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Evaluations of Hecke algebra traces at Kazhdan-Lusztig basis elements
Authors: Clearman Sam , Hyatt Matthew , Shelton Brittany , Skandera Mark 
Published: August 2021

For irreducible characters $\{ \chi_q^{\lambda} | \lambda \vdash n\}$ and induced sign characters $\{\epsilon_q^{\lambda} | \lambda \vdash n\}$ of the Hecke algebra $H_n(q)$, and Kazhdan-Lusztig basis elements $C'_w(q)$ with $w$ avoiding the pattern 312, we combinatorially interpret the polynomials $\chi_q^{\lambda}(q^{\frac{\ell(w)}{2}} C'_w(q))$ and $\epsilon_q^{\lambda}(q^{\frac{\ell(w)}{2}} C'_w(q))$. This gives a new algebraic interpretation of $q$-chromatic symmetric functions of Shareshian and Wachs. We conjecture similar interpretations and generating functions corresponding to other $H_n(q)$-traces.
Pour les caractères irréductibles $\{ \chi_q^{\lambda} | \lambda \vdash n\}$ et les caractères induits du signe $\{\epsilon_q^{\lambda} | \lambda \vdash n\}$ du algèbre de Hecke, et les éléments $C'_w(q)$ du base Kazhdan-Lusztig avec $w$ qui évite le motif 312, nous interprétons les polynômes $\chi_q^{\lambda}(q^{\frac{\ell(w)}{2}} C'_w(q))$ et $\epsilon_q^{\lambda}(q^{\frac{\ell(w)}{2}} C'_w(q))$ de manière combinatoire. Cette donne une nouvelle interprétation aux fonctions symétriques $q$-chromatiques de Shareshian et Wachs. Nous conjecturons des interprétations semblables et des fonctions génératrices qui correspondent aux autres applications centrales de $H_n(q)$.
Counting words with Laguerre polynomials
Authors: Taylor Jair 
Published: August 2021

We develop a method for counting words subject to various restrictions by finding a combinatorial interpretation for a product of formal sums of Laguerre polynomials. We use this method to find the generating function for $k$-ary words avoiding any vincular pattern that has only ones. We also give generating functions for $k$-ary words cyclically avoiding vincular patterns with only ones whose runs of ones between dashes are all of equal length, as well as the analogous results for compositions.
Nous développons une méthode pour compter des mots satisfaisants certaines restrictions en établissant une interprétation combinatoire utile d’un produit de sommes formelles de polynômes de Laguerre. Nous utilisons cette méthode pour trouver la série génératrice pour les mots $k$-aires évitant les motifs vinculars consistant uniquement de uns. Nous présentons en suite les séries génératrices pour les mots $k$-aires évitant de façon cyclique les motifs vinculars consistant uniquement de uns et dont chaque série de uns entre deux tirets est de la même longueur. Nous présentons aussi les résultats analogues pour les compositions.
The number of $k$-parallelogram polyominoes
Authors: Battaglino Daniela , Fédou Jean-Marc , Rinaldi Simone , Socci Samanta 
Published: August 2021

A convex polyomino is $k$-$\textit{convex}$ if every pair of its cells can be connected by means of a $\textit{monotone path}$, internal to the polyomino, and having at most $k$ changes of direction. The number $k$-convex polyominoes of given semi-perimeter has been determined only for small values of $k$, precisely $k=1,2$. In this paper we consider the problem of enumerating a subclass of $k$-convex polyominoes, precisely the $k$-$\textit{convex parallelogram polyominoes}$ (briefly, $k$-$\textit{parallelogram polyominoes}$). For each $k \geq 1$, we give a recursive decomposition for the class of $k$-parallelogram polyominoes, and then use it to obtain the generating function of the class, which turns out to be a rational function. We are then able to express such a generating function in terms of the $\textit{Fibonacci polynomials}$.
Un polyomino convexe est dit $k$-$\textit{convexe}$ lorsqu’on peut relier tout couple de cellules par un chemin monotone ayant au plus $k$ changements de direction. Le nombre de polyominos $k$-convexes n’est connu que pour les petites valeurs de $k = 1,2$. Dans cet article, nous énumérons la sous-classe des polyominos $k$-convexes qui sont également parallélogramme, que nous appelons $k$-$\textit{parallélogrammes}$. Nous donnons une décomposition récursive de la classe des polyominos $k$-parallélogrammes pour chaque $k$, et en déduisons la fonction génératrice, rationnelle, selon le demi-périmètre. Nous donnons enfin une expression de cette fonction génératrice en termes des $\textit{polynômes de Fibonacci}$.
On the $H$-triangle of generalised nonnesting partitions
Authors: Thiel Marko 
Published: August 2021

