Hermitovský symetrický prostor - Hermitian symmetric space
Lež skupiny |
---|
|
v matematika, a Hermitovský symetrický prostor je Hermitian potrubí který má v každém bodě inverzní symetrii zachovávající hermitovskou strukturu. Nejprve studoval Élie Cartan, tvoří přirozené zobecnění pojmu Riemannovský symetrický prostor z skutečné potrubí na složité potrubí.
Každý hermitovský symetrický prostor je pro svou izometrickou skupinu homogenním prostorem a má jedinečný rozklad jako produkt neredukovatelných prostorů a euklidovského prostoru. Neredukovatelné prostory vznikají ve dvojicích jako nekompaktní prostor, který jako Borel ukázáno, může být vložen jako otevřený podprostor svého kompaktního duálního prostoru. Harish Chandra ukázal, že každý nekompaktní prostor lze realizovat jako ohraničená symetrická doména ve složitém vektorovém prostoru. Nejjednodušší případ zahrnuje skupiny SU (2), SU (1,1) a jejich společnou komplexizaci SL (2,C). V tomto případě je nekompaktní prostor jednotka disku, homogenní prostor pro SU (1,1). Je to ohraničená doména v komplexní rovině C. Jednobodové zhutnění C, Riemannova koule, je duální prostor, homogenní prostor pro SU (2) a SL (2,C).
Neredukovatelné kompaktní hermitovské symetrické prostory jsou přesně homogenní prostory jednoduchých kompaktních Lieových skupin podle maximálních uzavřených spojených podskupin, které obsahují maximální torus a mají střed isomorfní ke kruhové skupině. Existuje úplná klasifikace neredukovatelných prostorů se čtyřmi klasickými řadami, které studoval Cartan, a dvěma výjimečnými případy; klasifikaci lze odvodit z Borel – de Siebenthalova teorie, který klasifikuje uzavřené spojené podskupiny obsahující maximální torus. Hermitovské symetrické prostory se objevují v teorii Trojité systémy Jordan, několik složitých proměnných, složitá geometrie, automorfní formy a skupinové reprezentace, zejména povolení stavby holomorfní diskrétní reprezentace řady polojednodušých Lieových skupin.[1]
Hermitovské symetrické prostory kompaktního typu
Definice
Nechat H být spojenou kompaktní polojednodušou Lieovou skupinou, σ automorfismem H řádu 2 a Hσ podskupina pevného bodu σ. Nechat K. být uzavřenou podskupinou H ležící mezi Hσ a jeho složka identity. Kompaktní homogenní prostor H / K. se nazývá a symetrický prostor kompaktního typu. Lieova algebra připouští rozklad
kde , Lieova algebra K., je +1 vlastní prostor σ a vlastní prostor –1. Li neobsahuje žádný jednoduchý součet , dvojice (, σ) se nazývá an ortogonální symetrická Lieova algebra z kompaktní typ.[2]
Jakýkoli vnitřní produkt zapnutý , neměnný pod adjunkční reprezentace a σ, indukuje Riemannovu strukturu H / K., s H působením izometrií. Kanonický příklad uvádí mínus Formulář zabíjení. Pod takovým vnitřním produktem a jsou kolmé. H / K. je pak Riemannovský symetrický prostor kompaktního typu.[3]
Symetrický prostor H / K. se nazývá a Hermitovský symetrický prostor pokud má téměř složitá struktura zachování Riemannovy metriky. To odpovídá existenci lineární mapy J s J2 = −Já na který zachovává vnitřní produkt a dojíždí s působením K..
Symetrie a střed podskupiny izotropie
Pokud (, σ) je Hermitian, K. má netriviální střed a symetrie σ je vnitřní, implementovaná prvkem středu K..
Ve skutečnosti J leží v a exp tJ tvoří skupinu s jedním parametrem uprostřed K.. To následuje, protože pokud A, B, C, D ležet v , pak invariantností vnitřního produktu k [4]
Výměna A a B podle JA a JB, z toho vyplývá, že
Definujte lineární mapu δ na prodloužením J být 0 zapnuto . Poslední relace ukazuje, že δ je derivace . Od té doby je poloviční, δ musí být vnitřní derivace, takže
s T v a A v . Brát X v , z toho vyplývá, že A = 0 a T leží uprostřed a proto to K. je non-semiimple. Symetrii σ implementuje z = exp πT a téměř složitá struktura exp π / 2 T.[5]
To naznačuje i intensita σ K. obsahuje maximální torus H, takže má maximální hodnost. Na druhou stranu centralizátor podskupiny generovaný torusem S prvků exp tT je připojen, protože pokud X je libovolný prvek v K. obsahuje maximální torus X a S, který leží v centralizátoru. Na druhou stranu to obsahuje K. od té doby S je v centru K. a je obsažen v K. od té doby z leží v S. Tak K. je centralizátor S a tudíž spojené. Zejména K. obsahuje střed H.[2]
Neredukovatelný rozklad
Symetrický prostor nebo dvojice (, σ) se říká, že je neredukovatelné pokud je adjunkční akce (nebo ekvivalentně složka identity Hσ nebo K.) je neredukovatelný . To je ekvivalentní s maximalitou jako subalgebra.[6]
Ve skutečnosti existuje vzájemná korespondence mezi mezilehlými subalgebrami a K.-invariantní podprostory z dána
Libovolná ortogonální symetrická algebra (, σ) hermitovského typu lze rozložit jako (ortogonální) přímý součet neredukovatelných ortogonálních symetrických algeber hermitovského typu.[7]
Ve skutečnosti lze psát jako přímý součet jednoduchých algeber
každý z nich je ponechán invariantní pomocí automorfismu σ a komplexní struktury J, protože jsou oba vnitřní. Rozklad vlastního prostoru se shoduje s jeho průsečíky s a . Takže omezení σ na je neredukovatelný.
