وحدة فيرما

وحدات فيرما ، التي سميت على اسم دايا-ناند فيرما ، هي كائنات في نظرية التمثيل لجبر لي ، وهو فرع من فروع الرياضيات .

يمكن استخدام وحدات فيرما في تصنيف التمثيلات غير القابلة للاختزال لجبر لي شبه البسيط المعقد. على وجه التحديد، على الرغم من أن وحدات فيرما نفسها لا نهائية الأبعاد، إلا أنه يمكن استخدام نواتج قسمتها لإنشاء تمثيلات محدودة الأبعاد ذات وزن أعلى.λ{\displaystyle \lambda }، أينλ{\displaystyle \lambda }مهيمنة وتكاملية . [ 1 ] تتوافق تشاكلاتها مع المؤثرات التفاضلية الثابتة على مشعبات العلم .

البناء غير الرسمي

أوزان وحدة فيرما لـsل(3،ج){\displaystyle {\mathfrak {sl}}(3,\mathbb {C} )}بأعلى وزنλ{\displaystyle \lambda }

يمكننا شرح فكرة وحدة فيرما على النحو التالي. [ 2 ] ليكنز{\displaystyle {\mathfrak {g}}}ليكن جبر لي شبه بسيط (علىج{\displaystyle \mathbb {C} }(لتبسيط الأمر). لنفترضح{\displaystyle {\mathfrak {h}}}يكون جبرًا فرعيًا كارتانيًا ثابتًاز{\displaystyle {\mathfrak {g}}}ودعR{\displaystyle R}ليكن نظام الجذر المرتبط.R+{\displaystyle R^{+}}لتكن مجموعة ثابتة من الجذور الموجبة. لكلαR+{\displaystyle \alpha \in R^{+}}اختر عنصرًا غير صفريXα{\displaystyle X_{\alpha }}بالنسبة لمساحة الجذر المقابلةزα{\displaystyle {\mathfrak {g}}_{\alpha }}وعنصر غير صفريYα{\displaystyle Y_{\alpha }}في مساحة الجذرز-α{\displaystyle {\mathfrak {g}}_{-\alpha }}نفكر فيXα{\displaystyle X_{\alpha }}يُطلق عليهم "مشغلو الرفع" وYα{\displaystyle Y_{\alpha }}'s كـ "مشغلين مخفضين".

والآن لنبدأλح*{\displaystyle \lambda \in {\mathfrak {h}}^{*}}ليكن دالة خطية اختيارية، ليست بالضرورة مهيمنة أو تكاملية. هدفنا هو بناء تمثيلدبليوλ{\displaystyle W_{\lambda }}لز{\displaystyle {\mathfrak {g}}}بأعلى وزنλ{\displaystyle \lambda }يتم توليد ذلك بواسطة متجه واحد غير صفريv{\displaystyle v}مع الوزنλ{\displaystyle \lambda }وحدة فيرما هي إحدى هذه الوحدات ذات الوزن الأعلى، وهي وحدة قصوى بمعنى أن كل وحدة أخرى ذات وزن أعلى لها نفس الوزنλ{\displaystyle \lambda }هو خارج قسمة وحدة فيرما. وسيتضح أن وحدات فيرما دائمًا ما تكون ذات أبعاد لا نهائية؛ إذاλ{\displaystyle \lambda }على الرغم من أن التكامل مهيمن، إلا أنه يمكن بناء وحدة قسمة محدودة الأبعاد لوحدة فيرما. وبالتالي، تلعب وحدات فيرما دورًا مهمًا في تصنيف التمثيلات محدودة الأبعاد لـز{\displaystyle {\mathfrak {g}}}على وجه التحديد، تُعد هذه الأدوات مهمة في الجزء الصعب من نظرية الوزن الأعلى ، أي إثبات أن كل عنصر تكاملي مهيمن ينشأ في الواقع كوزن أعلى لتمثيل غير قابل للاختزال ذي أبعاد محدودة لـز{\displaystyle {\mathfrak {g}}}.

سنحاول الآن أن نفهم بشكل بديهي ما هي وحدة فيرما ذات الوزن الأعلىλ{\displaystyle \lambda }ينبغي أن يبدو هكذا. بما أنv{\displaystyle v}أن يكون متجهًا ذا وزن أعلى مع وزنλ{\displaystyle \lambda }بالتأكيد نريد

حv=λ(ح)v،حح{\displaystyle H\cdot v=\lambda (H)v,\quad H\in {\mathfrak {h}}}

و

Xαv=0،αR+{\displaystyle X_{\alpha }\cdot v=0,\quad \alpha \in R^{+}}.

