March 2023 Comptage des systémes locaux ℓ-adiques sur une courbe
Hongjie Yu
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Ann. of Math. (2) 197(2): 423-531 (March 2023). DOI: 10.4007/annals.2023.197.2.1


Let $X_1$ be a projective, smooth and geometrically connected curve over $\mathbb{F}_q$ with $q=p^n$ elements where $p$ is a prime number, and let $X$ be its base change to an algebraic closure of $\mathbb{F}_q$. We give a formula for the number of irreducible $\ell$-adic local systems ($\ell \neq p$) with a fixed rank over $X$ fixed by the Frobenius endomorphism. We prove that this number behaves like a Lefschetz fixed point formula for a variety over $\mathbb{F}_q$, which generalises a result of Drinfeld in rank $2$ and proves a conjecture of Deligne. To do this, we pass to the automorphic side by Langlands correspondence, then use Arthur's non-invariant trace formula and link this number to the number of $\mathbb{F}_q$-points of the moduli space of stable Higgs bundles.

Soit $X_1$ une courbe projective lisse et géométriquement connexe sur un corps fini $\mathbb{F}_q$ avec $q=p^n$ éléments où $p$ est un nombre premier. Soit $X$ le changement de base de $X_1$ à une clôture algébrique de $\mathbb{F}_q$. Nous donnons une formule pour le nombre des systèmes locaux $\ell$-adiques ($\ell \neq p$) irréductibles de rang donné sur $X$ fixé par l'endomorphisme de Frobenius. Nous montrons que ce nombre est semblable à une formule de point fixe de Lefschetz pour une variété sur $\mathbb{F}_q$, ce qui généralise un résultat de Drinfeld en rang $2$ et prouve une conjecture de Deligne. Pour ce faire, nous passerons du côté automorphe, utiliserons la formule des traces d'Arthur non-invariante, et relierons le nombre cherché avec le nombre $\mathbb{F}_q$-points de l'espace des modules des fibrés de Higgs stables.


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Hongjie Yu. "Comptage des systémes locaux ℓ-adiques sur une courbe." Ann. of Math. (2) 197 (2) 423 - 531, March 2023.


Published: March 2023
First available in Project Euclid: 3 February 2023

Digital Object Identifier: 10.4007/annals.2023.197.2.1

Primary: 11F70 , 11F72
Secondary: 11R39 , 14H60 , 22E55

Keywords: Arthur-Selberg trace formula , Automorphic representations , function fields , local systems

Rights: Copyright © 2023 Department of Mathematics, Princeton University


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Vol.197 • No. 2 • March 2023
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