Représentations galoisiennes et opérateurs de Bessel p-adiques
Annales de l'Institut Fourier, Tome 52 (2002) no. 3, pp. 779-808.

Nous traitons des liens entre équations différentielles p-adiques et représentations p-adiques de corps locaux de caractéristique p, en nous concentrant sur le cas Bessel. Nous démontrons que toute équation de Bessel p-adique normalisée à la Dwork, sur une fine couronne au bord du disque à l’infini, se trivialise sur un certain revêtement étale de cette couronne (revêtement provenant d’une extension finie séparable de 𝔽p((1/x))). Le cas difficile est p=2, et nous explicitons complètement le revêtement et la représentation galoisienne diadique correspondante en termes de la cohomologie cristalline d’une certaine courbe elliptique supersingulière sur 𝔽4. Cela élimine en particulier un contrexemple putatif de Mebkhout à la conjecture de monodromie locale p-adique de Crew.

We deal with the links between p-adic differential equations and p-adic representations of local fields of characteristic p, focusing on the Bessel case. We prove that every (normalized) p-adic Bessel equation, on a thin annulus at the boundary of the disk at infinity, becomes trivial over some finite etale covering of that annulus coming from a separable finie extension of 𝔽p((1/x)). The difficult case is p=2; we give explicit constructions of that covering and of the corresponding diadic Galois representation in terms of the crystalline cohomology of a certain superelliptic curve over 𝔽4. This dismisses in particular a surmized counterexample of Mebkhout to Crew’s p-adic local monodromy conjecture.

DOI : 10.5802/aif.1901
Classification : 12H25, 11S15
Mot clés : représentations p-adiques, équations de Bessel, monodromie p-adique
Keywords: p-adic representations, Bessel equations, p-adic monodromy
André, Yves 1

1 Institut de Mathématiques, Équipe de Théorie des Nombres, 175 rue du Chevaleret, 75013 Paris (France)
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[AS] A. Adolphson; S. Sperber Twisted Kloosterman sums and p-adic Bessel functions, Amer. J. Math, Volume 106 (1984), pp. 549-591 | DOI | MR | Zbl

[B] P. Berthelot Cohomologie rigide et théorie de Dwork : le cas des sommes exponentielles (Astérisque), Volume No 119-120 (1984), pp. 17-49 | Numdam | Zbl

[Ba] F. Baldassarri Differential modules and singular points of p-adic differential equations, Advances in Math, Volume 44 (1982), pp. 155-179 | DOI | MR | Zbl

[Be] F. Beukers Differential Galois theory, From Number Theory to Physics, chap. 8, Springer-Verlag ed., 1995 | MR | Zbl

[Bo] N. Bourbaki Algèbre commutative, chapitres I, VII, Masson, 1985

[CD] G. Christol; B. Dwork Modules différentiels sur des couronnes, Ann. Inst. Fourier, Grenoble, Volume 44 (1994) no. 3, pp. 663-701 | DOI | Numdam | MR | Zbl

[CM2] G. Christol; Z. Mebkhout Sur le théorème de l'indice des équations différentielles p-adiques II, Ann. of Maths, Volume 146 (1997), pp. 345-410 | DOI | MR | Zbl

[CM3] G. Christol; Z. Mebkhout Sur le théorème de l'indice des équations différentielles p-adiques III, Ann. of Maths, Volume 151 (2000), pp. 385-457 | DOI | MR | Zbl

[Co] H.S.M. Coxeter Complex regular polytopes, Cambridge Univ. Press, 1991 | MR | Zbl

[Cr1] R. Crew F-isocrystals and p-adic representations, Algebraic Geometry - Bowdoin 1985 (Proc. Symp. Pure Math. (2)), Volume XLVI (1987), pp. 111-138 | Zbl

[Cr2] R. Crew Finiteness theorems for the cohomology of an overconvergent isocrystal on a curve, Ann. Scient. Éc. Norm. Sup, Volume 31 (1998), pp. 717-763 | Numdam | MR | Zbl

[Cr3] R. Crew Canonical extensions, irregularities, and the Swan conductor, Math. Ann., Volume 316 (2000), pp. 19-37 | DOI | MR | Zbl

[D] B. Dwork Bessel functions as p-adic functions of their argument, Duke Math. J, Volume 41 (1974), pp. 711-738 | DOI | MR | Zbl

[F] J.M. Fontaine Représentations p-adiques des corps locaux, Grothendieck Festschrift II (Progress in Math.), Volume 87 (1990), pp. 249-309 | Zbl

[FH] W. Fulton; J. Harris Representation theory, GTM, 129, Springer, 1991 | MR | Zbl

[H] D. Husemöller Elliptic curves, GTM, 111, Springer, 1987 | MR | Zbl

[Hy] O. Hyodo A cohomological construction of Swan representations over the Witt ring II, Proc. Japan Acad, Volume 64A (1988), pp. 350-351 | MR | Zbl

[K1] N. Katz On the calculation of some differential Galois groups, Invent. Math, Volume 87 (1987), pp. 13-61 | DOI | MR | Zbl

[K2] N. Katz Local-to-global extensions of representations of fundamental groups, Ann. Inst. Fourier, Grenoble, Volume 36 (1986) no. 4, pp. 69-106 | DOI | Numdam | MR | Zbl

[K3] N. Katz Gauss sums, Kloosterman sums, and monodromy groups, Annals of Math. Studies, 116, Princeton, 1988 | MR | Zbl

[M1] S. Matsuda Local indices of p-adic differential operators corresponding to Artin-Schreier-Witt coverings, Duke Math. J, Volume 77 (1995), pp. 607-625 | DOI | MR | Zbl

[M2] S. Matsuda Katz correspondence for quasi-unipotent overconvergent isocrystals (1997) (manuscrit) | Zbl

[P] M. van der Put Galois theory of differential equations, algebraic groups and Lie algebras, J. Symbolic Computation, Volume 28 (1999), pp. 441-472 | DOI | MR | Zbl

[S1] J.P. Serre Sur la rationalité des représentations d'Artin, Ann. of Maths, Volume 72 (1960), pp. 406-420 | MR | Zbl

[S2] J.P. Serre Corps locaux, Hermann, 1968 | MR | Zbl

[T1] N. Tsuzuki The local index and the Swan conductor, Compos. Math, Volume 111 (1998), pp. 245-288 | DOI | MR | Zbl

[T2] N. Tsuzuki Slope filtration of quasi-unipotent overconvergent F-isocrystals, Ann. Inst. Fourier, Grenoble, Volume 48 (1998) no. 2, pp. 379-412 | DOI | Numdam | MR | Zbl

[T3] N. Tsuzuki Finite local monodromy of overconvergent unit-root F-isocrystal on a curve, Amer. J. Math, Volume 120 (1998), pp. 1165-1190 | DOI | MR | Zbl

[V] M.F. Vignéras Arithmétique des algèbres de quaternions, Lect. Notes, 800, Springer, 1980 | MR | Zbl

[WW] E. Whittaker; G. Watson A course of modern analysis, Cambridge Univ. Press, 1996 | MR

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