The random transposition dynamics on random regular graphs and the Gaussian free field

Abstract

Une permutation donnée, vue comme réunion de cycles disjoints, représente un graphe régulier de degré $2$. Considérons $d$ permutations aléatoires indépendantes, en superposons leurs structures de graphes. Ceci est le modèle de permutation bien connu donnant un (multi-)graphe régulier aléatoire de degré $2d$. Nous considérons un champ $2$-dimensionnel de $d$ permutations indexé par la taille et le temps. La taille de chaque permutation croît selon des processus couplés de restaurants chinois, tandis que chaque permutation évolue dans le temps selon une chaîne de transpositions aléatoires. À travers le modèle de permutation, ceci se projette en une famille à deux paramètres de graphes qui croissent en taille (« dimension ») et qui évoluent en temps. Dans cet ensemble de graphes aléatoires, on observe asymptotiquement une évolution remarquable des petits cycles et des statistiques linéaires des valeurs propres en dimension et en temps. En dimension, il avait été montré par Johnson et Pal (Ann. Probab. 42 (2014) 1396–1437) que les nombres de cycles sont décrits par un champ poissonnien de processus de Yule. Ici, nous donnons une description en dimension et en temps du processus des cycles en termes en termes d’un surface aléatoire poissonnienne, pour tout $d$. Lorsque $d$ tend vers l’infini, les fluctuations des nombres de cycles convergent vers un processus gaussien indexé par la dimension et le temps. Les marginales en dimension se trouvent être le champ libre gaussien, et le processus est stationnaire en temps. Une structure similaire de covariance apparaît dans les fluctuations des valeurs propres du processus des mineurs d’une matrice de Wigner réelle symétrique dont les coordonnées évoluent selon des processus stochastiques stationnaires i.i.d.. Ainsi, cet article décrit un analogue poissonnien d’une dynamique markovienne naturelle sur le champ libre gaussien, et étudie ses propriétés trajectorielles.