Odvozená nekomutativní algebraická geometrie - Derived noncommutative algebraic geometry
V matematice odvozená nekomutativní algebraická geometrie,[1] odvozená verze nekomutativní algebraická geometrie, je geometrická studie odvozené kategorie a související konstrukce trojúhelníkových kategorií pomocí kategorických nástrojů. Některé základní příklady zahrnují omezenou odvozenou kategorii koherentních svazků na hladké odrůdě, , označovaná jako odvozená kategorie nebo odvozená kategorie dokonalých komplexů na algebraické odrůdě . Například odvozená kategorie koherentních svazků na hladkou projektivní odrůdu lze v mnoha případech použít jako invariant základní odrůdy (pokud má dostatečný (anti) kanonický svazek). Studium odvozených kategorií jako geometrických objektů samých o sobě bohužel nemá standardizovaný název.
Odvozená kategorie projektivní linie
Odvozená kategorie je jedním z motivačních příkladů pro odvozená nekomutativní schémata díky své snadné kategorické struktuře. Připomeňme, že Eulerova sekvence z je krátká přesná sekvence
vezmeme-li dva členy napravo jako komplex, dostaneme rozlišovací trojúhelník
Od té doby postavili jsme tento svazek pouze pomocí kategorických nástrojů. Mohli bychom to znovu opakovat tenzorováním Eulerovy sekvence plochým svazkem a znovu použijeme konstrukci kužele. Vezmeme-li dvojky snopů, můžeme zkonstruovat všechny svazky čar v používající pouze jeho trojúhelníkovou strukturu. Ukazuje se, že správný způsob studia odvozených kategorií z jeho objektů a trojúhelníkové struktury je s výjimečnými sbírkami.
Poloiorgonální rozklady a výjimečné sbírky
Technickými nástroji pro kódování této konstrukce jsou semiortogonální rozklady a výjimečné sbírky.[2] A semiortogonální rozklad trojúhelníkové kategorie je kolekce úplných trojúhelníkových podkategorií takové, že platí následující dvě vlastnosti
(1) Pro objekty my máme pro
(2) Podkategorie generovat , což znamená každý objekt lze rozložit na sekvenci ,
takhle . Všimněte si, že je to analogické s filtrací objektu v abelianské kategorii, takže koksování žije v určité podkategorii.
Můžeme to trochu dále specializovat zvážením výjimečných kolekcí objektů, které generují jejich vlastní podkategorie. Objekt v trojúhelníkové kategorii se nazývá výjimečný pokud platí následující vlastnost
kde je podkladové pole vektorového prostoru morfismů. Sbírka výjimečných předmětů je výjimečná kolekce délky pokud pro nějaké a jakékoli , my máme
a je silná výjimečná kolekce pokud navíc pro všechny a žádný , my máme
Poté můžeme naši trojúhelníkovou kategorii rozložit na semiothogonální rozklad
kde , podkategorie objektů v takhle . Pokud navíc pak se nazývá silná výjimečná kolekce úplný.
Beilinsonova věta
Beilinson poskytl první příklad plné silné výjimečné sbírky. V odvozené kategorii svazky linek tvoří plnou silnou výjimečnou kolekci.[2] Větu dokazuje ve dvou částech. Nejprve tyto objekty představují výjimečnou kolekci a druhé ukazují úhlopříčku z má rozlišení, jehož kompozice jsou tenzory odvolání výjimečných objektů.
Technická lemma
Výjimečná kolekce snopů na je plné, pokud existuje rozlišení
v kde jsou libovolné koherentní snopy .
Orlovova věta o rekonstrukci
Li je hladká projektivní odrůda s dostatečným (anti) kanonickým svazkem a existuje ekvivalent odvozených kategorií , pak existuje izomorfismus základních odrůd.[3]
Náčrt důkazu
Důkaz začíná analýzou dvou indukovaných funktorů Serre a najít mezi nimi izmorfismus. Zejména to ukazuje, že existuje objekt který se chová jako dualizační svazek . Izomorfismus mezi těmito dvěma funktory dává izomorfismus množiny podkladových bodů odvozených kategorií. Poté je třeba zkontrolovat ismorfismus , pro všechny , což dává izomorfismus kanonických prstenů
Li může být prokázáno, že je (anti-) dostatečné, pak projekt těchto prstenů dá izomorfismus . Všechny podrobnosti jsou obsaženy v Dolgachevových poznámkách.
