Эрмитово симметричное пространство - Hermitian symmetric space
Группы Ли |
---|
|
В математика, а Эрмитово симметричное пространство это Эрмитово многообразие который в каждой точке имеет инверсионную симметрию, сохраняющую эрмитову структуру. Впервые изучено Эли Картан, они образуют естественное обобщение понятия Риманово симметрическое пространство из реальные многообразия к комплексные многообразия.
Каждое эрмитово симметрическое пространство является однородным пространством для своей группы изометрий и имеет единственное разложение как произведение неприводимых пространств и евклидова пространства. Неприводимые пространства возникают попарно как некомпактное пространство, которое, как Борель как было показано, может быть вложено как открытое подпространство своего компактного двойственного пространства. Хариш Чандра показал, что каждое некомпактное пространство может быть реализовано как ограниченная симметричная область в сложном векторном пространстве. В простейшем случае участвуют группы SU (2), SU (1,1) и их общая комплексификация SL (2,C). В этом случае некомпактное пространство - это единичный диск, однородное пространство для SU (1,1). Это ограниченная область на комплексной плоскости. C. Одноточечная компактификация C, то Сфера Римана, - двойственное пространство, однородное пространство для SU (2) и SL (2,C).
Неприводимые компактные эрмитовы симметрические пространства - это в точности однородные пространства простых компактных групп Ли по максимальным замкнутым связным подгруппам, которые содержат максимальный тор и имеют центр, изоморфный группе окружности. Существует полная классификация неприводимых пространств с четырьмя классическими сериями, изученными Картаном, и двумя исключительными случаями; классификацию можно вывести из Теория Бореля – де Зибенталя, который классифицирует замкнутые связные подгруппы, содержащие максимальный тор. Эрмитовы симметрические пространства появляются в теории Иорданские тройные системы, несколько сложных переменных, сложная геометрия, автоморфные формы и групповые представления, в частности, разрешение на строительство представления голоморфных дискретных серий полупростых групп Ли.[1]
Эрмитовы симметрические пространства компактного типа
Определение
Позволять ЧАС - связная компактная полупростая группа Ли, σ - автоморфизм ЧАС порядка 2 и ЧАСσ подгруппа неподвижных точек в σ. Позволять K замкнутая подгруппа в ЧАС лежащий между ЧАСσ и это компонент идентичности. Компактное однородное пространство ЧАС / K называется симметричное пространство компактного типа. Алгебра Ли допускает разложение
куда , алгебра Ли K, является +1 собственным подпространством σ и собственное подпространство –1. Если не содержит простого слагаемого , пара (, σ) называется ортогональная симметрическая алгебра Ли из компактный тип.[2]
Любой внутренний продукт на , инвариантный относительно присоединенное представительство и σ, индуцирует риманову структуру на ЧАС / K, с ЧАС действуя изометриями. Канонический пример - минус Форма убийства. Под таким внутренним продуктом и ортогональны. ЧАС / K тогда является римановым симметрическим пространством компактного типа.[3]
Симметричное пространство ЧАС / K называется Эрмитово симметричное пространство если у него есть почти сложная структура сохраняя риманову метрику. Это эквивалентно существованию линейного отображения J с J2 = −я на который сохраняет внутренний продукт и коммутирует с действием K.
Симметрия и центр подгруппы изотропии
Если (, σ) эрмитово, K имеет нетривиальный центр, а симметрия σ внутренняя, реализуемая элементом центра K.
Фактически J лежит в и опыт tJ образует однопараметрическую группу в центре K. Это следует потому, что если А, B, C, D роды , то по инвариантности скалярного произведения на [4]
Замена А и B к JA и JB, следует, что
Определим линейное отображение δ на путем расширения J быть 0 на . Последнее соотношение показывает, что δ является производным от . С полупросто, δ должно быть внутренним дифференцированием, так что
с Т в и А в . Принимая Икс в , следует, что А = 0 и Т лежит в центре и, следовательно, что K не полупросто. Симметрия σ реализуется z = ехр πТ а почти комплексную структуру - по exp π / 2 Т.[5]
Из внутреннего σ следует, что K содержит максимальный тор ЧАС, значит, имеет максимальный ранг. С другой стороны, централизатор подгруппы, порожденной тором S элементов exp tT связано, так как если Икс любой элемент в K существует максимальный тор, содержащий Икс и S, который лежит в централизаторе. С другой стороны, он содержит K поскольку S занимает центральное место в K и содержится в K поскольку z лежит в S. Так K является централизатором S и, следовательно, связаны. Особенно K содержит центр ЧАС.[2]
Неприводимое разложение
Симметричное пространство или пара (, σ) называется несводимый если сопряженное действие (или, что эквивалентно, компонент идентичности ЧАСσ или же K) неприводима на . Это эквивалентно максимальности как подалгебра.[6]
На самом деле между промежуточными подалгебрами существует однозначное соответствие и K-инвариантные подпространства из данный
Любая ортогональная симметрическая алгебра (, σ) эрмитова типа можно разложить в (ортогональную) прямую сумму неприводимых ортогональных симметрических алгебр эрмитова типа.[7]
Фактически можно записать в виде прямой суммы простых алгебр
каждый из которых остается инвариантным из-за автоморфизма σ и комплексной структуры J, поскольку они оба внутренние. Разложение собственного подпространства совпадает с его пересечениями с и . Таким образом, ограничение σ на неприводимо.
