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The sphere packing problem in dimension 24

Résumé

Building on Viazovska’s recent solution of the sphere packing problem in eight dimensions, we prove that the Leech lattice is the densest packing of congruent spheres in twenty-four dimensions and that it is the unique optimal periodic packing. In particular, we find an optimal auxiliary function for the linear programming bounds, which is an analogue of Viazovska’s function for the eight-dimensional case. Computer code for verifying the calculations in this paper is is available at the following location: https://doi.org/10.4007/annals.2017.185.3.8.code

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Concepts associés (24)
Empilement compact
Un empilement compact d'une collection d'objets est un agencement de ces objets de telle sorte qu'ils occupent le moins d'espace possible (donc qu'ils laissent le moins de vide possible). Le problème peut se poser dans un espace (euclidien ou non) de dimension n quelconque, les objets étant eux-mêmes de dimension n. Les applications pratiques sont concernées par les cas (plan et autres surfaces) et (espace ordinaire).
Close-packing of equal spheres
In geometry, close-packing of equal spheres is a dense arrangement of congruent spheres in an infinite, regular arrangement (or lattice). Carl Friedrich Gauss proved that the highest average density – that is, the greatest fraction of space occupied by spheres – that can be achieved by a lattice packing is The same packing density can also be achieved by alternate stackings of the same close-packed planes of spheres, including structures that are aperiodic in the stacking direction.
Réseau de Leech
Le réseau de Leech est un réseau remarquable dans l'espace euclidien de dimension 24. Il est relié au code de Golay. Ernst Witt le découvre en 1940 mais ne publie pas cette découverte qui sera finalement attribuée à John Leech en 1965. Le réseau de Leech est caractérisé comme étant le seul pair en dimension 24 qui ne contient pas de racines, c'est-à-dire de vecteur v tel que (v,v)=2. Il a été construit par John Leech. Le groupe des automorphismes du réseau de Leech est le groupe de Conway Co0. Il y a exactement 24 .
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