With a crystallographic root system $\Phi$ , there are associated two Catalan objects, the set of nonnesting partitions $NN(\Phi)$, and the cluster complex $\Delta (\Phi)$. These possess a number of enumerative coincidences, many of which are captured in a surprising identity, first conjectured by Chapoton. We prove this conjecture, and indicate its generalisation for the Fuß-Catalan objects $NN^{(k)}(\Phi)$ and $\Delta^{(k)}(\Phi)$, conjectured by Armstrong.
A un système de racines cristallographique, on associe deux objets de Catalan: l’ensemble des partitions non-emboîtées $NN(\Phi)$, et le complexe d’amas$\Delta (\Phi)$. Ils possèdent de nombreuses coïncidences énumératives, plusieurs d’entre elles étant capturées dans une identité surprenante, conjecturée par Chapoton. Nous démontrons cette conjecture, et indiquons sa généralisation pour les objets de Fuß-Catalan $NN^{(k)}(\Phi)$ et $\Delta^{(k)}(\Phi)$, conjecturée par Armstrong.
Newton Polytopes of Cluster Variables of Type $A_n$
Authors: Kalman Adam 
Published: August 2021

We study Newton polytopes of cluster variables in type $A_n$ cluster algebras, whose cluster and coefficient variables are indexed by the diagonals and boundary segments of a polygon. Our main results include an explicit description of the affine hull and facets of the Newton polytope of the Laurent expansion of any cluster variable, with respect to any cluster. In particular, we show that every Laurent monomial in a Laurent expansion of a type $A$ cluster variable corresponds to a vertex of the Newton polytope. We also describe the face lattice of each Newton polytope via an isomorphism with the lattice of elementary subgraphs of the associated snake graph.
Nous étudions polytopes de Newton des variables amassées dans les algèbres amassées de type A, dont les variables sont indexés par les diagonales et les côtés d’un polygone. Nos principaux résultats comprennent une description explicite de l’enveloppe affine et facettes du polytope de Newton du développement de Laurent de toutes variables amassées. En particulier, nous montrons que tout monôme Laurent dans un développement de Laurent de variable amassée de type A correspond à un sommet du polytope de Newton. Nous décrivons aussi le treillis des facesde chaque polytope de Newton via un isomorphisme avec le treillis des sous-graphes élémentaires du “snake graph” qui est associé.
Kronecker coefficients: the tensor square conjecture and unimodality
Authors: Pak Igor , Panova Greta , Vallejo Ernesto 
Published: August 2021

We consider two aspects of Kronecker coefficients in the directions of representation theory and combinatorics. We consider a conjecture of Jan Saxl stating that the tensor square of the $S_n$-irreducible representation indexed by the staircase partition contains every irreducible representation of $S_n$. We present a sufficient condition allowing to determine whether an irreducible representation is a constituent of a tensor square and using this result together with some analytic statements on partitions we prove Saxl conjecture for several partition classes. We also use Kronecker coefficients to give a new proof and a generalization of the unimodality of Gaussian ($q$-binomial) coefficients as polynomials in $q$, and extend this to strict unimodality.
Nous considérons deux aspects des coefficients de Kronecker dans le domaine de la Théorie des Représentations et le domaine Combinatoire. Nous considérons la conjecture suivante de Jan Saxl: le tenseur au carré de la représentation irréductible du groupe $S_n$ indexée par la partition $S_n (n= \left( \begin{array}{cc} k+1 \\ 2 \end{array} \right))$. Nous présentons une condition suffisante qui permet de déterminer si une représentation irréductible est une constituante d’un tenseur au carré. En utilisant ce résultat avec des résultats analytiques sur les partitions, nous prouvons la conjecture de Saxl pour plusieurs classes de partitions. Nous utilisons aussi les coefficients de Kronecker pour donner une nouvelle preuve et une généralisation de l’unimodalité des coefficients de Gauss ($q$-binomiaux) comme polynômes en $q$ et nous étendons cela à l’unimodalité stricte.
Polytopes and $C^1$-convex bodies
Authors: Adiprasito Karim , Samper José Alejandro 
Published: August 2021

