May 2023 Extinction times of multitype continuous-state branching processes
Loïc Chaumont, Marine Marolleau
Author Affiliations +
Ann. Inst. H. Poincaré Probab. Statist. 59(2): 563-577 (May 2023). DOI: 10.1214/22-AIHP1279

Abstract

A multitype continuous-state branching process (MCSBP) Z=(Zt)t0, is a Markov process with values in [0,)d that satisfies the branching property. Its distribution is characterised by its branching mechanism, that is the data of d Laplace exponents of Rd-valued spectrally positive Lévy processes, each one having d1 increasing components. We give an expression of the probability for a MCSBP to tend to 0 at infinity in term of its branching mechanism. Then we prove that this extinction holds at a finite time if and only if some condition bearing on the branching mechanism holds. This condition extends Grey’s condition that is well known for d=1. Our arguments bear on elements of fluctuation theory for spectrally positive additive Lévy fields recently obtained in (Electron. J. Probab. 25 (2020) 26) and an extension of the Lamperti representation in higher dimension proved in (Ann. Inst. Henri Poincaré Probab. Stat. 53 (2017) 1280–1304).

Un processus de branchement multitype, continu (MCSBP) Z=(Zt)t0, est un processus de Markov à valeurs dans [0,)d qui satisfait à la propriété de branchement. Sa loi est caractérisée par son mécanisme de branchement qui est donné par d exposants de Laplace de processus de Lévy spectralement positifs, à valeurs dans Rd, chacun d’entre eux possédant d1 coordonnées croissantes. Nous donnons une expression de la probabilité pour un MCSBP de tendre vers 0 à l’infini en terme de son mécanisme de branchement. Nous montrons que cette extinction a lieu en un temps fini si et seulement si une certaine condition portant sur le mécanisme de branchement est satisfaite. Cette condition étend la condition de Grey bien connue en dimension 1. Nos arguments portent sur des éléments de théorie des fluctuations pour les champs de Lévy additifs, spectrallement positifs récemment établis en (Electron. J. Probab. 25 (2020) 26) ainsi qu’une extension de la représentation de Lamperti en dimension supérieure obtenue en (Ann. Inst. Henri Poincaré Probab. Stat. 53 (2017) 1280–1304).

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Loïc Chaumont. Marine Marolleau. "Extinction times of multitype continuous-state branching processes." Ann. Inst. H. Poincaré Probab. Statist. 59 (2) 563 - 577, May 2023. https://doi.org/10.1214/22-AIHP1279

Information

Received: 7 September 2021; Revised: 24 January 2022; Accepted: 19 April 2022; Published: May 2023
First available in Project Euclid: 12 April 2023

MathSciNet: MR4575008
zbMATH: 1516.60052
Digital Object Identifier: 10.1214/22-AIHP1279

Subjects:
Primary: 60J80
Secondary: 60G51

Keywords: extinction time , Lamperti representation , Multitype continuous-state branching process , Spectrally positive additive Lévy field

Rights: Copyright © 2023 Association des Publications de l’Institut Henri Poincaré

JOURNAL ARTICLE
15 PAGES

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Vol.59 • No. 2 • May 2023
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