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The ubiquity of optimal spectral gaps

Spectral gap is a fundamental concept in mathematics, physics, and computer science as it governs the exponential rate at which a process converges towards its stationary state. It informs the spectral lines of hydrogen, how we sh... ver más

31/12/2025

UNIVERSITY OF DURH...

1M€

Presupuesto del proyecto: 1M€

Líder del proyecto

UNIVERSITY OF DURHAM No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

TRL 4-5

Fecha límite participación Sin fecha límite de participación.

Ver 2 Participantes

Financiación concedida El organismo H2020 notifico la concesión del proyecto el día 2020-08-26

ERC-2020-STG: ERC STARTING GRANTS Scope:Objectives

I+D

Cerrada hace 5 años

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Características del participante

Este proyecto no cuenta con búsquedas de partenariado abiertas en este momento.

Información adicional privada

No hay información privada compartida para este proyecto. Habla con el coordinador.

2 Participantes

UNIVERSITY OF DURHAM

1.44M€ | Lider

ADASA SISTEMAS

524.70K€ | Participante

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Duración del proyecto: 64 meses Fecha Inicio: 2020-08-26
Fecha Fin: 2025-12-31

Líder del proyecto

UNIVERSITY OF DURHAM No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

TRL 4-5

Presupuesto del proyecto 1M€

Fecha límite de participación Sin fecha límite de participación.

Descripción del proyecto Spectral gap is a fundamental concept in mathematics, physics, and computer science as it governs the exponential rate at which a process converges towards its stationary state. It informs the spectral lines of hydrogen, how we shuffle cards, the behavior of semiconductors, and web search algorithms. Moreover, some of the most prominent issues of contemporary mathematics, including the Ramanujan-Petersson conjecture and the Yang-Mills mass gap, revolve around spectral gap. This proposal seeks to investigate the nature of the spectral gap for hyperbolic surfaces and unitary representations of fundamental groups of surfaces. In the former case, the spectral gap occurs in the spectrum of the Laplace-Beltrami operator on the surface, and in the latter, it occurs in the spectrum of a Hecke operator attached to the representation. The two main motifs of the proposal are ubiquity and optimality. Is the spectral gap ubiquitous? Does it exist for random surfaces and random representations? Is it easy to construct surfaces with a large spectral gap? In what cases can one prove that the spectral gap is close to optimal? The sharpest and most ambitious questions discussed in this proposal combine these two aspects and ask whether objects with (almost) optimal spectral gap appear with high frequency. My main technical tool is the development of new formulas for integration over representation varieties of fundamental groups of surfaces. These integral formulas are of high independent interest. For example, I propose to establish estimates that extend important results in Voiculescu's Free Probability Theory from the context of free groups, to fundamental groups of closed compact surfaces, and beyond. The proposal is extremely timely, as it builds on two separate breakthroughs that I have achieved in 2019. I am uniquely placed to tackle the questions of the proposal due to my broad background in geometry, analysis, and representation theory.

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