Köşe operatörü cebiri - Vertex operator algebra

Matematikte bir köşe operatörü cebiri (VOA) önemli bir rol oynayan cebirsel bir yapıdır. iki boyutlu konformal alan teorisi ve sicim teorisi. Fiziksel uygulamalara ek olarak, köşe operatörü cebirlerinin aşağıdaki gibi tamamen matematiksel bağlamlarda yararlı olduğu kanıtlanmıştır. canavarca kaçak içki ve geometrik Langlands yazışmaları.

İlgili kavram köşe cebiri tarafından tanıtıldı Richard Borcherds 1986'da, sonsuz boyutlu bir Lie cebirinin inşasıyla motive edildi. Igor Frenkel. Bu inşaat sırasında kişi bir Fock alanı bu, kafes vektörlerine eklenen köşe operatörlerinin bir eylemini kabul eder. Borcherds, frenkel yöntemini izleyerek yeni Lie cebirlerini oluşturmaya izin veren bir cebirsel yapı üreterek, kafes köşe operatörleri arasındaki ilişkileri aksiyomatize ederek köşe cebiri kavramını formüle etti.

Köşe operatörü cebiri kavramı, Frenkel tarafından köşe cebiri kavramının bir modifikasyonu olarak tanıtıldı, James Lepowsky, ve Arne Meurman 1988 yılında, inşaat projelerinin bir parçası olarak kaçak içki modülü. Doğada görünen birçok köşe cebirinin yararlı bir ek yapıya (Virasoro cebirinin bir eylemi) sahip olduğunu ve bir enerji operatörüne göre bir sınırlı-aşağı özelliği sağladığını gözlemlediler. Bu gözlemden motive olarak, aksiyom olarak Virasoro eylemini ve sınırlı aşağıda özelliğini eklediler.

Şimdi fizikteki bu kavramlar için, başlangıçta bilinmeyen aksiyomların birkaç yorumuyla birlikte post-hoc motivasyonumuz var. Fiziksel olarak, iki boyutlu konformal alan teorisindeki noktalardaki (yani köşelerdeki) holomorfik alan eklemelerinden kaynaklanan köşe operatörleri kabul eder. operatör ürün genişletmeleri eklemeler çarpıştığında ve bunlar, köşe operatörü cebirinin tanımında belirtilen ilişkileri tam olarak karşılar. Aslında, köşe operatörü cebirinin aksiyomları, fizikçilerin dediği şeyin biçimsel bir cebirsel yorumudur. kiral cebirler veya "kiral simetrilerin cebirleri", burada bu simetriler, konformal değişmezlik de dahil olmak üzere belirli bir konformal alan teorisi tarafından karşılanan Ward kimliklerini tanımlamaktadır. Köşe cebir aksiyomlarının diğer formülasyonları arasında Borcherds'ın daha sonra tekil değişmeli halkalar üzerine çalışmaları, Huang, Kriz ve diğerleri tarafından tanıtılan eğriler üzerindeki belirli operadlar üzerindeki cebirler ve D modülü tarafından tanıtılan kiral cebirler adı verilen teorik nesneler Alexander Beilinson ve Vladimir Drinfeld. İlişkili olsalar da, bu kiral cebirler, fizikçilerin kullandığı aynı ada sahip nesnelerle tam olarak aynı değildir.

Köşe operatörü cebirlerinin önemli temel örnekleri arasında kafes VOA'ları (modelleme kafes konformal alan teorileri), afin temsilleriyle verilen VOA'lar bulunur. Kac – Moody cebirleri (itibaren WZW modeli ), Virasoro VOA'ları (yani, VOA'lar, Virasoro cebiri ) ve kaçak içki modülü Vcanavar simetrisi ile ayırt edilen. Gibi daha karmaşık örnekler afin W cebirleri ve chiral de Rham kompleksi karmaşık bir manifold üzerinde geometrik temsil teorisinde ortaya çıkar ve matematiksel fizik.

