صيغة شخصية ويل
في الرياضيات ، تصف صيغة فايل للخصائص في نظرية التمثيل خصائص التمثيلات غير القابلة للاختزال لزمر لي المدمجة بدلالة أوزانها العليا . [ 1 ] وقد أثبتها هيرمان فايل ( 1925 ، 1926أ ، 1926 ب ) . توجد صيغة وثيقة الصلة لخاصية التمثيل غير القابل للاختزال لجبر لي شبه بسيط . [ 2 ] في منهج فايل لنظرية تمثيل زمر لي المدمجة المتصلة ، يُعد إثبات صيغة الخصائص خطوة أساسية في إثبات أن كل عنصر صحيح مهيمن ينشأ في الواقع كوزن أعلى لتمثيل غير قابل للاختزال. [ 3 ] من النتائج المهمة لصيغة الخصائص صيغة بُعد فايل وصيغة تعدد كوستانت .
بحسب التعريف، الشخصيةتمثيلإن أثر G هو، كدالة لعنصر المجموعةجميع التمثيلات غير القابلة للاختزال في هذه الحالة ذات أبعاد منتهية (وهذا جزء من نظرية بيتر-ويل )؛ لذا فإن مفهوم الأثر هو المفهوم المعتاد في الجبر الخطي . معرفة الخاصيةليقدم الكثير من المعلومات حولنفسها.
صيغة ويل هي صيغة مغلقة للشخصية، من حيث الكائنات الأخرى التي تم إنشاؤها من G وجبر لي الخاص بها .
بيان صيغة خصائص ويل
يمكن التعبير عن صيغة الخصائص من حيث تمثيلات جبر لي شبه البسيط المعقد أو من حيث نظرية التمثيل (المكافئة أساسًا) لمجموعات لي المدمجة .
جبر لي شبه البسيط المعقد
يتركليكن تمثيلاً غير قابل للاختزال ومحدود الأبعاد لجبر لي شبه بسيط معقد. يفترضهي جبر فرعي من كارتانشخصيةإذن، هل هذه هي الوظيفة؟محدد بواسطة
قيمة الحرف عندهو بُعدبناءً على اعتبارات أولية، يمكن حساب الخاصية على النحو التالي:
- ،
حيث يتراوح المجموع على جميع الأوزانلوأينتعددية(يُعتبر التعبير السابق أحيانًا تعريفًا للشخصية.)
تنص صيغة الشخصية [ 4 ] على أنويمكن حسابها أيضاً على النحو التالي
أين
- is the Weyl group;
- is the set of the positive roots of the root system;
- is the half-sum of the positive roots, often called the Weyl vector;
- is the highest weight of the irreducible representation ;
- is the determinant of the action of on the Cartan subalgebra. This is equal to , where is the length of the Weyl group element, defined to be the minimal number of reflections with respect to simple roots such that equals the product of those reflections.
Discussion
Using the Weyl denominator formula (described below), the character formula may be rewritten as
- ,
or, equivalently,
The character is itself a large sum of exponentials. In this last expression, we then multiply the character by an alternating sum of exponentials—which seemingly will result in an even larger sum of exponentials. The surprising part of the character formula is that when we compute this product, only a small number of terms actually remain. Many more terms than this occur at least once in the product of the character and the Weyl denominator, but most of these terms cancel out to zero.[5] The only terms that survive are the terms that occur only once, namely (which is obtained by taking the highest weight from and the highest weight from the Weyl denominator) and things in the Weyl-group orbit of .
Compact Lie groups
Let be a compact, connected Lie group and let be a maximal torus in . Let be an irreducible representation of . Then we define the character of to be the function
The character is easily seen to be a class function on and the Peter–Weyl theorem asserts that the characters form an orthonormal basis for the space of square-integrable class functions on .[6]
Since is a class function, it is determined by its restriction to . Now, for in the Lie algebra of , we have
- ,
where is the associated representation of the Lie algebra of . Thus, the function is simply the character of the associated representation of , as described in the previous subsection. The restriction of the character of to is then given by the same formula as in the Lie algebra case:
Weyl's proof of the character formula in the compact group setting is completely different from the algebraic proof of the character formula in the setting of semisimple Lie algebras.[7] In the compact group setting, it is common to use "real roots" and "real weights", which differ by a factor of من الجذور والأوزان المستخدمة هنا. وبالتالي، فإن الصيغة في إطار المجموعة المدمجة تحتوي على عوامل منفي الأس في جميع أنحاء.
حالة SU(2)
في حالة المجموعة SU(2)، ضع في اعتبارك التمثيل غير القابل للاختزال ذي البعدإذا أخذنالكي تكون المجموعة الفرعية القطرية لـ SU(2)، فإن صيغة الأحرف في هذه الحالة هي [ 8 ]
(يحتوي كل من البسط والمقام في صيغة الحرف على حدين.) من المفيد التحقق من هذه الصيغة مباشرة في هذه الحالة، حتى نتمكن من ملاحظة ظاهرة الإلغاء الضمنية في صيغة حرف ويل.
