Séminaire Analyse Harmonique
Spectral optimization on surfaces of arbitrary topology
04
Nov. 2025
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Intervenant : Romain Pétrides
Institution : IMJ-PRG
Heure : 14h00 - 15h00
Lieu : Salle 2L8, bâtiment 307

Spectral optimization on surfaces of arbitrary topology

We show that the first eigenvalue of the Laplacian attains a maximum among the Riemannian metrics of fixed area on a compact surface without boundary, regardless of its topology. The answer to this question was only known for surfaces of low genus and had remained open since the foundational works of Hersch in 1970 (sphere), Li-Yau in 1982 (projective plane), Berger in 1973, and Nadirashvili in 1996 (tori). This result was proven in two steps: in the orientable case, by an adapted application of Ekeland's variational principle, and in the general case - in collaboration with Karpukhin and Stern - by applying their min-max method for constructing harmonic maps into a sphere. We will give an overview of both approaches. We will also explain how these methods allow the construction of minimal surfaces of any topology into a sphere.

 

Optimisation spectrale sur des surfaces de topologie quelconque
 
Nous montrons que la première valeur propre du Laplacien admet un maximum parmi les métriques riemanniennes d’aire fixée sur une surface compacte sans bord, quelle que soit sa topologie. La réponse à cette question n’était connue que pour des topologies de genre petit, et restait ouverte depuis les travaux fondateurs de Hersch 1970 (sphère), Li-Yau 1982 (plan projectif), Berger 1973, Nadirashvili 1996 (tores). Ce résultat a été montré en deux temps : dans le cas orientable, par une application adaptée du principe variationnel d'Ekeland, puis dans le cas général, en collaboration avec Karpukhin et Stern par application de leur méthode min-max de construction d'applications harmoniques à valeurs dans une sphère. Nous donnerons un aperçu de ces deux approches. Nous expliquerons également en quoi ces méthodes permettent de construire des surfaces minimales de toute topologie dans une sphère.

 

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