We discuss exceptional polynomials, i.e. polynomials over a finite field $k$ that induce bijections over infinitely many finite extensions of $k$. In the first chapters we give the theoretical background to characterize this class of polynomials with Galois theoretic means. This leads to the notion of arithmetic resp. geometric monodromy groups. In the remaining chapters we restrict our attention to polynomials with primitive affine arithmetic monodromy group. We first classify all exceptional polynomials with the fixed field of the affine kernel of the arithmetic monodromy group being of genus less or equal to 2. Next we show that every full affine group can be realized as the monodromy group of a polynomial. In the remaining chapters we classify affine polynomials of a given degree. / In dieser Arbeit werden exzeptionelle Polynome untersucht. Ein über einem endlichen Körper $k$ definiertes Polynom heißt exzeptionell, falls durch dieses auf unendlich vielen endlichen Erweiterungen von $k$ Bijektionen induziert werden. In den ersten Kapiteln legen wir die theoretischen Grundlagen, die uns eine Charakterisierung exzeptioneller Polynome mittels Galoistheorie erlauben. Wir benötigen hierzu insbesondere den Begriff der arithmetischen bzw. geometrischen Monodromiegruppe. In den folgenden Kapiteln behandeln wir schwerpunktmäßig Polynome mit primitiver affiner arithmetischer Monodromiegruppe. Zunächst klassifizieren wir alle exzeptionellen Polynome, die der Bedingung genügen, daß der Fixkörper des affinen Kerns ein Geschlecht kleiner oder gleich 2 besitzt. Danach zeigen wir, daß jede volle affine Gruppe als geometrische Monodromiegruppe eines Polynoms auftritt. In den restlichen Kapiteln klassifizieren wir affine Polynome von vorgegebenem Grad.

In attempting to solve the regular inverse Galois problem for arbitrary subfields K of C (particularly for K=Q), a very important result by Fried and Völklein reduces the existence of regular Galois extensions F|K(t) with Galois group G to the existence of K-rational points on components of certain moduli spaces for families of covers of the projective line, known as Hurwitz spaces. In some cases, the existence of rational points on Hurwitz spaces has been proven by theoretical criteria. In general, however, the question whether a given Hurwitz space has any rational point remains a very difficult problem. In concrete cases, it may be tackled by an explicit computation of a Hurwitz space and the corresponding family of covers. The aim of this work is to collect and expand on the various techniques that may be used to solve such computational problems and apply them to tackle several families of Galois theoretic interest. In particular, in Chapter 5, we compute explicit curve equations for Hurwitz spaces for certain families of \(M_{24}\) and \(M_{23}\). These are (to my knowledge) the first examples of explicitly computed Hurwitz spaces of such high genus. They might be used to realize \(M_{23}\) as a regular Galois group over Q if one manages to find suitable points on them. Apart from the calculation of explicit algebraic equations, we produce complex approximations for polynomials with genus zero ramification of several different ramification types in \(M_{24}\) and \(M_{23}\). These may be used as starting points for similar computations. The main motivation for these computations is the fact that \(M_{23}\) is currently the only remaining sporadic group that is not known to occur as a Galois group over Q. We also compute the first explicit polynomials with Galois groups \(G=P\Gamma L_3(4), PGL_3(4), PSL_3(4)\) and \(PSL_5(2)\) over Q(t). Special attention will be given to reality questions. As an application we compute the first examples of totally real polynomials with Galois groups \(PGL_2(11)\) and \(PSL_3(3)\) over Q. As a suggestion for further research, we describe an explicit algorithmic version of "Algebraic Patching", following the theory described e.g. by M. Jarden. This could be used to conquer some problems regarding families of covers of genus g>0. Finally, we present explicit Magma implementations for several of the most important algorithms involved in our computations. / Das Umkehrproblem der Galoistheorie und explizite Berechnung von Familien von Überlagerungen des \(\mathbb{P}^1\mathbb{C}\) mit vorgegebener Verzweigung

Thèse de doctorat : Mathématiques : Lille 1 : 2002. / N° d'ordre (Lille) : 3112. Bibliogr. p. 101-103.

Dans le cas générique Yu. S. Ilyashenko a donné une solution pour le problème tangentielle du centre et le probème de la monodromie. Néanmoins, on ne connaît pas la solution pour tous les cas non-génériques. Dans cette thèse on étudie une famille des équations hamiltoniennes non-génériques dont l'hamiltonien est un produit de polynômes réels irréductibles de dégre supérieur ou égal à 1. On étudie cette famille dans le but d'avoir un modèle d'équation hamiltonienne qui nous permette de comprendre d'autres cas non-génériques. Cette famille ne satisfait pas necessairement les conditions de généricité de transversalité à l'infini et n'a pas nécessairement tous les points singuliers aux niveaux distincts. Nous considerons quelques conditions géomètriques sur les hamiltoniens qu'on appelle bon partage du plan proyective réel et bonne multiplicité à l'infini. Ces conditions nous servent pour calculer l'orbite par monodromie des cycles évanescents. On résout le problème de la monodromie pour deux sous-familles dans cette famille d'hamiltoniennes. Une d'elles satisfait que tous les points critiques de type centre sont à des niveux critiques distincts, et l'autre satisfait que l'hamiltonien est invariant par la réflexion par rapport à l'axe des y. En utilisant la solution du problème de la monodromie on résout aussi le problème tangentiel du centre pour ces familles. / In the generic case Yu. S. Ilyashenko gave a solution of the tangential center problem and the monodromy problem. However, a solution for all non-generic cases is not known. In this thesis we study a family of non-generic Hamiltonians, whose Hamiltonian is a product of real polynomials of degree equal or bigger than 1. We study this family with the idea that a good understanding of this Hamiltonian model could help us to understand other non-generic cases later. In this family the genericity assumption of transversality at infinity fails and the coincidence of the critical values for different critical points is allowed. We consider some geometric conditions on the Hamiltonians of this family that we call good divide of the real projective plane and good multiplicity at infinity. These conditions help us to compute the orbit under monodromy of vanishing cycles. We give a solution of the monodromy problem of two sub-families in this family. One of them satisfying that all the center critical points are at different critical levels, and the other satisfying that the Hamiltonian is invariant under the reflection with respect to the y-axis. Using the solution of the monodromy problem we also provide a solution of the tangential center problem for those families.