ثمدبليوλ{\displaystyle W_{\lambda }}ينبغي أن تمتد العناصر التي تم الحصول عليها عن طريق خفضv{\displaystyle v}بفعلYα{\displaystyle Y_{\alpha }}'s:

Yαأنا1Yαأنامv{\displaystyle Y_{\alpha _{i_{1}}}\cdots Y_{\alpha _{i_{M}}}\cdot v}.

نفرض الآن فقط تلك العلاقات بين المتجهات ذات الشكل المذكور أعلاه والتي تتطلبها علاقات التبادل بينY{\displaystyle Y}على وجه الخصوص، يكون نموذج فيرما دائمًا لانهائي الأبعاد. أوزان نموذج فيرما ذات الوزن الأعلىλ{\displaystyle \lambda }سيتألف من جميع العناصرμ{\displaystyle \mu }يمكن الحصول على ذلك منλ{\displaystyle \lambda }عن طريق طرح تركيبات صحيحة من الجذور الموجبة. يوضح الشكل أوزان وحدة فيرما لـsل(3;ج){\displaystyle {\mathfrak {sl}}(3;\mathbb {C} )}.

تُظهر حجة إعادة الترتيب البسيطة أنه لا توجد سوى طريقة واحدة ممكنة لجبر لي الكاملز{\displaystyle {\mathfrak {g}}}يمكن اتخاذ إجراء بشأن هذه المساحة. على وجه التحديد، إذاZ{\displaystyle Z}أي عنصر منز{\displaystyle {\mathfrak {g}}}ثم، باستخدام الجزء السهل من نظرية بوانكاريه-بيركوف-ويت ، يمكننا إعادة كتابة

ZYαأنا1Yαأنام{\displaystyle ZY_{\alpha _{i_{1}}}\cdots Y_{\alpha _{i_{M}}}}

كمزيج خطي من نواتج عناصر جبر لي مع عوامل الرفعXα{\displaystyle X_{\alpha }}أولاً، عناصر الجبر الفرعي لكارتان، وأخيراً عوامل التخفيضYα{\displaystyle Y_{\alpha }}بتطبيق مجموع هذه الحدود علىv{\displaystyle v}، أي حد يحتوي على عامل رفع يساوي صفرًا، وأي عوامل في كارتان تعمل ككميات قياسية، وبالتالي ينتهي بنا الأمر بعنصر من الشكل الأصلي.

لفهم بنية وحدة فيرما بشكل أفضل، يمكننا اختيار ترتيب للجذور الموجبة كما يلي:α1،...αن{\displaystyle \alpha _{1},\ldots \alpha _{n}}ونرمز إلى عوامل التخفيض المقابلة بـY1،...Yن{\displaystyle Y_{1},\ldots Y_{n}}ثم، من خلال حجة إعادة ترتيب بسيطة، يمكن إعادة كتابة كل عنصر من عناصر الشكل أعلاه كتركيبة خطية من العناصر معY{\displaystyle Y}'s بترتيب محدد:

Y1ك1Yنكنv{\displaystyle Y_{1}^{k_{1}}\cdots Y_{n}^{k_{n}}v}،

حيثكج{\displaystyle k_{j}}الأعداد الصحيحة غير السالبة هي 's. في الواقع، اتضح أن هذه المتجهات تشكل أساسًا لوحدة فيرما.

على الرغم من أن هذا الوصف لوحدة فيرما يعطي فكرة بديهية عمادبليوλ{\displaystyle W_{\lambda }}يبدو أنه لا يزال يتعين تقديم بناء دقيق له. على أي حال، فإن وحدة فيرما تعطي - لأيλ{\displaystyle \lambda }ليس بالضرورة أن يكون مهيمناً أو متكاملاً - تمثيل ذو وزن أعلىλ{\displaystyle \lambda }الثمن الذي ندفعه مقابل هذا البناء البسيط نسبياً هو أندبليوλ{\displaystyle W_{\lambda }}يكون دائمًا ذا أبعاد لا نهائية. في الحالة التيλ{\displaystyle \lambda }إذا كان مسيطراً وتكاملياً، فيمكن للمرء أن يبني خارج قسمة محدود الأبعاد وغير قابل للاختزال لوحدة فيرما. [ 3 ]

حالة sl(2; C)

يتركX،Y،ح{\displaystyle {X,Y,H}}أن يكون الأساس المعتاد لـsل(2;ج){\displaystyle \mathrm {sl} (2;\mathbb {C} )}:

X=(0100)Y=(0010)ح=(100-1) ،{\displaystyle X={\begin{pmatrix}0&1\\0&0\end{pmatrix}}\qquad Y={\begin{pmatrix}0&0\\1&0\end{pmatrix}}\qquad H={\begin{pmatrix}1&0\\0&-1\end{pmatrix}}~,}