Resmi tanımlama

Köşe cebiri

Bir köşe cebiri belirli aksiyomları karşılayan bir veri koleksiyonudur.

Veri

  • a vektör alanı V, devletler alanı olarak adlandırılır. Borcherds'ın orijinal formülasyonu rastgele bir değişmeli halkaya izin vermesine rağmen, temel alan tipik olarak karmaşık sayılar olarak alınır.
  • bir kimlik öğesi 1 ∈ V, bazen yazılı veya Ω bir vakum durumunu belirtmek için.
  • bir endomorfizm T : VV, "çeviri" olarak adlandırılır. (Borcherds'ın orijinal formülasyonu, bölünmüş güçler sistemini içeriyordu. T, çünkü yer halkasının bölünebilir olduğunu varsaymadı.)
  • doğrusal çarpım haritası Y : VVV((z)), nerede V((z)) hepsinin alanı resmi Laurent serisi katsayılarla V. Bu yapı alternatif olarak sonsuz bir çift doğrusal ürünler koleksiyonu olarak sunulur. sennvveya sol çarpım haritası olarak V → Bitir (V)[[z±1]], devlet alanı yazışmaları olarak adlandırılır. Her biri için senV, operatör değerli resmi dağıtım Y(sen, z) köşe operatörü veya alan (sıfıra eklenir) olarak adlandırılır ve katsayısı zn−1 operatör senn. Çarpma işleminin standart gösterimi
.

Aksiyomlar

Bu veriler aşağıdaki aksiyomları yerine getirmek için gereklidir:

  • Kimlik. Herhangi senV, Y(1, z)sen = sen = uz0 ve Y(sen, z)1 ∈ sen + zV[[z]].[tanım gerekli ]
  • Tercüme. T(1) = 0ve herhangi biri için sen, vV,
  • Yerellik (Jacobi kimliği veya Borcherds kimliği). Herhangi sen, vV, pozitif bir tam sayı var N öyle ki:
Yerellik aksiyomunun eşdeğer formülasyonları

Yerellik aksiyomunun literatürde birkaç eşdeğer formülasyonu vardır, örneğin, Frenkel-Lepowsky-Meurman, Jacobi kimliğini tanıttı:

resmi delta serisini şu şekilde tanımlıyoruz:

Borçerler[1] başlangıçta aşağıdaki iki kimliği kullandı: herhangi bir vektör için sen, v, ve wve tamsayılar m ve n sahibiz

ve

.

Daha sonra eşdeğer ancak kullanımı daha kolay olan daha geniş bir versiyon verdi: herhangi bir vektör için sen, v, ve wve tamsayılar m, n, ve q sahibiz

Son olarak, yerelliğin resmi bir işlev sürümü vardır: Herhangi biri için sen, v, wVbir unsur var

öyle ki Y(sen, z)Y(v, x)w ve Y(v, x)Y(sen, z)w karşılık gelen genişlemeler içinde V((z))((x)) ve V((x))((z)).

Köşe operatörü cebiri

Bir köşe operatörü cebiri bir köşe cebiridir. uyumlu öğe ω, köşe operatörü Y(ω, z) iki Virasoro alanının ağırlığıdır L(z):

ve aşağıdaki özellikleri karşılar:

  • [Lm, Ln] = (mn)Lm + n + (δm + n, 0/12) (m3m)c İDV, nerede c denen bir sabittir merkezi ücretveya sıra nın-nin V. Özellikle, bu köşe operatörünün katsayıları, V merkezi yüklü Virasoro cebirinin bir eylemi ile c.
  • L0 yarı basit davranır V tamsayı özdeğerleri aşağıda sınırlanmıştır.
  • Özdeğerleri tarafından sağlanan derecelendirme altında L0, çarpma V şu anlamda homojendir: eğer sen ve v homojen, o zaman sennv derece homojendir derece (sen) + derece (v) − n − 1.
  • Kimlik 1, derece 0'a ve uygun öğeye sahiptir ω 2. dereceye sahiptir.
  • L−1 = T.