The face numbers of simplicial polytopes that approximate $C^1$-convex bodies in the Hausdorff metric is studied. Several structural results about the skeleta of such polytopes are studied and used to derive a lower bound theorem for this class of polytopes. This partially resolves a conjecture made by Kalai in 1994: if a sequence $\{P_n\}_{n=0}^{\infty}$ of simplicial polytopes converges to a $C^1$-convex body in the Hausdorff distance, then the entries of the $g$-vector of $P_n$ converge to infinity.
Nous étudions les nombres de faces de polytopes simpliciaux qui se rapprochent de $C^1$-corps convexes dans la métrique Hausdorff. Plusieurs résultats structurels sur le skeleta de ces polytopes sont recherchées et utilisées pour calculer un théorème limite inférieure de cette classe de polytopes. Cela résout partiellement une conjecture formulée par Kalai en 1994: si une suite $\{P_n\}_{n=0}^{\infty}$ de polytopes simpliciaux converge vers une $C^1$-corps convexe dans la distance Hausdorff, puis les entrées du $g$-vecteur de $P_n$ convergent vers l’infini.
Bijective Proofs of Partition Identities of MacMahon, Andrews, and Subbarao
Authors: Fu Shishuo , Sellers James 
Published: August 2021

We revisit a classic partition theorem due to MacMahon that relates partitions with all parts repeated at least once and partitions with parts congruent to $2,3,4,6 \pmod{6}$, together with a generalization by Andrews and two others by Subbarao. Then we develop a unified bijective proof for all four theorems involved, and obtain a natural further generalization as a result.
Nous revisitons un théorème de partitions d'entiers dû à MacMahon, qui relie les partitions dont chaque part est répétée au moins une fois et celles dont les parts sont congrues à $2, 3, 4, 6 \pmod{6}$, ainsi qu'une généralisation par Andrews et deux autres par Subbarao. Ensuite nous construisons unepreuve bijective unifiée pour tous les quatre théorèmes ci-dessus, et obtenons de plus une généralisation naturelle.
The Selberg integral and Young books
Authors: Kim Jang Soo , Oh Suho 
Published: August 2021

The Selberg integral is an important integral first evaluated by Selberg in 1944. Stanley found a combinatorial interpretation of the Selberg integral in terms of permutations. In this paper, new combinatorial objects "Young books'' are introduced and shown to have a connection with the Selberg integral. This connection gives an enumeration formula for Young books. It is shown that special cases of Young books become standard Young tableaux of various shapes: shifted staircases, squares, certain skew shapes, and certain truncated shapes. As a consequence, enumeration formulas for standard Young tableaux of these shapes are obtained.
L’intégrale de Selberg est une partie intégrante importante abord évaluée par Selberg en 1944. Stanley a trouvé une interprétation combinatoire de la Selberg aide en permutations. Dans ce papier, de nouveaux objets combinatoires “livres de Young” sont introduits et présentés à avoir un lien avec l’intégrale de Selberg. Cette connexion donne une formule d'énumération pour les livres de Young. Il est démontré que des cas spéciaux de livres de Young deviennent tableaux standards de Young de formes diverses: escaliers décalés, places, certaines formes gauches et certaines formes tronquées. En conséquence, l’énumération des formules pour tableaux standards de Young de ces formes sont obtenues.
Centralizers of the infinite symmetric group
Authors: Daugherty Zajj , Herbrich Peter 
Published: August 2021

We review and introduce several approaches to the study of centralizer algebras of the infinite symmetric group $S_{\infty}$. Our work is led by the double commutant relationship between finite symmetric groups and partition algebras; in the case of $S_{\infty}$, we obtain centralizer algebras that are contained in partition algebras. In view of the theory of symmetric functions in non-commuting variables, we consider representations of $S_{\infty}$ that are faithful and that contain invariant elements; namely, non-unitary representations on sequence spaces.
Nous étudions les algèbres du centralisateur du groupe symétrique infini $S_{\infty}$, passant en revue certaines approches et en introduisant de nouvelles. Notre travail est basé sur la relation du double commutant entre le groupe symétrique fini et les algèbres de partition; dans le cas de $S_{\infty}$, nous obtenons des algèbres du centralisateur contenues dans les algèbres de partition. Compte tenu de la théorie des fonctions symétriques en variables non commutatives, nous considérons les représentations de $S_{\infty}$ qui sont fidèles et contiennent les invariants; c’est-à-dire, les représentations non unitaires sur les espaces de suites.
Flag Gromov-Witten invariants via crystals
Authors: Morse Jennifer , Schilling Anne 
Published: August 2021