Это разложение ортогональной симметрической алгебры Ли дает разложение в прямое произведение соответствующего компактного симметрического пространства ЧАС / K когда ЧАС просто связано. В этом случае подгруппа неподвижной точки ЧАСσ подключается автоматически. Для односвязных ЧАС, симметричное пространство ЧАС / K является прямым продуктом ЧАСя / Kя с ЧАСя просто и просто. В неприводимом случае K является максимальной связной подгруппой в ЧАС. С K действует несводимо на (рассматривается как сложное пространство для сложной структуры, определяемой J), центр K - одномерный тор Т, задаваемые операторами exp tT. Поскольку каждый ЧАС просто связано и K связаны, частное ЧАС/K просто связано.[8]
Сложная структура
если ЧАС / K неприводимо с K неполупростая, компактная группа ЧАС должно быть простым и K максимального ранга. Из Теория Бореля-де Зибенталя, инволюция σ внутренняя и K является централизатором своего центра, изоморфного Т. Особенно K подключен. Следует, что ЧАС / K односвязно и есть параболическая подгруппа п в комплексирование грамм из ЧАС такой, что ЧАС / K = грамм / п. В частности, есть сложная структура на ЧАС / K и действие ЧАС голоморфно. Поскольку любое эрмитово симметрическое пространство является произведением неприводимых пространств, в общем случае это верно.
На Алгебра Ли уровне существует симметричное разложение
куда это реальное векторное пространство со сложной структурой J, комплексная размерность которого приведена в таблице. Соответственно, есть градуированная алгебра Ли разложение
куда является разложением на +я и -я собственные подпространства J и . Алгебра Ли п является полупрямым продуктом . Комплексные алгебры Ли абелевы. Действительно, если U и V роды , [U,V] = J[U,V] = [JU,СП] = [±iU,±IV] = –[U,V], поэтому скобка Ли должна исчезнуть.
Комплексные подпространства из неприводимы для действия K, поскольку J ездит с K так что каждый изоморфен со сложной структурой ±J. Эквивалентно центр Т из K действует на по представлению личности и на его сопряженным.[9]
Реализация ЧАС/K как обобщенная разновидность флагов грамм/п получается путем взятия грамм как в таблице ( комплексирование из ЧАС) и п быть параболическая подгруппа равняется полупрямому произведению L, усложнение K, с комплексной абелевой подгруппой exp . (На языке алгебраические группы, L это Фактор Леви из п.)
Классификация
Любое эрмитово симметрическое пространство компактного типа односвязно и может быть записано как прямое произведение неприводимых эрмитовых симметрических пространств ЧАСя / Kя с ЧАСя просто, Kя соединены максимального ранга с центром Т. Таким образом, неприводимые - это в точности неполупростые случаи, классифицируемые Теория Бореля – де Зибенталя.[2]
Соответственно, неприводимые компактные эрмитовы симметрические пространства ЧАС/K классифицируются следующим образом.
грамм | ЧАС | K | сложное измерение | классифицировать | геометрическая интерпретация |
---|---|---|---|---|---|
pq | мин (п,q) | Грассманиан сложных п-мерные подпространства | |||
Пространство ортогональных сложных структур на | |||||
п | Пространство сложных конструкций на совместим с внутренним продуктом | ||||
п | 2 | Грассманиан ориентированных реальных 2-мерные подпространства | |||
16 | 2 | Комплексификация из Проективная плоскость Кэли | |||
27 | 3 | Пространство симметрических подмногообразий Проективная плоскость Розенфельда которые изоморфны |
С точки зрения классификации компактных римановых симметрических пространств, эрмитовы симметрические пространства - это четыре бесконечные серии AIII, DIII, CI и BDI с п = 2 или q = 2, и два исключительных пространства, а именно EIII и EVII.
Классические примеры
Все неприводимые эрмитовы симметрические пространства компактного типа односвязны. Соответствующая симметрия σ односвязной простой компактной группы Ли является внутренней и задается сопряжением единственным элементом S в Z(K) / Z(ЧАС) периода 2. Для классических групп, как и в таблице выше, эти симметрии следующие:[10]
- AIII: