Alexander Zass

• This thesis focuses on the study of marked Gibbs point processes, in particular presenting some results on their existence and uniqueness, with ideas and techniques drawn from different areas of statistical mechanics: the entropy method from large deviations theory, cluster expansion and the Kirkwood--Salsburg equations, the Dobrushin contraction principle and disagreement percolation. We first present an existence result for infinite-volume marked Gibbs point processes. More precisely, we use the so-called entropy method (and large-deviation tools) to construct marked Gibbs point processes in R^d under quite general assumptions. In particular, the random marks belong to a general normed space S and are not bounded. Moreover, we allow for interaction functionals that may be unbounded and whose range is finite but random. The entropy method relies on showing that a family of finite-volume Gibbs point processes belongs to sequentially compact entropy level sets, and is therefore tight. We then present infinite-dimensional LangevinThis thesis focuses on the study of marked Gibbs point processes, in particular presenting some results on their existence and uniqueness, with ideas and techniques drawn from different areas of statistical mechanics: the entropy method from large deviations theory, cluster expansion and the Kirkwood--Salsburg equations, the Dobrushin contraction principle and disagreement percolation. We first present an existence result for infinite-volume marked Gibbs point processes. More precisely, we use the so-called entropy method (and large-deviation tools) to construct marked Gibbs point processes in R^d under quite general assumptions. In particular, the random marks belong to a general normed space S and are not bounded. Moreover, we allow for interaction functionals that may be unbounded and whose range is finite but random. The entropy method relies on showing that a family of finite-volume Gibbs point processes belongs to sequentially compact entropy level sets, and is therefore tight. We then present infinite-dimensional Langevin diffusions, that we put in interaction via a Gibbsian description. In this setting, we are able to adapt the general result above to show the existence of the associated infinite-volume measure. We also study its correlation functions via cluster expansion techniques, and obtain the uniqueness of the Gibbs process for all inverse temperatures β and activities z below a certain threshold. This method relies in first showing that the correlation functions of the process satisfy a so-called Ruelle bound, and then using it to solve a fixed point problem in an appropriate Banach space. The uniqueness domain we obtain consists then of the model parameters z and β for which such a problem has exactly one solution. Finally, we explore further the question of uniqueness of infinite-volume Gibbs point processes on R^d, in the unmarked setting. We present, in the context of repulsive interactions with a hard-core component, a novel approach to uniqueness by applying the discrete Dobrushin criterion to the continuum framework. We first fix a discretisation parameter a>0 and then study the behaviour of the uniqueness domain as a goes to 0. With this technique we are able to obtain explicit thresholds for the parameters z and β, which we then compare to existing results coming from the different methods of cluster expansion and disagreement percolation. Throughout this thesis, we illustrate our theoretical results with various examples both from classical statistical mechanics and stochastic geometry.…
• Diese Arbeit konzentriert sich auf die Untersuchung von markierten Gibbs-Punkt-Prozessen und stellt insbesondere einige Ergebnisse zu deren Existenz und Eindeutigkeit vor. Dabei werden Ideen und Techniken aus verschiedenen Bereichen der statistischen Mechanik verwendet: die Entropie-Methode aus der Theorie der großen Abweichungen, die Cluster-Expansion und die Kirkwood-Salsburg-Gleichungen, das Dobrushin-Kontraktionsprinzip und die Disagreement-Perkolation. Wir präsentieren zunächst ein Existenzergebnis für unendlich-volumige markierte Gibbs-Punkt-Prozesse. Genauer gesagt verwenden wir die sogenannte Entropie-Methode (und Werkzeuge der großen Abweichung), um markierte Gibbs-Punkt-Prozesse in R^d unter möglichst allgemeinen Annahmen zu konstruieren. Insbesondere gehören die zufälligen Markierungen zu einem allgemeinen normierten Raum und sind nicht beschränkt. Außerdem lassen wir Interaktionsfunktionale zu, die unbeschränkt sein können und deren Reichweite endlich, aber zufällig ist. Die Entropie-Methode beruht darauf, zu zeigen,Diese Arbeit konzentriert sich auf die Untersuchung von markierten Gibbs-Punkt-Prozessen und stellt insbesondere einige Ergebnisse zu deren Existenz und Eindeutigkeit vor. Dabei werden Ideen und Techniken aus verschiedenen Bereichen der statistischen Mechanik verwendet: die Entropie-Methode aus der Theorie der großen Abweichungen, die Cluster-Expansion und die Kirkwood-Salsburg-Gleichungen, das Dobrushin-Kontraktionsprinzip und die Disagreement-Perkolation. Wir präsentieren zunächst ein Existenzergebnis für unendlich-volumige markierte Gibbs-Punkt-Prozesse. Genauer gesagt verwenden wir die sogenannte Entropie-Methode (und Werkzeuge der großen Abweichung), um markierte Gibbs-Punkt-Prozesse in R^d unter möglichst allgemeinen Annahmen zu konstruieren. Insbesondere gehören die zufälligen Markierungen zu einem allgemeinen normierten Raum und sind nicht beschränkt. Außerdem lassen wir Interaktionsfunktionale zu, die unbeschränkt sein können und deren Reichweite endlich, aber zufällig ist. Die Entropie-Methode beruht darauf, zu zeigen, dass eine Familie von endlich-volumigen Gibbs-Punkt-Prozessen zu sequentiell kompakten Entropie-Niveau-Mengen gehört, und daher dicht ist. Wir stellen dann unendlich-dimensionale Langevin-Diffusionen vor, die wir über eine Gibbssche Beschreibung in Wechselwirkung setzen. In dieser Umgebung sind wir in der Lage, das vorangehend vorgestellte allgemeine Ergebnis anzupassen, um die Existenz des zugehörigen unendlich-dimensionalen Maßes zu zeigen. Wir untersuchen auch seine Korrelationsfunktionen über Cluster-Expansions Techniken und erhalten die Eindeutigkeit des Gibbs-Prozesses für alle inversen Temperaturen β und Aktivitäten z unterhalb einer bestimmten Schwelle. Diese Methode beruht darauf, zunächst zu zeigen, dass die Korrelationsfunktionen des Prozesses eine so genannte Ruelle-Schranke erfüllen, um diese dann zur Lösung eines Fixpunktproblems in einem geeigneten Banach-Raum zu verwenden. Der Eindeutigkeitsbereich, den wir erhalten, wird dann aus den Modellparametern z und β definiert, für die ein solches Problem genau eine Lösung hat. Schließlich untersuchen wir die Frage nach der Eindeutigkeit von unendlich-volumigen Gibbs-Punkt-Prozessen auf R^d im unmarkierten Fall weiter. Im Zusammenhang mit repulsiven Wechselwirkungen basierend auf einer Hartkernkomponente stellen wir einen neuen Ansatz zur Eindeutigkeit vor, indem wir das diskrete Dobrushin-Kriterium im kontinuierlichen Rahmen anwenden. Wir legen zunächst einen Diskretisierungsparameter a>0 fest und untersuchen dann das Verhalten des Bereichs der Eindeutigkeit, wenn a gegen 0 geht. Mit dieser Technik sind wir in der Lage, explizite Schwellenwerte für die Parameter z und β zu erhalten, die wir dann mit bestehenden Ergebnissen aus den verschiedenen Methoden der Cluster-Expansion und der Disagreement-Perkolation vergleichen. In dieser Arbeit illustrieren wir unsere theoretischen Ergebnisse mit verschiedenen Beispielen sowohl aus der klassischen statistischen Mechanik als auch aus der stochastischen Geometrie.…