We apply ideas from crystal theory to affine Schubert calculus and flag Gromov-Witten invariants. By defining operators on certain decompositions of elements in the type-$A$ affine Weyl group, we produce a crystal reflecting the internal structure of Specht modules associated to permutation diagrams. We show how this crystal framework can be applied to study the product of a Schur function with a $k$-Schur function. Consequently, we prove that a subclass of 3-point Gromov-Witten invariants of complete flag varieties for $\mathbb{C}^n$ enumerate the highest weight elements under these operators.
Nous appliquons des idées provenant de la théorie des bases cristallines au calcul de Schubert affine et aux invariants de drapeaux de Gromov–Witten. Nous définissons des opérateurs sur certaines décompositions d’éléments de groupes de Weyl affines en type $A$ afin de construire une base cristalline encodant la structure interne des modules de Specht associés aux diagrammes de permutations. Nous montrons comment la structure de cristal permet d’étudier le produit d’une fonction de Schur avec une $k$-fonction de Schur. En conséquence, nous prouvons que la sous-classe des invariants de 3-points de Gromov–Witten d’une variété complète de drapeaux complets pour $\mathbb{C}^n$ énumère les éléments de poids maximaux pour ces opérateurs.
A Murgnahan-Nakayama rule for Schubert polynomials
Authors: Morrison Andrew 
Published: August 2021

We expose a rule for multiplying a general Schubert polynomial with a power sum polynomial in $k$ variables. A signed sum over cyclic permutations replaces the signed sum over rim hooks in the classical Murgnahan-Nakayama rule. In the intersection theory of flag manifolds this computes all intersections of Schubert cycles with tautological classes coming from the Chern character. We also discuss extensions of this rule to small quantum cohomology.
Nous écrivons une formule pour multiplier les polynômes de Schubert avec les sommes de Newton. Une somme signée de permutations cycliques remplace la somme signée de rubans dans la formule classique de Murgnahan-Nakayama. Nous obtenons donc des relations dans l’anneau de Chow de la variété de drapeaux. Nous discutons également des extensions de cette formule en cohomologie quantique.
Peak algebras, paths in the Bruhat graph and Kazhdan-Lusztig polynomials
Authors: Brenti Francesco , Caselli Fabrizio 
Published: August 2021

We obtain a nonrecursive combinatorial formula for the Kazhdan-Lusztig polynomials which holds in complete generality and which is simpler and more explicit than any existing one, and which cannot be linearly simplified. Our proof uses a new basis of the peak subalgebra of the algebra of quasisymmetric functions.
On montre une formule combinatoire pour les polynômes de Kazhdan-Lusztig qui est valable en toute généralité. Cette formule est plus simple et plus explicite que toutes les autres formules connues; de plus, elle ne peut pas être simplifiée linéairement. La preuve utilise une nouvelle base pour la sous-algèbre des sommets de l’algèbre des fonctions quasi-symmetriques.
Sorting with two stacks in parallel
Authors: Albert Michael , Bousquet-Mélou Mireille 
Published: August 2021

At the end of the 1960s, Knuth characterised in terms of forbidden patterns the permutations that can be sorted using a stack. He also showed that they are in bijection with Dyck paths and thus counted by the Catalan numbers. Subsequently, Pratt and Tarjan asked about permutations that can be sorted using two stacks in parallel. This question is significantly harder, and the associated counting question has remained open for 40 years. We solve it by giving a pair of equations that characterise the generating function of such permutations. The first component of this system describes the generating function $Q(a,u)$ of square lattice loops confined to the positive quadrant, counted by the length and the number of North-West and East-South factors. Our analysis of the asymptotic number of sortable permutations relies at the moment on two intriguing conjectures dealing with this series. Given the recent activity on walks confined to cones, we believe them to be attractive $\textit{per se}$. We prove these conjectures for closed walks confined to the upper half plane, or not confined at all.
Nous énumérons les permutations triables par deux piles en parallèle. Cette question était restée ouverte depuis les travaux de Knuth, Pratt et Tarjan dans les années 70. Notre solution consiste en une paire d’équations qui caractérisent la série génératrice. La première composante de ce système décrit la série $Q(a,u)$ des chemins fermés confinés dans le quart de plan positif, comptés selon leur longueur et le nombre de facteurs Nord-Ouest ou Est-Sud. Notre analyse du comportement asymptotique du nombre de permutations triables repose à ce stade sur deux conjectures remarquables portant sur $Q(a; u)$. Nous les prouvons pour les chemins fermés non confinés, ou confinés au demi-plan supérieur.
Bijactions in Cataland
Authors: Williams Nathan 
Published: August 2021