بما أن التمثيلات معروفة بشكل واضح للغاية، يمكن كتابة طبيعة التمثيل على النحو التالي:
أما مقام ويل، فهو ببساطة الدالةبضرب الحرف في مقام ويل نحصل على
يمكننا الآن التحقق بسهولة من أن معظم الحدود تُحذف بين الحدين الموجودين على الجانب الأيمن أعلاه، مما يترك لنا فقط
لهذا السبب.
الشخصية في هذه الحالة عبارة عن سلسلة هندسية معوالحجة السابقة هي شكل صغير من أشكال الاشتقاق القياسي لصيغة مجموع متسلسلة هندسية منتهية.
صيغة المقام لـ Weyl
في الحالة الخاصة للتمثيل التافه أحادي البعد، يكون الحرف 1، لذا تصبح صيغة حرف ويل هي صيغة مقام ويل : [ 9 ]
بالنسبة للمجموعات الوحدوية الخاصة ، فإن هذا يعادل التعبير
بالنسبة لمحدد فانديرموند . [ 10 ]
صيغة أبعاد ويل
من خلال تقييم الشخصية فيتعطي صيغة شخصية ويل صيغة بُعد ويل
بالنسبة لبُعد التمثيل ذي الأبعاد المحدودةبأعلى وزن(وكما هو معتاد، فإن ρ يساوي نصف مجموع الجذور الموجبة، وتمتد نواتج الضرب على الجذور الموجبة α ). لا يُعدّ التخصيص تافهًا تمامًا، لأن كلًا من بسط ومقام صيغة ويل للخاصية يتلاشى عند الرتبة العليا عند عنصر الوحدة، لذا من الضروري حساب نهاية أثر عنصر يؤول إلى عنصر الوحدة، باستخدام صيغة من قاعدة لوبيتال . [ 11 ] في حالة SU(2) الموصوفة أعلاه، على سبيل المثال، يمكننا استعادة البُعد .من خلال استخدام قاعدة لوبيتال لتقييم النهاية كما يلي:يميل إلى الصفر من.
يمكننا أن نعتبر على سبيل المثال جبر لي شبه البسيط المعقد sl(3, C )، أو ما يكافئه المجموعة المدمجة SU(3). في هذه الحالة، يتم تصنيف التمثيلات بواسطة زوجمن الأعداد الصحيحة غير السالبة . في هذه الحالة، توجد ثلاثة جذور موجبة، وليس من الصعب التحقق من أن صيغة الأبعاد تأخذ الشكل الصريح [ 12 ].
القضيةهذا هو التمثيل القياسي، وبالفعل تعطي صيغة الأبعاد القيمة 3 في هذه الحالة.
صيغة تعدد كوستانت
تُعطي صيغة فايل للخاصية خاصية كل تمثيل كحاصل قسمة، حيث يكون كل من البسط والمقام عبارة عن توليفة خطية منتهية من الدوال الأسية. مع أن هذه الصيغة تحدد الخاصية من حيث المبدأ، إلا أنه ليس من الواضح تمامًا كيفية حساب حاصل القسمة هذا صراحةً كمجموع منتهٍ من الدوال الأسية. حتى في حالة SU(2) الموصوفة أعلاه، ليس من الواضح مباشرةً كيفية الانتقال من صيغة فايل للخاصية، التي تُعطي الخاصية كـ، بالعودة إلى صيغة الحرف كمجموع للأسس:
في هذه الحالة، ربما ليس من الصعب للغاية التعرف على التعبيركمجموع متسلسلة هندسية منتهية، ولكن بشكل عام نحتاج إلى إجراء أكثر منهجية.
بشكل عام، يمكن إتمام عملية القسمة بحساب مقلوب رسمي لمقام معادلة فايل، ثم ضرب بسط صيغة معادلة فايل بهذا المقلوب الرسمي. [ 13 ] والنتيجة هي أن الدالة تُعطي الدالة كمجموع محدود من الدوال الأسية. معاملات هذا التوسع هي أبعاد فضاءات الأوزان، أي تعدد الأوزان. ومن ثم، نحصل من صيغة معادلة فايل على صيغة لتعدد الأوزان، تُعرف بصيغة كوستانت للتعدد . يُقدَّم في القسم التالي صيغة بديلة، أسهل حسابيًا في بعض الحالات.
معادلة فرويدنتال
صيغة هانز فرويدنتال هي صيغة تكرارية لحساب أوزان التعددية، وتعطي نفس نتيجة صيغة كوستانت، ولكنها أسهل استخدامًا في بعض الأحيان نظرًا لقلة عدد الحدود المطلوب جمعها. تعتمد هذه الصيغة على عنصر كازيمير ، واشتقاقها مستقل عن صيغة الحرف. [ 14 ]
أين
- هو أعلى وزن،
- وزن آخر،
- تعددية الوزنفي التمثيل غير القابل للاختزال
- هو متجه ويل
- المجموع الأول يشمل جميع الجذور الموجبة.