حيث أن الجبر الفرعي لكارتان هو مدىح{\displaystyle H}. يتركλ{\displaystyle \lambda }يتم تعريفها بواسطةλ(ح)=م{\displaystyle \lambda (H)=m}لعدد مركب عشوائيم{\displaystyle m}ثم وحدة فيرما ذات الوزن الأعلىλ{\displaystyle \lambda }يتم توليدها بواسطة متجهات مستقلة خطيًاv0،v1،v2،...{\displaystyle v_{0},v_{1},v_{2},\dots }ويكون عمل العناصر الأساسية على النحو التالي: [ 4 ]

Yvج=vج+1;Xvج=ج(م-(ج-1))vج-1;حvج=(م-2ج)vج{\displaystyle Y\cdot v_{j}=v_{j+1};\quad X\cdot v_{j}=j(m-(j-1))v_{j-1};\quad H\cdot v_{j}=(m-2j)v_{j}}.

(وهذا يعني على وجه الخصوص أنحv0=مv0{\displaystyle H\cdot v_{0}=mv_{0}}وذلكXv0=0{\displaystyle X\cdot v_{0}=0}تستند هذه الصيغ إلى الطريقة التي تعمل بها عناصر الأساس في التمثيلات ذات الأبعاد المحدودة لـsل(2;ج){\displaystyle \mathrm {sl} (2;\mathbb {C} )}باستثناء أننا لم نعد نشترط أن تكون "سلسلة" المتجهات الذاتية لـح{\displaystyle H}يجب أن ينتهي.

في هذا البناء،م{\displaystyle m}هو عدد مركب عشوائي ، ليس بالضرورة حقيقيًا أو موجبًا أو صحيحًا. ومع ذلك، في الحالة التي يكون فيهام{\displaystyle m}العدد الصحيح غير السالب له حالة خاصة. في هذه الحالة، يكون مدى المتجهاتvم+1،vم+2،...{\displaystyle v_{m+1},v_{m+2},\ldots }من السهل ملاحظة أنها ثابتة - لأنXvم+1=0{\displaystyle X\cdot v_{m+1}=0}إذن، فإن وحدة القسمة هي التمثيل غير القابل للاختزال ذو الأبعاد المحدودة لـsل(2;ج){\displaystyle \mathrm {sl} (2;\mathbb {C} )}من الأبعادم+1.{\displaystyle m+1.}

تعريف وحدات فيرما

يوجد نموذجان قياسيان لوحدة فيرما، وكلاهما يتضمن مفهوم الجبر الشامل . نواصل استخدام الترميز الوارد في القسم السابق:ز{\displaystyle {\mathfrak {g}}}هي جبر لي شبه بسيط معقد،ح{\displaystyle {\mathfrak {h}}}هي جبر فرعي ثابت من جبر كارتان،R{\displaystyle R}هو نظام الجذر المرتبط بمجموعة ثابتةR+{\displaystyle R^{+}}من الجذور الموجبة. لكل منهاαR+{\displaystyle \alpha \in R^{+}}نختار عناصر غير صفريةXαزα{\displaystyle X_{\alpha }\in {\mathfrak {g}}_{\alpha }}وYαز-α{\displaystyle Y_{\alpha }\in {\mathfrak {g}}_{-\alpha }}.

كحاصل قسمة الجبر المغلف

البناء الأول [ 5 ] لوحدة فيرما هو خارج قسمة الجبر الشامل المغلفيو(ز){\displaystyle U({\mathfrak {g}})}لز{\displaystyle {\mathfrak {g}}}بما أن وحدة فيرما من المفترض أن تكونز{\displaystyle {\mathfrak {g}}}- وحدة، ستكون أيضًايو(ز){\displaystyle U({\mathfrak {g}})}-وحدة، بحسب الخاصية العامة للجبر المُغلِّف. وبالتالي، إذا كان لدينا وحدة فيرمادبليوλ{\displaystyle W_{\lambda }}مع متجه الوزن الأعلىv{\displaystyle v}سيكون هناك خريطة خطيةΦ{\displaystyle \Phi }منيو(ز){\displaystyle U({\mathfrak {g}})}داخلدبليوλ{\displaystyle W_{\lambda }}مقدم من

Φ(x)=xv،xيو(ز){\displaystyle \Phi (x)=x\cdot v,\quad x\in U({\mathfrak {g}})}.

