Endre søk
RefereraExporteraLink to record
Permanent link

Direct link
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annet format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annet språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Multivariate normal approximation for traces of orthogonal and symplectic matrices
KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Matematik (Inst.), Matematik (Avd.).ORCID-id: 0000-0003-1193-8355
KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), Matematik (Inst.), Matematik (Avd.).ORCID-id: 0000-0003-2943-7006
(engelsk)Manuskript (preprint) (Annet vitenskapelig)
Abstract [en]

We show that the distance in total variation between $(\tr U, \frac{1}{\sqrt{2}}\tr U^2, \cdots, \frac{1}{\sqrt{m}}\tr U^m)$ and a real Gaussian vector, where $U$ is a Haar distributed orthogonal or symplectic matrix of size $2n$ or $2n+1$, is bounded by $\Gamma(2\frac{n}{m}+1)^{-\frac{1}{2}}$ times a correction. The correction term is explicit and holds for all $n\geq m^4$, for $m$ sufficiently large. For $n\geq m^3$ we obtain the bound $(\frac{n}{m})^{-c\sqrt{\frac{n}{m}}}$ with an explicit constant $c$. Our method of proof is based on an identity of Toeplitz+Hankel determinants due to Basor and Ehrhardt, see \cite{BE}, which is also used to compute the joint moments of the traces.

HSV kategori
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:kth:diva-326107OAI: oai:DiVA.org:kth-326107DiVA, id: diva2:1752745
Merknad

QC 20230425

Tilgjengelig fra: 2023-04-24 Laget: 2023-04-24 Sist oppdatert: 2023-05-04bibliografisk kontrollert
Inngår i avhandling
1. Linear statistics of random matrices and log-gases
Åpne denne publikasjonen i ny fane eller vindu >>Linear statistics of random matrices and log-gases
2023 (engelsk)Doktoravhandling, med artikler (Annet vitenskapelig)
Abstract [en]

This thesis is concerned with point processes arising in Random Matrix Theory. It is a compilation thesis: it consists of an introduction and three research papers.

In Paper A and Paper B, we study random matrices from the classical compact groups, namely orthogonal, unitary, and symplectic matrices distributed according to Haar measure. We consider the moments of the empirical spectral measure, i.e. the trace of the powers of the matrices. These are known to converge in distribution, as the dimension of the matrices tends to infinity, to independent, normal random variables. We show that the convergence is especially fast as the total variation distances to the limiting Gaussians decay faster than exponentially.

Paper A is devoted to the multivariate case for orthogonal and symplectic matrices: we study the total variation between a vector filled with the trace of the powers of the matrix, and one filled with independent normal random variables. We obtain an explicit upper bound on the total variation which depends on the highest power and the dimension of the matrix, and which, as a function of their ratio, decays faster than exponentially.

In Paper B we consider a single trace at a time. This allows to study the trace of a higher power, up to the dimension of the matrix in the unitary case. We show a transition from a super-exponential decay, for small powers, to a decay of Berry-Esseen type, for high powers. The argument also gives more precise bounds. We obtain a first lower bound when the power equals one and determine the exact asymptotics of the L2 distance.

In Paper C we consider a Coulomb gas on a sufficiently regular Jordan curve in the plane, at a general temperature. This is a generalization of the Circular β-Ensemble. We derive the asymptotics of the partition function from those of the Laplace transform of linear statistics. The asymptotic formula is expressed, among other things, in terms of the Grunsky operator associated with the exterior conformal mapping for the curve.

Abstract [sv]

Denna avhandling behandlar punktprocesser med ursprung i slumpmatristeori. Den består av en introduktion och tre forskningsartiklar.

I Artikel A och Artikel B studerar vi slumpmässiga matriser från de klassiska kompakta grupperna, nämligen ortogonala, unitära och symplektiska matriser fördelade enligt Haarmåttet. Vi undersöker momenten till det empiriska spektralmåttet för egenvärdena, d.v.s. spåren av matrisernas potenser. Dessa konvergerar i fördelning, då matrisernas dimension går mot oändligheten, mot oberoende, normalfördelade variabler. Konvergensen mot de Gaussiska variablerna är mycket snabb, det totala variationsavståndet avtar snabbare än exponentiellt.

Artikel A behandlar det multivariata fallet för ortogonala och symplektiska matriser: vi studerar det totala variationsavståndet mellan en vektor av spåren av matrisens potenser, och en vektor av oberoende normalfördelade variabler. Vi visar en explicit övre gräns för avståndet som beror på den högsta potensen och dimensionen av matrisen, och som funktion av deras kvot avtar snabbare än exponentiellt.

I Artikel B undersöker vi ett enda spår åt gången. Detta gör det möjligt att studera spåret av en hög potens, ända upp till dimensionen av matrisen i det unitära fallet. Resultatet visar övergången från ett superexponentiellt avtagande, för små potenser, till ett avtagande av Berry-Esseen-typ, för höga potenser. Argumentet ger även mer precisa gränser för det totala variationsavståndet. Vi ger det första resultatet för en undre gräns i fallet då potensen är lika med ett och bestämmer den exakta asymptotiken för L2-avståndet.

I Artikel C studerar vi en Coulombgas på en Jordankurva i planet, vid en godtycklig temperatur. Detta generaliserar den Cirkulära β-Ensemblen på cirkeln till en mer allmän kurva. Vi visar först en formel för asymptotiken för Laplacetransformen av en linjär statistika, och härleder asymptotiken för partitionsfunktionen utifrån denna. Den asymptotiska formeln uttrycks bland annat i termer av Grunskyoperatorn hörande till den yttre konforma avbildningen till kurvan.

sted, utgiver, år, opplag, sider
Stockholm: KTH Royal Institute of Technology, 2023
Serie
TRITA-SCI-FOU ; 2023:15
HSV kategori
Forskningsprogram
Matematik
Identifikatorer
urn:nbn:se:kth:diva-326507 (URN)978-91-8040-555-3 (ISBN)
Disputas
2023-06-02, D2, Lindstedsvägen 9, Stockholm, 13:00 (engelsk)
Opponent
Veileder
Merknad

QC 2023-05-10

Tilgjengelig fra: 2023-05-10 Laget: 2023-05-04 Sist oppdatert: 2025-12-03bibliografisk kontrollert

Open Access i DiVA

fulltext(446 kB)158 nedlastinger
Filinformasjon
Fil FULLTEXT01.pdfFilstørrelse 446 kBChecksum SHA-512
d28744c555fbf495c7835663c4a6f575c5b517572923fb6deaf0a5135a96279da3baabe2d3a22a973b1fbf53d56f3dcb5a6929e3b1db460f622a0c6f158085ca
Type fulltextMimetype application/pdf

Person

Courteaut, KlaraJohansson, Kurt

Søk i DiVA

Av forfatter/redaktør
Courteaut, KlaraJohansson, Kurt
Av organisasjonen

Søk utenfor DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 158 nedlastinger
Antall nedlastinger er summen av alle nedlastinger av alle fulltekster. Det kan for eksempel være tidligere versjoner som er ikke lenger tilgjengelige

urn-nbn

Altmetric

urn-nbn
Totalt: 372 treff
RefereraExporteraLink to record
Permanent link

Direct link
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annet format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annet språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf