Invariant Tensors and the Cyclic Sieving Phenomenon

We construct a large class of examples of the cyclic sieving phenomenon by exploiting the representation theory of semi-simple Lie algebras. Let $M$ be a finite dimensional representation of a semi-simple Lie algebra and let $B$ be the associated Kashiwara crystal. For $r\ge 0$, the triple $(X,c,P)$ which exhibits the cyclic sieving phenomenon is constructed as follows: the set $X$ is the set of isolated vertices in the crystal $\otimes^rB$; the map $c\colon X\rightarrow X$ is a generalisation of promotion acting on standard tableaux of rectangular shape and the polynomial $P$ is the fake degree of the Frobenius character of a representation of $\mathfrak{S}_r$ related to the natural action of $\mathfrak{S}_r$ on the subspace of invariant tensors in $\otimes^rM$. Taking $M$ to be the defining representation of $\mathrm{SL}(n)$ gives the cyclic sieving phenomenon for rectangular tableaux.

Combinatorics of symplectic invariant tensors

International audience An important problem from invariant theory is to describe the subspace of a tensor power of a representation invariant under the action of the group. According to Weyl's classic, the first main (later: 'fundamental') theorem of invariant theory states that all invariants are expressible in terms of a finite number among them, whereas a second main theorem determines the relations between those basic invariants.Here we present a transparent, combinatorial proof of a second fundamental theorem for the defining representation of the symplectic group $Sp(2n)$. Our formulation is completely explicit and provides a very precise link to $(n+1)$-noncrossing perfect matchings, going beyond a dimension count. As a corollary, we obtain an instance of the cyclic sieving phenomenon. Un problème important de la théorie des invariantes est de décrire le sous espace d’une puissance tensorielle d’une représentation invariant à l’action du groupe. Suivant la classique de Weyl, le théorème fondamental premier pour la représentation standard du groupe sympléctique dit que tous les invariants peuvent être exprimés entre un nombre fini d’entre eux. Par ailleurs, un théorème fondamental second détermine les relations entre ces invariants basiques.Ici, nous présentons une preuve transparente d’un théorème fondamental second pour la représentation standard du groupe sympléctique $Sp(2n)$. Notre formulation est complètement explicite et elle fournit un lien très précis avec les couplages parfaits $(n+1)$ -noncroissants, plus précis qu’un dénombrement de la dimension. Comme corollaire nous exhibons un phénomène de crible cyclique.