منذدبليوλ{\displaystyle W_{\lambda }}من المفترض أن يتم توليدها بواسطةv{\displaystyle v}الخريطةΦ{\displaystyle \Phi }ينبغي أن يكون شاملاً.v{\displaystyle v}من المفترض أن يكون متجهًا ذو وزن أعلى، وهو نواةΦ{\displaystyle \Phi }ينبغي أن يشمل جميع متجهات الجذرXα{\displaystyle X_{\alpha }}لα{\displaystyle \alpha }فيR+{\displaystyle R^{+}}وبما أنv{\displaystyle v}من المفترض أن يكون متجه وزن ذو وزنλ{\displaystyle \lambda }، نواةΦ{\displaystyle \Phi }ينبغي أن تتضمن جميع المتجهات من الشكل

ح-λ(ح)1،حح{\displaystyle H-\lambda (H)1,\quad H\in {\mathfrak {h}}}.

وأخيرًا، جوهرΦ{\displaystyle \Phi }ينبغي أن يكون هناك مثال يساري فييو(ز){\displaystyle U({\mathfrak {g}})}على أي حال، إذاxv=0{\displaystyle x\cdot v=0}ثم(yx)v=y(xv)=0{\displaystyle (yx)\cdot v=y\cdot (x\cdot v)=0}للجميعyيو(ز){\displaystyle y\in U({\mathfrak {g}})}.

تُحفز المناقشة السابقة عملية بناء وحدة فيرما التالية. نُعرّفدبليوλ{\displaystyle W_{\lambda }}باعتبارها فضاء متجه القسمة

دبليوλ=يو(ز)/أناλ{\displaystyle W_{\lambda }=U({\mathfrak {g}})/I_{\lambda }}،

أينأناλ{\displaystyle I_{\lambda }}هو المثال الأيسر الناتج عن جميع عناصر الشكل

Xα،αR+،{\displaystyle X_{\alpha },\quad \alpha \in R^{+},}

و

ح-λ(ح)1،حح{\displaystyle H-\lambda (H)1,\quad H\in {\mathfrak {h}}}.

لأنأناλ{\displaystyle I_{\lambda }}هو مثال يساري، والفعل اليساري الطبيعي لـيو(ز){\displaystyle U({\mathfrak {g}})}تنتقل خاصية "بذاتها" إلى ناتج القسمة. وبالتالي،دبليوλ{\displaystyle W_{\lambda }}هويو(ز){\displaystyle U({\mathfrak {g}})}-وحدة نمطية، وبالتالي أيضًاز{\displaystyle {\mathfrak {g}}}-وحدة.

بتوسيع الكميات القياسية

إجراء " توسيع القيم العددية " هو طريقة لتغيير وحدة يساريةV{\displaystyle V}على واحد جبرأ1{\displaystyle A_{1}}(ليس بالضرورة تبادليًا) إلى وحدة نمطية يسارية على جبر أكبرأ2{\displaystyle A_{2}}الذي يحتويأ1{\displaystyle A_{1}}كجبر فرعي. يمكننا أن نفكر فيأ2{\displaystyle A_{2}}كحقأ1{\displaystyle A_{1}}-وحدة، حيثأ1{\displaystyle A_{1}}أعمال بشأنأ2{\displaystyle A_{2}}عن طريق الضرب على اليمين. بما أنV{\displaystyle V}اليسارأ1{\displaystyle A_{1}}-وحدة نمطية وأ2{\displaystyle A_{2}}هو حقأ1{\displaystyle A_{1}}-وحدة، يمكننا تكوين حاصل الضرب الموتري للاثنين على الجبرأ1{\displaystyle A_{1}}:

أ2أ1V{\displaystyle A_{2}\otimes _{A_{1}}V}.

الآن، منذأ2{\displaystyle A_{2}}اليسارأ2{\displaystyle A_{2}}-وحدة على نفسها، يحمل حاصل الضرب الموتري أعلاه بنية وحدة يسارية على الجبر الأكبرأ2{\displaystyle A_{2}}، والتي تحددها بشكل فريد المتطلبات التالية:

أ1(أ2v)=(أ1أ2)v{\displaystyle a_{1}\cdot (a_{2}\otimes v)=(a_{1}a_{2})\otimes v}

للجميعأ1{\displaystyle a_{1}}وأ2{\displaystyle a_{2}}فيأ2{\displaystyle A_{2}}وهكذا، بدءًا من اليسارأ1{\displaystyle A_{1}}-وحدةV{\displaystyle V}لقد أنتجنا اليسارأ2{\displaystyle A_{2}}-وحدةأ2أ1V{\displaystyle A_{2}\otimes _{A_{1}}V}.