صيغة ويل-كاك المميزة
تنطبق صيغة فايل المميزة أيضًا على التمثيلات القابلة للتكامل ذات الوزن الأعلى لجبر كاك-مودي ، وتُعرف حينها بصيغة فايل-كاك المميزة . وبالمثل، توجد متطابقة مقام لجبر كاك-مودي، والتي تُكافئ في حالة جبر لي الأفيني متطابقات ماكدونالد . في أبسط حالات جبر لي الأفيني من النوع A1 ، تكون هذه المتطابقة هي متطابقة الضرب الثلاثي لجاكوبي.
يمكن أيضًا توسيع صيغة الخاصية لتشمل تمثيلات الوزن الأعلى القابلة للتكامل لجبر كاك-مودي المعمم ، عندما تُعطى الخاصية بواسطة
هنا، S هو حد تصحيح معبر عنه بدلالة الجذور البسيطة التخيلية بواسطة
حيث يمتد المجموع على جميع المجموعات الفرعية المحدودة I من الجذور البسيطة التخيلية المتعامدة بشكل متبادل والمتعامدة مع أعلى وزن λ، و | I | هي عدد عناصر I و Σ I هو مجموع عناصر I.
صيغة المقام في جبر لي الوحشي هي صيغة الضرب
للدالة النمطية الإهليلجية j .
قدم بيترسون صيغة تكرارية لتعددية mult(β) للجذور β لجبر Kac–Moody المتناظر (المعمم)، وهو ما يعادل صيغة مقام Weyl–Kac، ولكنه أسهل في الاستخدام للحسابات:
حيث يكون المجموع على الجذور الموجبة γ و δ و
صيغة شخصية هاريش-تشاندرا
أظهر هاريش-تشاندرا أن صيغة فايل للخصائص تقبل تعميمًا على تمثيلات مجموعة اختزالية حقيقية . لنفترضهو تمثيل غير قابل للاختزال ومقبول لمجموعة اختزالية حقيقية G ذات طابع متناهي الصغر. يتركأن يكون شخصية هاريش-تشاندرايُعطى هذا الناتج بالتكامل مع دالة تحليلية على المجموعة المنتظمة. إذا كانت H زمرة كارتان جزئية من G و H′ هي مجموعة العناصر المنتظمة في H ، فإن
هنا
- هي مجموعة ويل المعقدة لـبالنسبة إلى
- هو عامل استقرارفي
وبقية الرموز كما سبق.
المعاملاتلا تزال هذه المعاملات غير مفهومة جيداً. ويمكن الاطلاع على نتائجها في أبحاث هيرب ، وآدامز، وشميد، وشميد-فيلونين، وغيرهم.
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ هول 2015 القسم 12.4.
- ↑ هول 2015 القسم 10.4.
- ↑ هول 2015 القسم 12.5.
- ↑ هول 2015 نظرية 10.14
- ↑ هول 2015 القسم 10.4.
- ↑ هول 2015 القسم 12.3
- ↑ انظر هول 2015 القسم 10.8 في سياق جبر لي والقسم 12.4 في سياق المجموعة المدمجة
- ↑ هول 2015 مثال 12.23
- ↑ هول 2015 المبرهنة 10.28.
- ↑ هول 2015 التمرين 9 في الفصل 10.
- ↑ هول 2015 القسم 10.5.
- ↑ هول 2015 مثال 10.23
- ↑ هول 2015 القسم 10.6
- ↑ همفريز 1972 القسم 22.3
- فولتون، ويليام وهاريس، جو (1991). نظرية التمثيل: مدخل تمهيدي. نيويورك: سبرينغر-فيرلاغ. ISBN 0387974954. OCLC 22861245. [ 1 ]
- 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، جيمس إي. (1972)، مقدمة في جبر لي ونظرية التمثيل ، برلين، نيويورك: سبرينغر-فيرلاغ ، رقم ISBN 978-0-387-90053-7.
- جبر لي ذو الأبعاد اللانهائية ، في جي كاك، رقم ISBN 0-521-37215-1
- دانكن ج. ميلفيل (2001) [1994]، "صيغة ويل-كاك للحرف" ، موسوعة الرياضيات ، دار نشر EMS
- Weyl، Hermann (1925)، “Theorie der Darstellung kontinuierlicher halb-einfacher Gruppen durch خطي التحولات. I”، Mathematische Zeitschrift ، 23 ، سبرينغر برلين / هايدلبرغ: 271-309 ، دوى : 10.1007 / BF01506234 ، ISSN 0025-5874 ، S2CID 123145812
- Weyl، Hermann (1926a)، “Theorie der Darstellung kontinuierlicher halb-einfacher Gruppen durch خطي التحولات. II”، Mathematische Zeitschrift ، 24 ، سبرينغر برلين / هايدلبرغ: 328-376 ، دوى : 10.1007 / BF01216788 ، ISSN 0025-5874 ، S2CID 186229448
- Weyl، Hermann (1926b)، “Theorie der Darstellung kontinuierlicher halb-einfacher Gruppen durch Linere Transformationen. III”، Mathematische Zeitschrift ، 24 ، سبرينغر برلين / هايدلبرغ: 377-395 ، دوى : 10.1007 / BF01216789 ، ISSN 0025-5874 ، S2CID 186232780
- نظرية تمثيل مجموعات لي
