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On the absolute continuity of random nodal volumes

Authors :
Guillaume Poly
Jürgen Angst
Institut de Recherche Mathématique de Rennes (IRMAR)
Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
ANR-17-CE40-0008,UNIRANDOM,Universalité pour les domaines nodaux aléatoires(2017)
AGROCAMPUS OUEST
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes 2 (UR2)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Source :
Annals of Probability, Annals of Probability, 2020, 48 (5), pp.2145-2175. ⟨10.1214/19-AOP1418⟩, Ann. Probab. 48, no. 5 (2020), 2145-2175, Annals of Probability, Institute of Mathematical Statistics, 2020, 48 (5), pp.2145-2175. ⟨10.1214/19-AOP1418⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
HAL CCSD, 2020.

Abstract

International audience; We study the absolute continuity with respect to the Lebesgue measure of the distribution of the nodal volume associated with a smooth, non-degenerated and stationary Gaussian field $(f(x), {x \in \mathbb R^d})$. Under mild conditions, we prove that in dimension $d\geq 3$, the distribution of the nodal volume has an absolutely continuous component plus a possible singular part. This singular part is actually unavoidable baring in mind that some Gaussian processes have a positive probability to keep a constant sign on some compact domain. Our strategy mainly consists in proving closed Kac--Rice type formulas allowing one to express the volume of the set $\{f =0\}$ as integrals of explicit functionals of $(f,\nabla f,\text{Hess}(f))$ and next to deduce that the random nodal volume belongs to the domain of a suitable Malliavin gradient. The celebrated Bouleau--Hirsch criterion then gives conditions ensuring the absolute continuity.

Details

Language :
English
ISSN :
00911798 and 2168894X
Database :
OpenAIRE
Journal :
Annals of Probability, Annals of Probability, 2020, 48 (5), pp.2145-2175. ⟨10.1214/19-AOP1418⟩, Ann. Probab. 48, no. 5 (2020), 2145-2175, Annals of Probability, Institute of Mathematical Statistics, 2020, 48 (5), pp.2145-2175. ⟨10.1214/19-AOP1418⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....d2a3cc4ee31109e4d852982779d37a40