نطبق الآن هذا البناء في سياق جبر لي شبه البسيط. لنفترضب{\displaystyle {\mathfrak {b}}}ليكن الجبر الفرعي لـز{\displaystyle {\mathfrak {g}}}ممتدة بواسطةح{\displaystyle {\mathfrak {h}}}والمتجهات الجذريةXα{\displaystyle X_{\alpha }}معαR+{\displaystyle \alpha \in R^{+}}. (هكذا،ب{\displaystyle {\mathfrak {b}}}هو " جبر فرعي بوريل " منز{\displaystyle {\mathfrak {g}}}يمكننا تكوين وحدة يساريةFλ{\displaystyle F_{\lambda }}على الجبر الشامل الشامليو(ب){\displaystyle U({\mathfrak {b}})}على النحو التالي:

حv=λ(ح)v،حح;Xαv=0،αR+{\displaystyle \quad H\cdot v=\lambda (H)v,\quad H\in {\mathfrak {h}};\quad X_{\alpha }\cdot v=0,\quad \alpha \in R^{+}}.

يكمن الدافع وراء هذه الصيغة في أنها تصف كيفيو(ب){\displaystyle U({\mathfrak {b}})}من المفترض أن يعمل على متجه الوزن الأعلى في وحدة فيرما.

والآن، يترتب على نظرية بوانكاريه-بيركوف-ويت ما يلي:يو(ب){\displaystyle U({\mathfrak {b}})}هي جبر فرعي منيو(ز){\displaystyle U({\mathfrak {g}})}وبالتالي، يمكننا تطبيق تقنية توسيع الكميات القياسية للتحويلFλ{\displaystyle F_{\lambda }}من اليساريو(ب){\displaystyle U({\mathfrak {b}})}-وحدة إلى اليساريو(ز){\displaystyle U({\mathfrak {g}})}-وحدةدبليوλ{\displaystyle W_{\lambda }}كما يلي:

دبليوλ:=يو(ز)يو(ب)Fλ{\displaystyle W_{\lambda }:=U({\mathfrak {g}})\otimes _{U({\mathfrak {b}})}F_{\lambda }}.

منذدبليوλ{\displaystyle W_{\lambda }}اليساريو(ز){\displaystyle U({\mathfrak {g}})}-وحدة، وهي على وجه الخصوص وحدة (تمثيل) لـز{\displaystyle {\mathfrak {g}}}.

بنية وحدة فيرما

أيًا كان البناء المستخدم لوحدة فيرما، يجب إثبات أنها غير تافهة، أي أنها ليست الوحدة الصفرية. في الواقع، من الممكن استخدام نظرية بوانكاريه-بيركوف-ويت لإثبات أن الفضاء المتجهي الأساسي لـدبليوλ{\displaystyle W_{\lambda }}متماثل مع

يو(ز-){\displaystyle U({\mathfrak {g}}_{-})}

أينز-{\displaystyle {\mathfrak {g}}_{-}}هي الجبر الجزئي لي المتولد بواسطة فضاءات الجذور السالبة لـز{\displaystyle {\mathfrak {g}}}(أي، الـ)Yα{\displaystyle Y_{\alpha }}[ 6 ]

الخصائص الأساسية

وحدات فيرما، التي تعتبرز{\displaystyle {\mathfrak {g}}}الوحدات النمطية هي وحدات ذات وزن أعلى ، أي أنها تُولَّد بواسطة متجه ذي وزن أعلى . هذا المتجه ذو الوزن الأعلى هو11{\displaystyle 1\otimes 1}(الأول1{\displaystyle 1}هي الوحدة فييو(ز){\displaystyle {\mathcal {U}}({\mathfrak {g}})}والثاني هو الوحدة الميدانيةF{\displaystyle F}، تعتبرب{\displaystyle {\mathfrak {b}}}- وحدةFλ{\displaystyle F_{\lambda }}وله وزنλ{\displaystyle \lambda }.

التعددية

وحدات فيرما هي وحدات وزن ، أيدبليوλ{\displaystyle W_{\lambda }}هو مجموع مباشر لجميع مساحات الأوزان الخاصة به . كل مساحة وزن فيدبليوλ{\displaystyle W_{\lambda }}هو ذو أبعاد محدودة، وبُعدμ{\displaystyle \mu }مساحة الوزندبليوμ{\displaystyle W_{\mu }}هو عدد طرق التعبيرλ-μ{\displaystyle \lambda -\mu }كمجموع جذور موجبة (وهذا يرتبط ارتباطًا وثيقًا بما يسمى دالة تجزئة كوستانت ). وينتج هذا التأكيد من الادعاء السابق بأن وحدة فيرما متماثلة كفضاء متجهي معيو(ز-){\displaystyle U({\mathfrak {g}}_{-})}بالإضافة إلى نظرية بوانكاريه-بيركوف-ويت لـيو(ز-){\displaystyle U({\mathfrak {g}}_{-})}.

الملكية العالمية

تتمتع وحدات فيرما بخاصية مهمة للغاية: إذاV{\displaystyle V}أي تمثيل يتم إنشاؤه بواسطة متجه الوزن الأعلى هوλ{\displaystyle \lambda }، هناك شموليةز{\displaystyle {\mathfrak {g}}}- التشاكلدبليوλV.{\displaystyle W_{\lambda }\to V.}أي جميع التمثيلات ذات الوزن الأعلىλ{\displaystyle \lambda }التي يتم توليدها بواسطة متجه الوزن الأعلى (ما يسمى بوحدات الوزن الأعلى ) هي نواتج قسمةدبليوλ.{\displaystyle W_{\lambda }.}

وحدة القسمة غير القابلة للاختزال

دبليوλ{\displaystyle W_{\lambda }}يحتوي على وحدة فرعية قصوى فريدة ، وناتج قسمتها هو التمثيل غير القابل للاختزال الفريد (حتى التشاكل ) ذو الوزن الأعلىλ.{\displaystyle \lambda .}[ 7 ] إذا كان الوزن الأعلىλ{\displaystyle \lambda }إذا كان مسيطراً وكاملاً، فإن المرء يثبت أن هذا القسمة غير القابل للاختزال هو في الواقع ذو أبعاد محدودة. [ 8 ]

على سبيل المثال، لننظر في الحالةز=sl(2;ج){\displaystyle {\mathfrak {g}}=\operatorname {sl} (2;\mathbb {C} )}كما ذُكر أعلاه. إذا كان الوزن الأعلىم{\displaystyle m}إذا كان "عددًا صحيحًا مهيمنًا" - أي ببساطة أنه عدد صحيح غير سالب - فإنXvم+1=0{\displaystyle Xv_{m+1}=0}ونطاق العناصرvم+1،vم+2،...{\displaystyle v_{m+1},v_{m+2},\ldots }ثابت. وبالتالي، يكون تمثيل القسمة غير قابل للاختزال ذو بُعدم+1{\displaystyle m+1}يتم تمثيل الناتج بواسطة متجهات مستقلة خطيًاv0،v1،...،vم{\displaystyle v_{0},v_{1},\ldots ,v_{m}}. فعلsl(2;ج){\displaystyle \operatorname {sl} (2;\mathbb {C} )}هو نفسه الموجود في وحدة فيرما، باستثناء أنYvم=0{\displaystyle Yv_{m}=0}في الناتج، مقارنةً بـYvم=vم+1{\displaystyle Yv_{m}=v_{m+1}}في وحدة فيرما.

وحدة فيرمادبليوλ{\displaystyle W_{\lambda }}تكون غير قابلة للاختزال إذا وفقط إذاλ{\displaystyle \lambda }مضاد للهيمنة. [ 9 ] وبالتالي، عندماλ{\displaystyle \lambda }جزء لا يتجزأ،دبليوλ{\displaystyle W_{\lambda }}تكون غير قابلة للاختزال إذا وفقط إذا لم تكن أي من إحداثياتλ{\displaystyle \lambda }في أساس الأوزان الأساسية، يكون من المجموعة{0،1،2،...}{\displaystyle \{0,1,2,\ldots \}}بينما يُعد هذا الشرط ضروريًا بشكل عام ولكنه غير كافٍ لـدبليوλ{\displaystyle W_{\lambda }}أن يكون غير قابل للاختزال.

خصائص أخرى

وحدة فيرمادبليوλ{\displaystyle W_{\lambda }}يُطلق عليه اسم منتظم ، إذا كان وزنه الأعلى λ يقع على مدار فايل الأفيني لوزن مهيمنλ~{\displaystyle {\tilde {\lambda }}}بمعنى آخر، يوجد عنصر w من مجموعة ويل W بحيث

λ=wλ~{\displaystyle \lambda =w\cdot {\tilde {\lambda }}}

أين{\displaystyle \cdot }هو التأثير الأفيني لمجموعة ويل .

وحدة فيرمادبليوλ{\displaystyle W_{\lambda }}يُطلق عليه اسم المفرد ، إذا لم يكن هناك وزن مهيمن على المدار الأفيني لـ λ. في هذه الحالة، يوجد وزنλ~{\displaystyle {\tilde {\lambda }}}لهذا السبب.λ~+دلتا{\displaystyle {\tilde {\lambda }}+\delta }يقع على جدار غرفة فايل الأساسية (δ هو مجموع جميع الأوزان الأساسية ).

تماثلات وحدات فيرما

لأي وزنينλ،μ{\displaystyle \lambda ,\mu }تماثل غير تافه

دبليوμدبليوλ{\displaystyle W_{\mu }\rightarrow W_{\lambda }}

قد يوجد فقط إذاμ{\displaystyle \mu }وλ{\displaystyle \lambda }ترتبط هذه النتائج بتأثير خطي لمجموعة ويل.دبليو{\displaystyle W}من جبر ليز{\displaystyle {\mathfrak {g}}}وهذا يتبع بسهولة من نظرية هاريش-تشاندرا حول الخصائص المركزية المتناهية الصغر .

