Theta-duality in abelian varieties and the bicanonical map of irregular varieties

Author

Lahoz Vilalta, Marti

Director

Barja Yáñez, Miguel Ángel

Codirector

Naranjo del Val, Juan Carlos

Date of defense

2010-05-18

Legal Deposit

B. 9828-2012

Pages

183 p.



Department/Institute

Universitat Politècnica de Catalunya. Facultat de Matemàtiques i Estadística

Abstract

The first goal of this Thesis is to contribute to the study of principally polarized abelian varieties (ppav), especially to the Schottky and the Torelli problems. Ppav admit a duality theory analogous to that of projective spaces, where the role played by hyperplanes in projective spaces is played by divisors representing the principal polarization. Thus, given a subvariety Y of a ppav, we can define its thetadual T(Y) as the set of divisors representing the principal polarization that contain this subvariety. This set admits a natural schematic structure (as defined by Pareschi and Popa). Jacobian and Prym varieties are classical examples of ppav constructed from curves. Besides, they are interesting because some properties of the curves involved in their construction are reflected in their geometry or in the geometry of some special subvarieties. For example, in the case of Jacobians we have the BrillNoether loci Wd ( W1 corresponds to the AbelJacobi curve) and in the case of Pryms we have the AbelPrym curve C. In chapter III, we study the schematic structure of the thetadual of the BrillNoether loci Wd and the AbelPrym curve. In the first case, we obtain with different methods, the result of Pareschi and Popa T(Wd)= Wgd1. In the case of the AbelPrym curve C, we get that T(C)=V², where V² is the second PrymBrillNoether locus with the schematic structure defined by Welters. Pareschi and Popa have proved a result for ppavs analogous to the Castelnuovo Lemma for projective spaces. That is, if (A,Θ) is a ppav of dimension g, then g+2 distinct points in general position with respect to Θ, but in special position with respect to 2Θ, have to be contained in a curve of minimal degree in A, i.e. an AbelJacobi curve. In particular, they obtain a Schottky result because A has to be a Jacobian variety and a Torelli result, because the curve is the intersection of all the divisors in |2Θ| that contain the g+2 points. In chapter IV, as Eisenbud and Harris have done in the projective Castelnuovo Lemma, we extend this result to possibly nonreduced finite schemes. The second goal of this thesis is the study of varieties of general type. Almost by definition, pluricanonical maps are the essential tool to study them. One of the main problems in this area is to find geometric or numerical conditions to guarantee that the mth pluricanonical map (for low m) induces a birational equivalence with its image. The classification of surfaces whose bicanonical map is nonbirational has attracted considerable interest among algebraic geometers. In chapter V, we give a sufficient numerical condition for the birationality of the bicanonical map of irregular varieties of arbitrary dimension. We also prove that, if X is a primitive variety, then it only admits very special fibrations to other irregular varieties. For primitive varieties we get that the following are equivalent: X is birational to a divisor Θ in an indecomposable ppav, the irregularity q(X) > dim X and the bicanonical map is nonbirational. When X is a primitive variety of general type and q(X) = dim X we prove, under certain conditions over the Stein factorization of the Albanese map, that the only possibility for the bicanonical map being nonbirational is that X is a double cover branched along a divisor in |2Θ|. These results extend to arbitrary dimension, wellknown theorems in the case of surfaces and curves.


El primer objectiu d'aquesta tesi és contribuir a l'estudi de les varietats abelianes principalment polaritzades (vapp), especialment als problemes de Schottky i Torelli. Les vapp admeten una teoria de dualitat anàloga a la dualitat dels espais projectius, on el paper que juguen els hiperplans de l'espai projectiu és substituït pels divisors que representen la polarització principal. Així doncs, donada una subvarietat Y d'una vapp, podem definir el seu thetadual T(Y) com el conjunt dels divisors que representen la polarització principal i contenen aquesta subvarietat. Aquest conjunt admet una estructura esquemàtica natural (tal i com la defineixen Pareschi i Popa). Les varietats Jacobianes i de Prym són exemples clàssics de vapp construïdes a partir de corbes. A més, són interessants perquè certes propietats de les corbes involucrades es veuen reflectides en elles o en algunes subvarietats especials. Per exemple, en el cas de les Jacobianes tenim els llocs de BrillNoether Wd ( W1 correspon a la corba d'AbelJacobi) i en el cas de les Pryms tenim la corba d'AbelPrym C. Al capítol III de la tesi s'estudia l'estructura esquemàtica del thetadual dels llocs de BrillNoether Wd i de la corba d'AbelPrym. En el primer cas, es reobté amb uns altres mètodes, el resultat de Pareschi i Popa T(Wd)= Wgd1. En el cas de la corba d'AbelPrym C, s'obté que T(C)=V², onV² és el segon lloc de PrymBrillNoether amb l'estructura esquemàtica definida per Welters. Pareschi i Popa han demostrat un resultat anàleg per les vapp al Lemma de Castelnuovo pels espais projectius. És a dir, si (A,Θ) és una vapp de dimensió g, aleshores g+2 punts en posició general respecte Θ, però en posició especial respecte 2Θ, han d'estar continguts en una corba de grau minimal a A, i.e. una corba d'AbelJacobi. En particular, s'obté un resultat de Schottky ja que A ha de ser una Jacobiana i un resultat de Torelli, ja que la corba és la intersecció de tots els divisors de |2Θ| que contenen els g+2 punts. Al capítol IV, tal i com Eisenbud i Harris van fer en el cas projectiu, s'estén aquest resultat a esquemes finits possiblement no reduïts. El segon objectiu d'aquesta tesi és contribuir a l'estudi de les varietats de tipus general. Pràcticament per definició, les aplicacions pluricanòniques són essencials pel seu estudi. Un dels problemes principals de l'àrea és donar condicions geomètriques o numèriques per assegurar que la mèsima aplicació pluricanònica (per m baix) indueix una equivalència biracional amb la imatge. La classificació de les superfícies que tenen l'aplicació bicanònica no biracional ha atret l'atenció de molts geòmetres algebraics. Al capítol V, es dóna un criteri numèric suficient per assegurar la biracionalitat de l'aplicació bicanònica de les varietats irregulars de dimensió arbitrària. També es demostra que si X és una varietat primitiva, aleshores només admet fibracions molt especials a altres varietats irregulars. Per aquestes varietats s'obté que és equivalent que X sigui biracional a un divisor Θ en una vapp indescomponible, a què la irregularitat q(X) > dim X i l'aplicació bicanònica sigui no biracional. Quan X és una varietat primitiva de tipus general i q(X) = dim X es demostra sota certes condicions de la descomposició de Stein del morfisme d'Albanese, que l'única possibilitat per tal que l'aplicació bicanònica sigui no biracional és que X sigui un recobriment doble sobre una vapp ramificat al llarg d'un divisor a |2Θ|. Aquest resultats estenen a dimensió arbitrària, teoremes ben coneguts en el cas de superfícies i corbes.

Keywords

Fourier-mukai transform; Abelian varieties; Varieties of maximal albanese dimension; Bicanonical map; Finite subschemes on abelian varieties; Schottky problem; Birational geometry; Prym varieties; Jacobian varieties

Subjects

51 - Mathematics

Documents

MLV1de1.pdf

962.4Kb

 

Rights

ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.

This item appears in the following Collection(s)