Given a connection A on a SU(2)-bundle P over R^4 with finite Yang–Mills energy YM(A) and nonzero curvature F_A(0) at the origin, and given \rho > 0 small enough, we construct a new connection A_\rho on a bundle P of different Chern class (c2(A)−c2(A_\rho) = 8π^2), in such a way that A_\rho is gauge equivalent to A in R^4 \ B_\rho (0), gauge equivalent to an instanton in a smaller ball B_{\tau\rho} (0), and YM(A_\rho) ≤ YM(A)+8π2 −\eps_0\rho^4 |F_A(0)|^2 , where \tau \in (0.3,0.4) and \eps_0 > 0 are universal constants independent of A and \rho. Our gluing method is similar in spirit to the one of Brezis–Coron for harmonic maps. We compare it with classical results by Taubes and discuss applications and open problems.

Gluing instantons à la Brezis–Coron in dimension four and the dipole construction / Martinazzi, L., Rivière, T.. - In: COMPTES RENDUS MATHÉMATIQUE. - ISSN 1631-073X. - 363:G11(2025), pp. 1219-1261. [10.5802/crmath.795]

Gluing instantons à la Brezis–Coron in dimension four and the dipole construction

Martinazzi, Luca;
2025

Abstract

Given a connection A on a SU(2)-bundle P over R^4 with finite Yang–Mills energy YM(A) and nonzero curvature F_A(0) at the origin, and given \rho > 0 small enough, we construct a new connection A_\rho on a bundle P of different Chern class (c2(A)−c2(A_\rho) = 8π^2), in such a way that A_\rho is gauge equivalent to A in R^4 \ B_\rho (0), gauge equivalent to an instanton in a smaller ball B_{\tau\rho} (0), and YM(A_\rho) ≤ YM(A)+8π2 −\eps_0\rho^4 |F_A(0)|^2 , where \tau \in (0.3,0.4) and \eps_0 > 0 are universal constants independent of A and \rho. Our gluing method is similar in spirit to the one of Brezis–Coron for harmonic maps. We compare it with classical results by Taubes and discuss applications and open problems.
2025
Étant donnée une connexion A sur un fibré principal P en groupe SU(2) sur R^4 avec une énergie de Yang–Mills finie égale à YM(A) et ayant une courbure non nulle F_A(0) à l’origine, etétant donné un rayon \rho>0 suffisamment petit, nous construisons une nouvelle connexion A_\rho sur un SU(2) fibré principal P_1, de classe de Chern différente à celle de P (c2(A)−c2(A_\rho)= 8π2), de telle sorte que A_\rho soit équivalente de jauge à A dans R^4 \ B_\rho (0) et équivalente de jauge à un instanton dans une boule plus petite B_{\tau\rho} (0), et de telle sorte que le coût d’énergie de Yang–Mills soit strictement inférieur à la somme de YM(A) et de l’énergie de l’instanton inséré. Précisément nous avons YM(A_\rho) ≤ YM(A)+8π2 −\eps_0\rho^4 |F_A(0)|^2 , où \tau\in (0.3,0.4) et \eps_0 > 0 sont des constantes universelles indépendantes de A et de \rho. Notre méthode de recollement est similaire dans l’esprit à celle de Brezis–Coron pour les applications harmoniques utilisée pour construire de nouvelles solutions. Nous la comparons par ailleurs avec des résultats classiques de Taubes sur les champs de Yang–Mills et discutons ses applications existantes et potentielles ainsi que des problèmes ouverts.
Yang-Mills energy; instanton; harmonic maps
01 Pubblicazione su rivista::01a Articolo in rivista
Gluing instantons à la Brezis–Coron in dimension four and the dipole construction / Martinazzi, L., Rivière, T.. - In: COMPTES RENDUS MATHÉMATIQUE. - ISSN 1631-073X. - 363:G11(2025), pp. 1219-1261. [10.5802/crmath.795]
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