كل تشاكل لوحدات فيرما يكون أحاديًا، والبعد

خافت(هوم(دبليوμ،دبليوλ))1{\displaystyle \dim(\operatorname {Hom} (W_{\mu },W_{\lambda }))\leq 1}

لأيμ،λ{\displaystyle \mu ,\lambda }إذن، يوجد عدد غير صفريدبليوμدبليوλ{\displaystyle W_{\mu }\rightarrow W_{\lambda }}إذا وفقط إذادبليوμ{\displaystyle W_{\mu }}متماثل مع وحدة فرعية (فريدة) مندبليوλ{\displaystyle W_{\lambda }}.

تم تصنيف تماثلات وحدات فيرما بشكل كامل بواسطة بيرنشتاين-جيلفاند-جيلفاند [ 10 ] وفيرما [ 11 ] ويمكن تلخيصها في البيان التالي:

يوجد تشاكل غير صفريدبليوμدبليوλ{\displaystyle W_{\mu }\rightarrow W_{\lambda }}إذا وفقط إذا كان هناك

سلسلة من الأوزان

μ=ν0ν1...νك=λ{\displaystyle \mu =\nu _{0}\leq \nu _{1}\leq \ldots \leq \nu _{k}=\lambda }

بحيثνأنا-1+دلتا=sγأنا(νأنا+دلتا){\displaystyle \nu _{i-1}+\delta =s_{\gamma _{i}}(\nu _{i}+\delta )}لبعض الجذور الإيجابيةγأنا{\displaystyle \gamma _{i}}sγأنا{\displaystyle s_{\gamma _{i}}}وهو انعكاس الجذر المقابل ودلتا{\displaystyle \delta }(هو مجموع جميع الأوزان الأساسية ) ولكل1أناك،(νأنا+دلتا)(حγأنا){\displaystyle 1\leq i\leq k,(\nu _{i}+\delta )(H_{\gamma _{i}})}هو عدد طبيعي (حγأنا{\displaystyle H_{\gamma _{i}}}الجذر المشترك هو الجذر المرتبط بالجذر الرئيسيγأنا{\displaystyle \gamma _{i}}).

إذا كانت وحدات فيرمامμ{\displaystyle M_{\mu }}ومλ{\displaystyle M_{\lambda }}إذا كانت منتظمة ، فإنه يوجد وزن مهيمن فريدλ~{\displaystyle {\tilde {\lambda }}}والعناصر الفريدة w و w ′ لمجموعة ويل W بحيث

μ=wλ~{\displaystyle \mu =w'\cdot {\tilde {\lambda }}}

و

λ=wλ~،{\displaystyle \lambda =w\cdot {\tilde {\lambda }},}

أين{\displaystyle \cdot }هو الفعل الأفيني لمجموعة ويل. إذا كانت الأوزان أعدادًا صحيحة ، فإنه يوجد تشاكل غير صفري

دبليوμدبليوλ{\displaystyle W_{\mu }\to W_{\lambda }}

إذا وفقط إذا

ww{\displaystyle w\leq w'}

في ترتيب بروهات لمجموعة ويل.

سلسلة جوردان-هولدر

يترك

0أبدبليوλ{\displaystyle 0\subset A\subset B\subset W_{\lambda }}

أن تكون سلسلة منز{\displaystyle {\mathfrak {g}}}-وحدات بحيث يكون خارج القسمة B/A غير قابل للاختزال بأعلى وزن μ. عندئذٍ يوجد تشاكل غير صفريدبليوμدبليوλ{\displaystyle W_{\mu }\to W_{\lambda }}.

ومن النتائج السهلة لذلك، أنه بالنسبة لأي وحدات ذات وزن أعلىVμ،Vλ{\displaystyle V_{\mu },V_{\lambda }}بحيث

VμVλ{\displaystyle V_{\mu }\subset V_{\lambda }}

يوجد تشاكل غير صفريدبليوμدبليوλ{\displaystyle W_{\mu }\to W_{\lambda }}.