Nous étudions les fibrations de Lefschetz réelles. Nous présentons des invariants de fibrations de Lefschetz réelles au dessus de $D^2$ ou $S^2$ n'ayant que des valeurs critiques réelles. Dans le cas où le genre des fibres est égal à 1, nous obtenons un objet combinatoire, appelé le diagramme de collier. En utilisant les diagrammes de collier nous obtenons une classification des fibrations de Lefschetz réelles de genre 1 admettant une section réelle et dont toutes les valeurs critiques sont réelles. On définit les diagrammes de collier raffinés pour les fibrations qui n'admettent pas de section réelle. Grâce aux diagrammes de collier, nous observons l'existence de quelques exemples intéressants.

Suivant des idées de B.Malgrange, on présente la construction d'un<br />nouvel invariant pour les faisceaux pervers : le déterminant microlocal. C'est une généralisation aux faisceaux pervers de la première classe caractéristique secondaire des fibrés plats.<br /><br /> Le déterminant microlocal est une classe de cohomologie sur le<br />fibré cotangent à support dans la variété caractéristique : il est<br />construit sur les déterminants des systèmes locaux obtenus par<br />microlocalisations le long des strates.<br /><br /> Pour montrer son existence, on ramène la variété<br />caractéristique en position générique par une transformation canonique en contrôlant le comportement des microlocalisés <br />par une telle transformation. On est alors ramené au cas de la dimension 2 où un calcul explicite est effectué en utilisant les descriptions combinatoires des faisceaux pervers de Ph. Maisonobe.

Dans la première partiede cette thèse, nous étudions la monodromie du problème de Cauchy ramifié pour un opérateur à caractéristiques multiples de multiplicité constante. Plus précisément, nous donnons une estimation du spectre de la monodromie. Notre méthode est basée sur le calcul de la monodromie de certains opérateurs intégro-différentiels. Dans la seconde partie, on étudie le problème de Cauchy pour certains opérateurs. Nous écrivons la solution sous forme intégrale puis nous étudions le prolongement analytique decette intégrale.

Nous montrons que les morphismes du groupe de tresses à n brins dans le mapping class group d'une surface de bord éventuellement non vide et de genre inférieur ou égal à n/2 sont soit cycliques (i.e. dont l'image est un groupe cyclique), soit des transvections de monodromie géométriques (i.e. à multiplication près par un élément du centralisateur de l'image, un générateur standard du groupe de tresses est envoyé sur un twist de Dehn, et deux générateurs standards consécutifs sont envoyés sur deux twists de Dehn le long de deux courbes s'intersectant en un point). En corollaire, nous déterminons les endomorphismes, les endomorphismes injectifs, les automorphismes et le groupe d'automorphisme des groupes suivants : le groupe de tresses à n brins lorsque n est supérieur ou égal à 6, le mapping class group de toute surface de genre supérieur ou égal à 2. Pour chacun des énoncés impliquant le mapping class group, nous étudions deux cas : lorsque le bord est fixé point par point ou seulement composante par composante. Nous décrivons également l'ensemble des morphismes entre différents groupes de tresses dont le nombre de brins diffèrent d'au plus un, et l'ensemble des morphismes entre mapping class groups de surfaces (de bord éventuellement non vide) dont les genres (supérieurs ou égal à 2) différent d'au plus un.

Cette thèse étudie la fibre de Milnor d'un arrangement d'hyperplans complexe central, et l'opérateur de monodromie sur ses groupes de cohomologie. On s'intéresse à la problématique suivante : peut-on déterminer l'opérateur de monodromie, ou au moins les nombres de Betti de la fibre de Milnor, à partir de l'information contenue dans le treillis d'intersection de l'arrangement? On donne deux théorèmes d'annulation des sous-espaces propres non triviaux de l'opérateur de monodromie. Le premier résultat s'applique à une large classe d'arrangements, le deuxième à des arrangements de droites projectives tels qu'il existe une droite contenant exactement un point de multiplicité supérieure ou égale à trois. Dans le dernier chapitre, on considère la structure de Hodge mixte des groupes de cohomologie de la fibre de Milnor d'un arrangement central et essentiel dans l'espace complexe de dimension quatre. On donne ensuite l'équivalence entre la trivialité de la monodromie, la nullité des coefficients non entiers du spectre de l'arrangement, et la nullité des nombres de Hodge mixtes des groupes de cohomologie de la fibre de Milnor.

Freiburg i. Br., Univ., Diss., 2008.