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A Vanishing Theorem for Donaldson Invariants
Eberhart, Felix (2026) A Vanishing Theorem for Donaldson Invariants. PhD, Universität Regensburg.Date of publication of this fulltext: 17 Feb 2026 09:28
Thesis of the University of Regensburg
DOI to cite this document: 10.5283/epub.78700
Abstract (English)
In this thesis, we investigate the conjecture that rational homology 3-spheres that admit taut foliations must also admit irreducible SU(2)-representations. Rational homology 3-spheres with taut foliations embed into 4-manifolds with non-vanishing Donaldson invariants as separating hypersurface. The main result of this thesis shows that if a 4-manifold is split by a rational homology ...
In this thesis, we investigate the conjecture that rational homology 3-spheres that admit taut foliations must also admit irreducible SU(2)-representations.
Rational homology 3-spheres with taut foliations embed into 4-manifolds with non-vanishing Donaldson invariants as separating hypersurface.
The main result of this thesis shows that if a 4-manifold is split by a rational homology 3-sphere whose perturbed SU(2)-representation variety (the critical set of the perturbed Chern-Simons functional) has only reducible points, then that 4-manifold's Donaldson invariants must vanish. This establishes the conjecture under an additional assumption about holonomy perturbations.
The proof is based on a compactness argument, a dimension count and the invariance of Donaldson's invariants under certain perturbations. The assumption on reducibility of critical points is reflected in a positive defect in a dimension sum formula, which forces the dimension of certain moduli spaces to be negative.
Translation of the abstract (German)
In dieser Dissertation untersuchen wir die Vermutung, dass rationale Homologie-3-Sphären, die eine straffe Blätterung tragen, auch irreduzible SU(2)-Darstellungen zulassen. Rationale Homologie-3-Sphären mit straffen Blätterungen lassen sich als trennende Hyperflächen in 4-Mannigfaltigkeiten mit nichtverschwindenden Donaldson-Invarianten einbetten. Das Hauptergebnis dieser Arbeit zeigt: ...
In dieser Dissertation untersuchen wir die Vermutung, dass rationale Homologie-3-Sphären, die eine straffe Blätterung tragen, auch irreduzible SU(2)-Darstellungen zulassen.
Rationale Homologie-3-Sphären mit straffen Blätterungen lassen sich als trennende Hyperflächen in 4-Mannigfaltigkeiten mit nichtverschwindenden Donaldson-Invarianten einbetten.
Das Hauptergebnis dieser Arbeit zeigt: Enthält eine 4-Mannigfaltigkeit durch eine rationale Homologie-3-Sphäre als trennende Hyperfläche, deren gestörte SU(2)-Darstellungsvarietät (die kritische Menge des gestörten Chern-Simons-Funktionals) ausschließlich aus reduziblen Punkten besteht, dann verschwinden die Donaldson-Invarianten dieser 4-Mannigfaltigkeit. Damit wird die Vermutung unter einer zusätzlichen Annahme über Holonomie-Störungen bestätigt.
Der Beweis basiert auf einem Kompaktheits- und einem Dimensionszählungsargument sowie der Invarianz der Donaldson-Invarianten unter bestimmten Störungen. Die Annahme, dass alle kritischen Punkte reduzibel sind, äußert sich in einem positiven Defekt in einer Dimensionssummenformel, was erzwingt, dass die Dimension bestimmter Modulräume negativ ist.
Involved Institutions
Details
| Item type | Thesis of the University of Regensburg (PhD) |
| Date | 17 February 2026 |
| Referee | Ass. Prof. Raphael Zentner and Prof. Dr. Bernd Ammann |
| Date of exam | 20 February 2025 |
| Institutions | Mathematics |
| Keywords | Eichtheorie, Gauge Theory, Niedrigdimensionale Topologie, Low Dimensional Topology |
| Dewey Decimal Classification | 500 Science > 510 Mathematics |
| Status | Published |
| Refereed | Yes, this version has been refereed |
| Created at the University of Regensburg | Yes |
| URN of the UB Regensburg | urn:nbn:de:bvb:355-epub-787009 |
| Item ID | 78700 |
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