isolated torsion points of a hypersurface. These conjectures bound this number in terms of the multidegree and the volume of the Newton polytope of a polynomial defining the hypersurface, respectively.In the second part of the thesis, we present an upper bound for the height of isolated zeros, in the torus, of a system of Laurent polynomials over an adelic field satisfying the product formula. This upper bound is expressed in terms of the mixed integrals of the local roof functions associated to the chosen height function and to the system of Laurent polynomials. We also show that this bound is close to optimal in some families of examples. This result is an arithmetic analogue of the classical Bern\v{s}tein-Ku\v{s}nirenko theorem.