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Posts Tagged ‘entropy’

J’ai donné un exposé introductif à la théorie de l’entropie en systèmes dynamiques du point de vue de la dynamique borélienne, c’est-à-dire qu’on considère l’ensemble des mesures invariantes. En combinant le théorème du fer à cheval de Katok et les théorèmes de générateurs d’Hochman, on montre que souvent c’est la classe d’isomorphisme de la mesure maximisant l’entropie qui classifie toute la dynamique pourtant extrêmement variée. En combinaison avec la dynamique symbolique construite par Sarig et nos résultats avec Boyle d’un côté et Crovisier et Sarig de l’autre on obtient par exemple:

Théorème. Considérons les difféomorphismes de classe C^\infty sur des surfaces fermées. Supposons les d’entropies non-nulles et topologiquement mélangeants. Alors ils sont classifiés à conjugaison borélienne près par leur entropie topologique.

L’exposé s’adressait à un public relativement varié réuni pour le workshop “About entropy in large classical particle systems” au Clay Mathematical Institute en Septembre 2023.

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Boris Hasselblatt and Amie Wilkinson organized a memorial day to allow many of his colleagues to remember our friend Todd FISHER. I had the opportunity of giving a talk. I tried to present how we collaborated on a program about entropy for diffeomorphisms, its sources and its (un)stability over 15 years. This program was still very much in progress when Todd brutally left us. Several parts had led us to work with other colleagues and I hope they will still be fruitful. Anyway I did not feel confident speaking about this still developing program and I devoted the second part of my talk to the SPR property for diffeomorphisms. I stressed the connections with Lyapunov exponents and their stability properties. The (slightly corrected slides) can be found here.

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I presented a joint work with Sylvain CROVISIER and Omri SARIG introducing a new SPR property for diffeomorphisms in any dimension and especially its application to C^\infty-diffeomorphisms of closed surfaces. This SPR property implies that Sarig/Benovadia coding has the classical, symbolic SPR property of Vere-Jones/Gurevic/Sarig. This implies a wealth of statistical properties: exponential mixing, CLT, large deviations, almost sure invariance principle,…

For a C^{1+}-diffeomorphism of a closed manifold, the SPR property is equivalent to two properties of the Lyapunov exponents of measures approximating the topological entropy. For C^\infty-diffeomorphisms of surfaces these are consequences of : Newhouse’s uppersemicontinuity of the entropy; Ruelle’s inequality; a continuity property established to that effect (Buzzi-Crovisier-Sarig,Invent. Math. 2022; preprint version).

My slides are here.

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The slides of this minicourse given at IMPAN (Warsaw) in April 2023 are available (preliminary version) here.

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Our work (with Sylvain Crovisier and Omri Sarig) on the continuity property of Lyapunov exponents of surface diffeomorphisms has now been published online at Inventiones: along sequences of ergodic probability measures that converge weak-* and in entropy to a limiting measure, the exponents also converge.

This has nice consequences for Sinai-Ruelle-Bowen measures (see especially this latter work). It will lead to stronger ergodic properties for the measures of maximal entropy through a new notion of Strongly Positive Recurrent diffeomorphisms (work in progress, also with S. Crovisier and O. Sarig).

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Our joint paper with Sylvain CROVISIER and Omri SARIG has at long last been accepted to this well-known journal with very minor revisions.

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With Omri Sarig and Sylvain Crovisier, we have just released a new work on the continuity properties of Lyapunov exponents for C^\infty surface diffeomorphisms. You can find the preprint on arxiv.

We show that, given any sequence of invariant probability measures, any jump (ie, lowersemicontinuity defect) in the top Lyapunov exponents forces the same jump (in proportion) to the entropy.

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En dimension 1, les entropies des sous-décalages de type fini ont une caractérisation algébrique (théorème de Lind 1974: ce sont les multiples rationnels des logarithmes des nombres de Perron). En dimension supérieure, les entropies sont caractérisées en termes de calculabilité (théorème de Hochman et Meyerovitch 2010: ce sont les nombres semicalculables par le haut).

Dans sa thèse, Silvère Gangloff a étudié les liens précis entre la vitesse d’assemblage f(n) du décalage (une forme quantitative de mélange topologique) et les propriétés de calculabilité de son entropie. Il a notamment établi un phénomène de seuil

Théorème (S. Gangloff).  Considérons les sous-décalages décidables ayant la propriété d’assemblage à une certaine vitesse f:\mathbb N\to \mathbb N. Si \sum_{n\geq1} f(n)/n^2  converge, alors les entropies sont calculables; sinon, toute valeur semicalculable par le haut est réalisée.

Dans la foulée de cette soutenance, son directeur, Mathieu Sablik, a organisé une journée sur l’entropie à laquelle j’ai participé.

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At the third conference on Dynamics of Differential Equations, I explained the following Spectral Decomposition Theorem for arbitrary smooth surface diffeomorphisms. It is mostly part of the joint work with Sylvain Crovisier and Omri Sarig.

 

Given some dynamics, say that X\equiv Y if the symmetric difference of the two subsets does not carry measures with positive entropy.

Theorem (B-Crovisier-Sarig). For a C^\infty diffeomorphism of a closed surface, let \{H(O_i)\}_{i\in I} be its infinite homoclinic classes. Then the non-wandering set satisfies: \Omega(f) \equiv \bigcup_{i\in I} H(O_i) with H(O_i)\cap H(O_j)\equiv\emptyset and f:H(O_i)\to H(O_i) topologically transitive. More precisely, for each i\in I, there is a compact set A_i and an integer _i\geq1 such that f^{p_i}:A_i\to A_i is topologically mixing, H(O_i)=\bigcup_{j=0}^{p_i-1} f^j(A_i), A_i=f^{p_i}(A_i) and f^{-j}(A_i)\cap f^{-k}A_i\equiv\emptyset if 0\leq j<k<p_i.

If f|\Omega(f) is topologically transitive and h_{{\rm top}}(f)>0, then there is a unique infinite homoclinic class. If, additionally, f|\Omega(f) is topologically mixing, then this homoclinic class is itself topologically mixing.

 

I also explained that we have a good understanding of the dynamics inside the pieces (measures of maximum entropy, periodic orbits, Borel classification and the periods involved in the three descriptions are the above period p_i). See these slides for details.

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Lors d’une journée autour de la soutenance de la thèse de Jordan EMME, j’ai présenté les résultats obtenus avec Sylvain CROVISIER et Todd FISHER sur l’entropie des difféomorphismes sans domination en régularité C^1.

J’ai expliqué différentes questions sur l’entropie topologique et notamment le problème de (non)densité des difféomorphismes “stables pour l’entropie” (ie, dont l’entropie topologique est localement constante) et les réponses apportées par nos résultats basés sur un renforcement de résultats classiques de Newhouse et plus récemment de Bonatti, Catalan, Tahzibi et Gourmelon et d’autres.

Voici mes transparents et la prépublication  sur arxiv.

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