Tento rozklad ortogonální symetrické Lieovy algebry poskytuje přímý produktový rozklad odpovídajícího kompaktního symetrického prostoru H / K. když H je jednoduše připojen. V tomto případě podskupina s pevným bodem Hσ je automaticky připojen. Pro jednoduché připojení H, symetrický prostor H / K. je přímým produktem Hi / K.i s Hi jednoduše připojeno a jednoduché. V neredukovatelném případě K. je maximální propojená podskupina H. Od té doby K. jedná neredukovatelně (považováno za komplexní prostor pro složitou strukturu definovanou J), střed K. je jednorozměrný torus T, daný provozovatelem exp tT. Protože každý H je jednoduše připojen a K. připojený kvocient H/K. je jednoduše připojen.[8]
Složitá struktura
-li H / K. je neredukovatelný s K. non-semi-jednoduchý, kompaktní skupina H musí být jednoduché a K. maximální hodnosti. Z Teorie Borel-de Siebenthal, involuce σ je vnitřní a K. je centralizátor jeho středu, který je izomorfní s T. Zejména K. je připojen. Z toho vyplývá, že H / K. je jednoduše připojen a existuje parabolická podskupina P v komplexifikace G z H takhle H / K. = G / P. Zejména je zde složitá struktura H / K. a akce H je holomorfní. Jelikož jakýkoli hermitovský symetrický prostor je produktem neredukovatelných prostorů, totéž platí obecně.
Na Lež algebra úrovni, dochází k symetrickému rozkladu
kde je skutečný vektorový prostor se složitou strukturou J, jehož komplexní rozměr je uveden v tabulce. Odpovídajícím způsobem existuje klasifikovaná Lieova algebra rozklad
kde je rozklad na +i a -i vlastní prostory J a . Lieova algebra P je polopřímý produkt . Komplexní algebry Lie jsou Abelian. Opravdu, pokud U a PROTI ležet v , [U,PROTI] = J[U,PROTI] = [JU,JV] = [±iU,±iV] = –[U,PROTI], takže Lieův držák musí zmizet.
Složité podprostory z jsou neredukovatelné pro působení K., od té doby J dojíždí s K. takže každý je izomorfní se složitou strukturou ±J. Ekvivalentně střed T z K. jedná reprezentací identity a dále jeho konjugátem.[9]
Realizace H/K. jako zobecněná odrůda vlajky G/P je získán tím, že G jako v tabulce ( komplexifikace z H) a P být parabolická podskupina se rovná polopřímému produktu z L, komplexizace K., se složitou abelianskou podskupinou exp . (V jazyce algebraické skupiny, L je Levi faktor z P.)
Klasifikace
Libovolný hermitovský symetrický prostor kompaktního typu je jednoduše spojen a lze jej zapsat jako přímý produkt neredukovatelných hermitovských symetrických prostorů Hi / K.i s Hi jednoduchý, K.i spojeno s maximální hodností se středem T. Neredukovatelné jsou tedy přesně ty nesemiimální případy klasifikované podle Borel – de Siebenthalova teorie.[2]
V souladu s tím jsou neredukovatelné kompaktní hermitovské symetrické prostory H/K. jsou klasifikovány následovně.
G | H | K. | komplexní dimenze | hodnost | geometrická interpretace |
---|---|---|---|---|---|
pq | min (p,q) | Grassmannian komplexu p-dimenzionální podprostory | |||
Prostor ortogonálních komplexních struktur na | |||||
n | Prostor složitých struktur na kompatibilní s vnitřním produktem | ||||
n | 2 | Grassmannian orientovaného reálného 2-dimenzionální podprostory | |||
16 | 2 | Složitění z Cayley projektivní letadlo | |||
27 | 3 | Prostor symetrických submanifoldů Rosenfeldova projektivní rovina které jsou izomorfní |
Z hlediska klasifikace kompaktních Riemannovských symetrických prostorů jsou hermitovské symetrické prostory čtyři nekonečné řady AIII, DIII, CI a BDI s p = 2 nebo q = 2 a dva výjimečné prostory, jmenovitě EIII a EVII.
Klasické příklady
Neredukovatelné hermitovské symetrické prostory kompaktního typu jsou jednoduše spojeny. Odpovídající symetrie σ jednoduše spojené jednoduché kompaktní Lieovy skupiny je vnitřní, daná konjugací jedinečným prvkem S v Z(K.) / Z(H) období 2. U klasických skupin, jak je uvedeno v tabulce výše, jsou tyto symetrie následující:[10]
- AIII: