Automorphisms of right-angled Artin groups

89 Pages·2015·1.16 MB·French

by  Toinet, Emmanuel

Automorphisms of right-angled Artin groups
Emmanuel Toinet
To cite this version:
EmmanuelToinet. Automorphismsofright-angledArtingroups. GroupTheory[math.GR].Université
de Bourgogne, 2012. English. ￿NNT: ￿. ￿tel-00698614v2￿
HAL Id: tel-00698614
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Submitted on 24 May 2012
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UNIVERSITE DE BOURGOGNE
UFR Sciences et Techniques
Institut de Math´ematiques de Bourgogne
`
THESE
Pour obtenir le grade de
Docteur de l’Universit´e de Bourgogne
Discipline : Math´ematiques
par
Emmanuel Toinet
le vendredi 11 mai 2012
Automorphisms of right-angled Artin groups
Directeur de th`ese
Luis Paris
Jury de th`ese
Ruth Charney Brandeis University Rapporteur
Franc¸ois Dahmani Universit´e Joseph Fourier Rapporteur
Martin Lustig Universit´e Aix-Marseille III Pr´esident
Ashot Minasyan University of Southampton Examinateur
Soyoung Moon Universit´e de Bourgogne Examinateur
Luis Paris Universit´e de Bourgogne Directeur de th`ese

A mon oncle

Acknowledgments
Many people have been a source of inspiration at various points in my life.
I would like to take the opportunity to thank:
Professor Luis Paris, my thesis advisor, for his ongoing encouragement
and guidance over the past three years.
The entire staff of the Universit´e de Bourgogne, for providing a stimu-
lating, creative environment in which to work.
My parents, Josette and Andr´e Toinet, for their constant love and sup-
port throughout my life.
Finally, a special thanks to Ruth Charney, Franc¸ois Dahmani, Martin
Lustig, Ashot Minasyan and Soyoung Moon for their time and interest in
my work.
i

R´esum´e
Cette th`ese a pour objet l’´etude des automorphismes des groupes d’Artin
`a angles droits. Etant donn´e un graphe simple fini Γ, le groupe d’Artin `a
angles droits G associ´e `a Γ est le groupe d´efini par la pr´esentation dont
Γ
les g´en´erateurs sont les sommets de Γ, et dont les relateurs sont les com-
mutateurs [v,w], ou` {v,w} est une paire de sommets adjacents. Le premier
chapitre est con¸cu comme une introduction g´en´erale `a la th´eorie des groupes
d’Artin a` angles droits et de leurs automorphismes. Dans un deuxi`eme
chapitre, on d´emontre que tout sous-groupe sous-normal d’indice une puis-
sancedepd’ungrouped’Artin`aanglesdroitsestr´esiduellementp-s´eparable.
Comme application de ce r´esultat, on montre que tout groupe d’Artin `a an-
gles droits est r´esiduellement s´eparable dans la classe des groupes nilpotents
sans torsion. Une autre application de ce r´esultat est que le groupe des
automorphismes ext´erieurs d’un groupe d’Artin `a angles droits est virtuelle-
ment r´esiduellement p-fini. On montre ´egalement que le groupe de Torelli
d’un groupe d’Artin `a angles droits est r´esiduellement nilpotent sans tor-
sion, et, par suite, r´esiduellement p-fini et bi-ordonnable. Dans un troisi`eme
chapitre, on ´etablit une pr´esentation du sous-groupe Conj(G ) de Aut(G )
Γ Γ
form´e des automorphismes qui envoient chaque g´en´erateur sur un conjugu´e
de lui-mˆeme.
ii

Abstract
The purpose of this thesis is to study the automorphisms of right-angled
Artingroups. GivenafinitesimplicialgraphΓ, theright-angledArtingroup
G associatedtoΓisthegroupdefinedbythepresentationwhosegenerators
Γ
aretheverticesofΓ,andwhoserelatorsarecommutatorsofpairsofadjacent
vertices. Thefirstchapterisintendedasageneralintroductiontothetheory
of right-angled Artin groups and their automorphisms. In a second chapter,
we prove that every subnormal subgroup of p-power index in a right-angled
Artingroupisconjugacyp-separable. Asanapplication,weprovethatevery
right-angled Artin group is conjugacy separable in the class of torsion-free
nilpotent groups. As another application, we prove that the outer automor-
phism group of a right-angled Artin group is virtually residually p-finite.
We also prove that the Torelli group of a right-angled Artin group is resid-
ually torsion-free nilpotent, hence residually p-finite and bi-orderable. In a
third chapter, we give a presentation of the subgroup Conj(G ) of Aut(G )
Γ Γ
consisting of the automorphisms that send each generator to a conjugate of
itself.
iii