حل برنشتاين-جيلفاند-جيلفاند

يتركVλ{\displaystyle V_{\lambda }}ليكن تمثيلاً غير قابل للاختزال ذو أبعاد منتهية لجبر ليز{\displaystyle {\mathfrak {g}}}بأعلى وزن λ. نعلم من القسم المتعلق بتشاكلات وحدات فيرما أنه يوجد تشاكل

دبليوwλدبليوwλ{\displaystyle W_{w'\cdot \lambda }\to W_{w\cdot \lambda }}

إذا وفقط إذا

ww{\displaystyle w\leq w'}

في ترتيب بروهات لمجموعة ويل . تصف النظرية التالية تحليلًا إسقاطيًا لـVλ{\displaystyle V_{\lambda }}من حيث وحدات فيرما (تم إثبات ذلك بواسطة برنشتاين جيلفاند جيلفاند في عام 1975 [ 12 ] )  :

يوجد تسلسل دقيق لـز{\displaystyle {\mathfrak {g}}}-التشاكلات

0wدبليو،(w)=ندبليوwλwدبليو،(w)=2دبليوwλwدبليو،(w)=1دبليوwλدبليوλVλ0{\displaystyle 0\to \oplus _{w\in W,\,\,\ell (w)=n}W_{w\cdot \lambda }\to \cdots \to \oplus _{w\in W,\,\,\ell (w)=2}W_{w\cdot \lambda }\to \oplus _{w\in W,\,\,\ell (w)=1}W_{w\cdot \lambda }\to W_{\lambda }\to V_{\lambda }\to 0}

حيث n هو طول أكبر عنصر في مجموعة ويل.

يوجد حل مماثل لوحدات فيرما المعممة أيضًا. ويُشار إليه اختصارًا باسم حل BGG .

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. مثال: هول 2015 الفصل 9
  2. هول 2015 القسم 9.2
  3. هول 2015 القسمان 9.6 و9.7
  4. هول 2015، القسم 9.2
  5. هول 2015 القسم 9.5
  6. هول 2015 نظرية 9.14
  7. هول 2015 القسم 9.6
  8. هول 2015 القسم 9.7
  9. همفريز، جيمس (22 يوليو 2008). تمثيلات جبر لي شبه البسيط في فئة BGG 𝒪 . دراسات عليا في الرياضيات. المجلد  94. الجمعية الرياضية الأمريكية. doi : 10.1090/gsm/094 . ISBN 978-0-8218-4678-0.
  10. بيرنشتاين، آي إن ؛ جيلفاند، آي إم؛ جيلفاند، إس آي (1971). "بنية التمثيلات المولدة بواسطة متجهات ذات وزن أعلى". التحليل الوظيفي وتطبيقاته . 5 (1): 1-8 . doi : 10.1007/BF01075841 .
  11. فيرما، دايا-ناند (1968). "بنية بعض التمثيلات المستحثة لجبر لي شبه البسيط المعقد" . نشرة الجمعية الرياضية الأمريكية . 74 (1): 160-167 . doi : 10.1090/S0002-9904-1968-11921-4 .
  12. Bernstein IN, Gelfand IM, Gelfand SI, Differential Operators on the Base Affine Space and a Study of g-Modules, Lie Groups and Their Represents , IM Gelfand, Ed., Adam Hilger, London, 1975.

مراجع

  • دي كيرف، إي. أ.؛ باورلي، جي. جي. أ.؛ تين كرود، إيه. بي. إي.، محرران (1997). "التمثيلات - تقنيات الجبر المغلف". جبر لي - جبر لي ذو الأبعاد المحدودة وغير المحدودة وتطبيقاته في الفيزياء . دراسات في الفيزياء الرياضية. المجلد  7. الصفحات 71-113 . doi : 10.1016/S0925-8582(97)80004-8 . ISBN  978-0-444-82836-1.
  • كارتر، ر. (2005)، جبر لي من النوع المنتهي والنوع الأفيني ، مطبعة جامعة كامبريدج، رقم ISBN 978-0-521-85138-1.
  • ديكسمير، ج. (1977)، الجبر المغلف ، أمستردام، نيويورك، أكسفورد: نورث هولاند، ISBN 978-0-444-11077-0.
  • هول، برايان سي. (2015)، زمر لي، وجبر لي، والتمثيلات: مقدمة تمهيدية ، نصوص الدراسات العليا في الرياضيات، المجلد  222 (الطبعة الثانية  )، سبرينغر، ISBN 978-3319134666
  • همفريز، ج. (1980)، مقدمة في جبر لي ونظرية التمثيل ، سبرينغر فيرلاغ، رقم ISBN 978-3-540-90052-8.
  • كناب، أ. و. (2002)، مجموعات لي: ما وراء المقدمة (  الطبعة الثانية)، بيركهاوزر، ص  285، ISBN 978-0-8176-3926-6.
  • روشا، ألفاني (2001) [1994]، "حل BGG" ، موسوعة الرياضيات ، دار نشر EMS
  • روجينكامب، ك.؛ ستيفانيسكو، م. (2002)، الجبر - نظرية التمثيل ، سبرينغر، ISBN 978-0-7923-7114-4.

تتضمن هذه المقالة مواد من وحدة Verma على موقع PlanetMath ، وهي مرخصة بموجب رخصة Creative Commons Attribution/Share-Alike .