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Édition du: 31/05/2025

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Invariant de Kervaire

 

Complément essentiel à la chirurgie topologie. Cet invariant permet de déterminer si la chirurgie est praticable ou non.

En décembre 2024, une conclusion a été apportée concernant les variétés de dimension 126, et leur classification. Cette preuve a été rendue possible grâce à des techniques de chirurgie topologique sophistiquées.

 

 

Sommaire de cette page

>>> En bref

>>> Invariant de Kervaire

>>> Annonce de la publication des mathématiciens chinois

Débutants

Géométrie

 

Glossaire

Géométrie

 

En bref

haut

 

Chirurgie topologique des variétés

Introduite par Milnor et Wallace dans les années 1960, la chirurgie topologique est une méthode pour transformer une variété (penser à surface) en une autre en enlevant une partie de la variété et en la remplaçant par une autre partie.

Cette technique est particulièrement utile pour classifier les variétés et étudier leurs propriétés.

 

 

Dimension des variétés

Le problème de l'invariant de Kervaire en dimension 126 est désormais résolu.

Il s'agit de la dernière dimension pour laquelle  cet invariant était inconnu, ce qui conclut un programme de calcul de ces invariants vieux de 60 ans.

Cet invariant joue un rôle important dans la classification des sphères exotiques.

Michael Hill, Michael Hopkins et Doug Ravenel avaient résolu ce problème pour toutes les dimensions autres que 126, mais l'étape finale est restée ouverte pendant 15 années supplémentaires.

 

 

 

Invariant de Kervaire

haut

 

Invariant de Kervaire

L'invariant de Kervaire a été introduit par Michel Kervaire (1927-2007)  dans les années 1960 et a joué un rôle crucial dans la classification des variétés.

L’idée est que cet invariant détecte des "trous" au sein des variétés:

*      une valeur nulle indique qu’il est possible, via des techniques de chirurgie, de transformer la variété en une sphère standard,

*      tandis qu’un invariant égal à 1 révèle la présence de trous qui empêchent une telle simplification.

   

 

Historique

Michel Kervaire prolonge notamment les travaux de Lev Pontryagin et du mathématicien Arf.

 

Le problème de l’invariant de Kervaire consiste à déterminer dans quelles dimensions une variété différentiable peut avoir un invariant de Kervaire non nul.  Il a été démontré que pour les variétés différentiables cela n’apparaît que dans certaines dimensions spécifiques : 2, 6, 14, 30, 62, et potentiellement 126.

 

En 2009, le mathématicien américain Michael Hopkins de l'université Harvard et son équipe avaient démontré que l'invariant de Kervaire n'existait que dans des dimensions allant jusqu'à 126 et n'apparaissaient pas dans les dimensions 254 ou plus, confirmant l'hypothèse dite de l'apocalypse.

 

 

La dimension 126 est particulièrement intéressante car elle est la dernière dimension pour laquelle l'existence de variétés avec un invariant de Kervaire non nul était inconnue.

Récemment, des mathématiciens chinois ont résolu ce problème en prouvant l'existence de variétés lisses encadrées avec un invariant de Kervaire égal à 1 dans cette dimension.

 

En 2024, Weinan Lin, Guozhen Wang et Zhouli Xu ont publié un article prouvant que l'élément h62  est un cycle permanent dans la suite spectrale d'Adams, établissant ainsi l'existence de variétés lisses encadrées avec un invariant de Kervaire égal à un en dimension 126. Cette découverte résout le dernier cas non résolu du problème de l'invariant de Kervaire.

   

 

 

Annonce de la publication des mathématiciens chinois

On the Last Kervaire Invariant Problem – Weinan Lin, Guozhen Wang, Zhouli Xu – 14 dec 2024

 

 

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Voir

*      DicoMot Math

Sites

*      Kervaire invariant – Wikipedia

*      Kervaire invariant** – Encyclopedia of Mathematics

*      Scientists prove presence of twisted shapes in dimension 126, solve decades-old mystery – Bojan Stojkovski

*      Mathematicians Solve 45-Year-Old Kervaire Invariant Puzzle – Erica Klarreich – 2009

*      A History of the Arf-Kervaire Invariant Problem**n – Victor P. Snaith – 2013

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http://villemin.gerard.free.fr/aMaths/Topologi/Kervaire.htm