체르-윌 동형성

Chern–Weil homomorphism

수학에서 체르-웨이일 동형체론M의 드 럼 코호몰로지 링의 계급을 나타내는 연결과 곡률 면에서 부드러운 다지관 M에 벡터 번들과 주요 번들위상학적 불변성을 계산하는 체르-웨이일 이론의 기초적인 구성이다.즉, 이론은 대수 위상 영역과 미분 기하학 영역 사이에 다리를 형성한다.일반화된 가우스-보넷 정리의 증거에 따라 1940년대 후반에 시잉-센 체른안드레 웨일에 의해 개발되었다. 이론은 특성계급 이론의 중요한 단계였다.

Let G be a real or complex Lie group with Lie algebra , and let denote the algebra of -valued polynomials on (exactly the same argument works if we used {(가) 아닌 {} } C [ { be the subalgebra of fixed points in under the adjoint action of G; that is, the subalgebra consisting of all polynomials f such that , for all g in G and x in

G-번들 P 주체가 주어지면, C { -algebras,

H

체르-윌 동형성이라고 불리며, 여기서 오른쪽 코호몰리학은 드 코호몰리학이다.이 동형성은 주어진 묶음의 어떤 연결의 곡률에서 불변 다항식을 취함으로써 얻어진다.G가 콤팩트하거나 반단순이면 분류공간의 코호몰로지 링인 G 는 대수 []G 불변 다항식의

(BG의 코호몰로지 링은 여전히 de Rham의 의미로 주어질 수 있다.

= 이(가) 다지관일 때)

동형성의 정의

P에서 임의의 연결 형태 Ω을 선택하고, Ω을 관련 곡률 형태(예: {\ Ω의 외부 공변량 파생 모델인 Ω으로 한다. [ { is a homogeneous polynomial function of degree k; i.e., for any complex number a and x in , then, viewing f as a symmetric multilinear functional on (see the ring 다항식 함수의 g)

에 의해 주어진 P에 2k 형식은 2k 형식이다.

where vi are tangent vectors to P, is the sign of the permutation in the symmetric group on 2k numbers (see Lie algebra-valued forms#Operations as well as Pfaffian).

If, moreover, f is invariant; i.e., , then one can show that is a closed form, it descends to a unique form on M and that the de Rham cohomology class of the form is independent of . First,() (가) 닫힌 형태라는 것은 다음 두 개의 레마에서 다음과 같다.[1]

Lemma 1: The form on P descends to a (unique) form on M; i.e., there is a form on M that pulls-back to .
Lema 2: P에 있는 의 형식이 M에 있는 형식으로 내려간다면 d = .

Indeed, Bianchi's second identity says and, since D is a graded derivation, Finally, Lemma 1 says satisfies the hypothesis of Lemma 2.

2를 보려면 :: P 을(를) 투영으로 하고 h를 수평 하위 공간에 의 투영으로 한다.그렇다면 Leemma 는 d ( v) = ( d\ d\의 커널은 정확히 수직 하위 공간이라는 사실의 결과물이다.Lemma 1, 첫 번째 노트

는 Rg = g -1 Ω {\{g=\(와) f가 불변하기 때문이다.따라서 다음과 같은 공식으로 을 정의할 수 있다.

여기서 (는) v의 {\ { : = v " i 의 리프트.

다음으로 M f ω의 de Rham cohomology 클래스는 연결 선택과 무관하다는 것을 보여준다.[2] 1}를 P에 임의의 연결 형태로 하고 : P 을(를) 투영으로 한다.놓다

where t is a smooth function on given by . Let be the curvature forms of . Let 이(가) 포함 항목이다.그러면 은(는 1 {\}에 대해 동일시된다Thus, and belong to the same de Rham cohomology class by the homotopy invariance of de Rham cohomology.마지막으로, 자연성과 하강하는 고유성으로,

그리고 1{\ 따라서 f), }),{\}(\은 동일한 코호몰로지 클래스에 속한다.

따라서 선형 지도가 제공된다: (cf. Lema 1)

실제로 다음과 같은 방법으로 지도를 얻었는지 확인할 수 있다.

대수적 동형상이다.

예:체르 계급과 체르 인성

Let = () G = (){n} )의 Liev x에 대해 t:[3]

여기서 는 -1의 제곱근이다.그 다음 는 방정식의 왼쪽이 그렇으므로 에 불변 다항식이다다지관 M의 순도 n의 부드러운 복합 벡터 번들 E의 k-th Chener 클래스:

E(또는 보다 정확하게 E의 프레임 묶음)가 정의한 체르-웨이일 동형상(Chern-Weil homomorphism)에 따른 의 이미지로 주어진다.t = 1이면 - x i)= 1+ ( x)+ + ( ) i는 불변성 다항식 다항식이다.E체르누스 계급 총계는 이 다항식의 이미지다. 즉,

정의에서 직접, 위에 주어진 c가 체르누스 계급의 공리를 만족한다는 것을 보여줄 수 있다.예를 들어, 휘트니 합 공식의 경우, 우리는

여기서 벡터 번들 E의 M에 곡률 2-폼에 대한 }을(를) 작성했다(따라서 E의 프레임 번들에 곡률 폼의 하강이 된다).The Chern–Weil homomorphism is the same if one uses this . Now, suppose E is a direct sum of vector bundles 's and the curvature form of so that, in the matrix term, 대각선에 Ω이I 있는 블록 대각 행렬이다.Then, since , we have:

오른쪽의 곱셈은 코호몰로지 링의 곱셈이다: 컵 제품.정규화 속성의 경우 복잡한 프로젝트 라인의 첫 번째 체르누스 클래스를 계산한다. 체르누스 클래스# 참조.예: 리만 구의 복잡한 접선 번들.

= ′ = + I 이후[4] 다음과 같은 기능도 제공한다.

마지막으로 E체르누스 문자는 에 의해 주어진다.

여기서 ( }은는) 0일전성이므로 으로 된 다항식 그러면 ch는 링 동형상:

자, 코호몰로지 링 (, C) H을(를) 포함하는 일부 링 R에서t:에 다항식의 인자화가 있다고 가정합시다.

R에 있는 곳(때로는 체르누스 루트라고도 한다)그런 ch () = j{\

예: Pontrjagin 클래스

E가 다지관 M의 매끄러운 리얼 벡터 번들일 경우 E의 k-th Pontrjagin 등급은 다음과 같이 주어진다.

where we wrote for the complexification of E. Equivalently, it is the image under the Chern–Weil homomorphism of the invariant polynomial on given by:

홀로모픽 벡터 번들에 대한 동형성

E를 복잡한 다지관 M에 있는 홀로모르픽(복잡한) 벡터 번들로 한다.일부 은둔자 측정에 E의 곡률 형태 Ω {\displaystyle}은 단순한 2-형식이 아니라 사실상 a (1, 1)형식(홀로모르픽 벡터 번들 참조)이다.단일형 벡터 번들에 대한 은둔자 측정 기준).따라서 체르노-윌 동형성은 다음과 같은 형태를 가정한다: = ( C) ),

메모들

  1. ^ 코바야시-노미즈 1969, Ch. XII. 대상 (
  2. ^ 여기서 연결 선택의 독립성에 대한 논거는 다음과 같다.아킬 매튜, 고다이라 소멸에 관한 노트"Archived copy" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2014-12-17. Retrieved 2014-12-11.{{cite web}}: CS1 maint: 제목(링크)으로 보관된 사본.주요 언급인 코바야시-노미즈에는 좀더 구체적인 논거를 제시한다.
  3. ^ 편집자 주:이 정의는 t있다는 것을 제외하고 참조와 일치한다.우리의 선택은 더 표준적인 것 같고 우리의 "북반" 기사와 일치한다.
  4. ^ Proof: By definition, . Now compute the square of using Leibniz's rule.

참조

추가 읽기