Selhání rekonstrukce
Tato věta selže v případě je od té doby Calabi-Yau , nebo je produktem odrůdy, která je Calabi-Yau. Abelianské odrůdy jsou třídou příkladů, kdy by věta o rekonstrukci mohla nikdy držet. Li je abelianská odrůda a je to dvojí, Fourierova – Mukaiova transformace s jádrem balíček Poincare,[4] dává rovnocennost
odvozených kategorií. Vzhledem k tomu, že abelianská odrůda obecně není izomorfní se svou duálkou, existují odvozené ekvivalentní odvozené kategorie bez izomorfních základních odrůd.[5] Existuje alternativní teorie tenzorová trojúhelníková geometrie kde uvažujeme nejen trojúhelníkovou kategorii, ale také monoidní strukturu, tj. tenzorový součin. Tato geometrie má teorém o úplné rekonstrukci využívající spektrum kategorií.[6]
Ekvivalence na povrchu K3
K3 povrchy jsou další třídou příkladů, kdy rekonstrukce selhala kvůli jejich vlastnostem Calabi-Yau. Existuje kritérium pro určení, zda jsou dva povrchy K3 odvozeny ekvivalentem: odvozená kategorie povrchu K3 je odvozen ekvivalent jiné K3 právě když existuje Hodgeova izometrie , tj. izomorfismus Hodgeova struktura.[3] Kromě toho se tato věta odráží také v motivickém světě, kde motivy Chow jsou izomorfní právě tehdy, pokud existuje izometrie Hodgeových struktur.[7]
Autoekvivalence
Jednou pěknou aplikací důkazu této věty je identifikace autoekvivalencí odvozené kategorie hladké projektivní odrůdy s dostatečným (anti) kanonickým svazkem. To je dáno
Kde autoekvivalence je dán automorfismem , pak se tenzoruje pomocí svazku čar a nakonec složil s posunem. Všimněte si, že jedná přes polarizační mapu, .[8]
Vztah s motivy
Omezená odvozená kategorie byl rozsáhle používán v SGA6 ke konstrukci teorie průniku s a . Protože tyto objekty jsou důvěrně relativní s Chow prsten z , své čau motiv, Orlov položil následující otázku: dostal plně věrného funktora
existuje indukovaná mapa motivů chow
takhle je součet ?[9] V případě povrchů K3 byl potvrzen podobný výsledek, protože odvozené ekvivalentní povrchy K3 mají izometrii Hodgeových struktur, což dává izomorfismus motivů.
Odvozená kategorie singularit
U plynulé odrůdy existuje rovnocennost mezi odvozenou kategorií a tlustý[10][11] plné trojúhelníkové dokonalých komplexů. Pro oddělené, Noetherian schémata konečných Dimenze Krull (volal ELF stav)[12] není tomu tak a Orlov tuto skutečnost využívá prostřednictvím definice odvozené kategorie singularit. Pro schéma ELF jeho odvozená kategorie singularit je definována jako
pro vhodnou definici lokalizace trojúhelníkových kategorií.
Konstrukce lokalizace
Ačkoli je lokalizace kategorií definována pro třídu morfismů v kategorii uzavřené ve složení můžeme takovou třídu sestrojit z trojúhelníkové podkategorie. Vzhledem k plné trojúhelníkové podkategorii třída morfismů , v kde zapadá do význačného trojúhelníku
s a . Lze ověřit, že toto vytváří multiplikativní systém pomocí oktaedrického axiomu pro rozlišené trojúhelníky. Dáno
s rozlišovacími trojúhelníky
kde , pak existují rozlišovací trojúhelníky
- kde od té doby je uzavřen pod příponami. Tato nová kategorie má následující vlastnosti
- Je kanonicky triangulován tam, kde je trojúhelník je rozlišeno, pokud je izomorfní k obrazu trojúhelníku v
- Kategorie má následující univerzální vlastnost: jakýkoli přesný funktor kde kde , pak se faktoruje jedinečně prostřednictvím funktoru kvocientu , takže existuje morfismus takhle .
Vlastnosti kategorie singularity
- Li je pravidelné schéma, pak je každý ohraničený komplex koherentních svazků dokonalý. Proto je kategorie singularity triviální
- Jakýkoli souvislý svazek který má podporu od je perfektní. Proto dovnitř netriviální koherentní svazky mít podporu na .
- Zejména objekty v jsou izomorfní pro nějaký souvislý svazek .
Modely Landau – Ginzburg
Kontsevich navrhl model pro modely Landau – Ginzburg, který byl vypracován podle následující definice:[14] A Model Landau – Ginzburg je hladká odrůda spolu s morfismem který je byt. Existují tři související kategorie, které lze použít k analýze D-bran v modelu Landau-Ginzburg pomocí maticových faktorizací z komutativní algebry.
Přidružené kategorie
S touto definicí existují tři kategorie, které lze přiřadit k jakémukoli bodu , a - hodnocená kategorie , přesná kategorie a trojúhelníková kategorie , z nichž každý má objekty
- kde jsou násobením .
K dispozici je také funktor posunu poslat na
.
Rozdíl mezi těmito kategoriemi spočívá v jejich definici morfismů. Nejobecnější z nich je jejichž morfismy jsou - klasifikovaný komplex
kde známkování je dáno a diferenciální působení na stupeň homogenní prvky
v morfismy jsou míra morfismy v . Konečně, má morfismy modulovat nulové homotopy. Dále může být vybaven trojúhelníkovou strukturou prostřednictvím odstupňované kuželové konstrukce v . Dáno existuje mapovací kód s mapami
- kde
a
- kde
Potom diagram v je rozlišovací trojúhelník, pokud je izomorfní s kuželem z .
Kategorie D-brane
Pomocí konstrukce můžeme definovat kategorii D-bran typu B. se superpotenciálem jako kategorie produktu
To souvisí s kategorií singularity následovně: Vzhledem k superpotenciálu s izolovanými singularitami pouze v , označit . Pak existuje přesná rovnocennost kategorií
dán funktorem indukovaným z funktoru koksu odeslání páru . Zejména od je pravidelný, Bertiniho věta ukazuje je pouze konečný produkt kategorií.
Výpočtové nástroje
Knörrerova periodicita
Existuje Fourierova-Mukaiova transformace o odvozených kategoriích dvou příbuzných odrůd poskytujících rovnocennost jejich kategorií singularity. Této ekvivalenci se říká Knörrerova periodicita. To lze zkonstruovat následovně: vzhledem k plochému morfismu ze samostatného pravidelného noetheriánského schématu konečné dimenze Krull existuje související schéma a morfismus takhle kde jsou souřadnice -faktor. Zvažte vlákna , a indukovaný morfismus . A vlákno . Pak je tu injekce a projekce tvořící - svazek. Fourierova-Mukaiova transformace
vyvolává rovnocennost kategorií
volala Knörrerova periodicita. Existuje další forma této periodicity, kde je nahrazen polynomem .[15][16] Tyto věty o periodicitě jsou hlavními výpočetními technikami, protože umožňují redukci v analýze kategorií singularity.
Výpočty
Vezmeme-li model Landau – Ginzburg kde , pak jediné vlákno singulární vlákno je původ. Potom je kategorie D-brane modelu Landau – Ginzburg ekvivalentní kategorii singularity . Přes algebru existují nerozložitelné předměty
jejichž morfismy lze zcela pochopit. Pro jakýkoli pár existují morfismy kde
- pro to jsou přirozené projekce
- pro to jsou násobení
kde každý další morfismus je složením a lineární kombinací těchto morfismů. Existuje mnoho dalších případů, které lze explicitně vypočítat pomocí tabulky singularit nalezených v Knörrerově původním článku.[16]
Viz také
- Odvozená kategorie
- Triangulovaná kategorie
- Dokonalý komplex
- Semiortogonální rozklad
- Fourierova – Mukaiova transformace
- Stav stability mostu
- Homologická zrcadlová symetrie
- Poznámky k odvozeným kategoriím - http://www.math.lsa.umich.edu/~idolga/derived9.pdf
Reference
- ^ https://arxiv.org/abs/0710.1937; odkaz uvádí, že název „odvozená nekomutativní algebraická geometrie“ nemusí být standardní. Někteří autoři (např. Orlov, Dmitri (říjen 2018). "Odvozená nekomutativní schémata, geometrické realizace a konečné dimenzionální algebry". Ruské matematické průzkumy. 73 (5): 865–918. arXiv:1808.02287. Bibcode:2018RuMaS..73..865O. doi:10.1070 / RM9844. ISSN 0036-0279.) popsat tento obor jako studium odvozená nekomutativní schémata.
- ^ A b Liu, Yijia. "Poloortogonální rozklad odvozených kategorií". Superschool on Derived Categories. 35, 37, 38, 41.
- ^ A b Dolgachev, Igor. Odvozené kategorie (PDF). str. 105–112.
- ^ Balíček poincare na je řádek, který je triviální a a má majetek je svazek čar představovaný bodem .
- ^ Mukai, Shigeru (1981). „Dualita mezi D (X) a D (X ^) s aplikací na snopy Picard“. Nagojská matematika. J. 81: 153–175. doi:10.1017 / S002776300001922X - prostřednictvím projektu Euclid.
- ^ Balmer, Paul (2010). "Tenzorová trojúhelníková geometrie" (PDF). Sborník příspěvků z mezinárodního kongresu matematiků.
- ^ Huybrechts, Daniel (2018). "Motivy isogenních povrchů K3". arXiv:1705.04063 [math.AG ].
- ^ Brion, Michel. „Poznámky k automorfickým skupinám projektivních odrůd“ (PDF). str. 8. Archivováno (PDF) z původního dne 13. února 2020.
- ^ Orlov, Dmitri (2011). "Odvozené kategorie koherentních svazků a motivů". Ruské matematické průzkumy. 60 (6): 1242–1244. arXiv:matematika / 0512620. doi:10.1070 / RM2005v060n06ABEH004292.
- ^ To znamená, že je uzavřen pod příponami. Vzhledem k tomu, jakékoli dva objekty v podkategorii jakýkoli objekt zapadající do přesné sekvence je také v podkategorii. V případě triangulace se to promítne do stejných podmínek, ale místo přesné sekvence se jedná o rozlišovací trojúhelník
- ^ Thomason, R.W .; Trobaugh, Thomas. „Vyšší algebraická K-teorie schémat a odvozených kategorií“ (PDF). Archivováno (PDF) z původního dne 30. ledna 2019.
- ^ Který používá kvůli svým pěkným vlastnostem: zejména každému ohraničenému komplexu koherentních snopů má rozlišení z ohraničeného komplexu takhle je komplex lokálně volných snopů konečného typu.
- ^ Orlov, Dmitri (2003). "Triangulované kategorie singularit a D-bran v modelech Landau-Ginzburg". arXiv:matematika / 0302304.
- ^ Kapustin, Anton; Li, Yi (2003-12-03). „D-Branes in Landau – Ginzburg Models and Algebraic Geometry“. Journal of High Energy Physics. 2003 (12): 005. arXiv:hep-th / 0210296. Bibcode:2003JHEP ... 12..005K. doi:10.1088/1126-6708/2003/12/005. ISSN 1029-8479.
- ^ Brown, Michael K .; Dyckerhoff, Tobias (2019-09-15). "Topologická K-teorie ekvivariantních kategorií singularity". str. 11. arXiv:1611.01931 [math.AG ].
- ^ A b Knörrer, Horst. „Cohen-Macaulayovy moduly o nadpovrchových singularitách I“.