In this abstract, I will survey the story of two enumerative miracles that relate certain Coxeter-theoretic objects and other poset-theoretic objects. The first miracle relates reduced words and linear extensions, while the second may be thought of as relating group elements and order ideals. The purpose of this abstract is to use a conjecture from my thesis to present both miracles in the same light.
Dans ce résumé, j’étudie l’histoire de deux miracles énumératifs qui relient certains objets de la théorie de Coxeter et d’autres objets de la théorie des posets. Le premier miracle relie des mots réduits et des extensions linéaires, tandis que le second relie des éléments du groupe et des idéaux d’ordre. Le but de ce résumé est d’utiliser une conjecture de ma thèse afin de présenter les deux miracles sous la même lumière.
A product formula for the TASEP on a ring
Authors: Aas Erik , Sjöstrand Jonas 
Published: August 2021

For a random permutation sampled from the stationary distribution of the TASEP on a ring, we show that, conditioned on the event that the first entries are strictly larger than the last entries, the $\textit{order}$ of the first entries is independent of the $\textit{order}$ of the last entries. The proof uses multi-line queues as defined by Ferrari and Martin, and the theorem has an enumerative combinatorial interpretation in that setting. Finally, we present a conjecture for the case where the small and large entries are not separated.
Pour une permutation randomisée tirée de la mesure stationnaire du TASEP, nous démontrons, conditionnée à l’évènement que les premières lettres sont plus grandes que les dernières lettres, que l’ordre des petites lettres est indépendant de l’ordre des grandes lettres. La preuve utilise les files d’attente multilignes de Ferrari et Martin, et le théorème a une interprétation combinatoire énumérative dans ce contexte. Finalement, nous présentons une conjecture pour le cas où les petits et les grandes lettres ne sont pas séparées.
Generalized Polarization Modules (extended abstract)
Authors: Blandin Héctor 
Published: August 2021

This work enrols the research line of M. Haiman on the Operator Theorem (the old operator conjecture). This theorem states that the smallest $\mathfrak{S}_n$-module closed under taking partial derivatives and closed under the action of polarization operators that contains the Vandermonde determinant is the space of diagonal harmonics polynomials. We start generalizing the context of this theorem to the context of polynomials in $\ell$ sets of $n$ variables $x_{ij}$ with $1\le i \le \ell$ and $1 \le j \le n$. Given a $\mathfrak{S}_n$-stable family of homogeneous polynomials in the variables $x_{ij}$ the smallest vector space closed under taking partial derivatives and closed under the action of polarization operators that contains $F$ is the polarization module generated by the family $F$. These polarization modules are all representation of the direct product $\mathfrak{S}_n \times GL_\ell(\mathbb{C})$. In order to study the decomposition into irreducible submodules, we compute the graded Frobenius characteristic of these modules. For several cases of $\mathfrak{S}_n$-stable families of homogeneous polynomials in n variables, for every $n \ge 1$, we show general formulas for this graded characteristic in a global manner, independent of the value of $\ell$.
Ce travail s'inscrit dans la lignée de recherche des travaux de M. Haiman sur le théorème de l'opérateur (ex-conjecture de l'opérateur). Ce théorème affirme que le plus petit $\mathfrak{S}_n$-module clos par dérivation partielle et clos par l'action des opérateurs de polarisation qui contient le déterminant de Vandermonde est l'espace des polynômes harmoniques diagonaux. On commence par généraliser le contexte du théorème de l'opérateur au contexte de polynômes à ensembles de $n$ variables $x_{ij}$ avec $1\le i \le \ell$ et $1 \le j \le n$. Étant donnée une famille $\mathfrak{S}_n$-stable $F$ des polynômes homogènes en les variables $x_{ij}$, le plus petit espace vectoriel $\mathcal{M}_F$ clos par dérivation partielle et clos par léaction des opérateurs de polarisation contenant $F$ est le module de polarisation engendré par la famille $F$. Les modules $\mathcal{M}_F$ sont tous des représentations du produit direct $\mathfrak{S}_n \times GL_\ell(\mathbb{C})$. Dans le but d'étudier la décomposition en sous-modules irréductibles on calcule la caractéristique de Frobenius graduée de ces modules. Pour plusieurs cas de familles homogènes $\mathfrak{S}_n$-stables constituées des polynômes homogènes à $n$ variables, pour tout $n \ge 1$, on démontre des formules générales pour cette caractéristique graduée de façon globale, indépendante de la valeur de $\ell$.