Köşe cebirlerinin bir homomorfizmi, ek özdeşliğe, ötelemeye ve çarpma yapısına saygı duyan temel vektör uzaylarının bir haritasıdır. Köşe operatör cebirlerinin homomorfizmleri, konformal vektörlere saygı gösterip göstermediklerine bağlı olarak "zayıf" ve "güçlü" formlara sahiptir.

Değişmeli köşe cebirleri

Bir köşe cebiri V tüm köşe operatörleri birbiriyle gidip gelirse değişmeli. Bu, tüm ürünlerin Y(sen,z)v geç saate kadar yatmak V[[z]]. Değişmeli bir köşe cebiri verildiğinde, sabit çarpma terimleri vektör uzayına değişmeli bir halka yapısı verir ve T bir türetmedir. Tersine, herhangi bir değişmeli halka V türetme ile T kanonik bir köşe cebir yapısına sahiptir, burada Y(sen,z)v = sen–1v z0 = uv. Türetme T kaybolursa, sıfır derece konsantre bir köşe operatörü cebiri elde etmek için = 0 ayarlayabiliriz.

Herhangi bir sonlu boyutlu köşe cebiri değişmeli. Özellikle, değişmeli olmayan köşe cebirlerinin en küçük örnekleri bile önemli bir giriş gerektirir.

Temel özellikler

Çeviri operatörü T bir köşe cebri, ürün yapısında sonsuz küçük simetrileri indükler ve aşağıdaki özellikleri karşılar:

  • Y(sen,z)1 = ezTsen
  • Sa = sen–21, yani T Tarafından belirlenir Y.
  • Y(Sa,z) = d(Y(sen,z))/dz
  • exTY(sen,z)e−xT = Y(exTsen,z) = Y(sen,z+x)
  • (çarpık simetri) Y(sen,z)v = ezTY(v,–z)sen

Bir köşe operatörü cebiri için, diğer Virasoro operatörleri benzer özellikleri karşılar:

  • xL0Y(sen,z)x−L0 = Y(xL0sen,xz)
  • exL1Y(sen,z)e−xL1 = Y(ex (1 – xz) L1(1–xz)−2L0sen,z(1–xz)−1)
  • (yarı uygunluk) hepsi için m≥–1.
  • (İlişkilendirme veya Kuzen özelliği): Herhangi biri için sen, v, wVeleman

tanımda verilen de genişler Y(Y(sen,zx)v,x)w içinde V((x))((zx)).

Bir köşe cebirinin birleşebilirlik özelliği, Y(sen,z) ve Y(v,x) sonlu bir güç tarafından yok edilir zx, yani, biçimsel delta fonksiyonunun türevlerinin sonlu bir doğrusal kombinasyonu olarak genişletilebilir (zx), End'de katsayılarla (V).

Yeniden yapılanma: Let V köşe cebiri olun ve {Ja} karşılık gelen alanlarla birlikte vektörler kümesi Ja(z) ∈ Son (V)[[z±1]]. Eğer V alanların pozitif ağırlık katsayılarında (yani operatörlerin sonlu çarpımlarında) tek terimli Jan 1'e uygulandı, burada n negatiftir), o zaman böyle bir tek terimliğin operatör çarpımını şöyle yazabiliriz: normalde sipariş edilen ürün alanların bölünmüş güç türevleri (burada normal sıralama, soldaki kutup terimlerinin sağa taşınması anlamına gelir). Özellikle,

Daha genel olarak, birine bir vektör uzayı verilirse V bir endomorfizm ile T ve vektör 1 ve biri bir dizi vektöre atar Ja bir dizi alan Ja(z) ∈ Son (V)[[z±1]] karşılıklı olarak yerel olan, pozitif ağırlık katsayıları oluşturan Vve özdeşlik ve çeviri koşullarını sağlayan, daha sonra önceki formül bir köşe cebir yapısını tanımlar.

Örnek: Seviye 1 serbest bozonu

Değişmeli olmayan bir köşe cebirinin temel bir örneği, Heisenberg köşe operatörü cebiri olarak da adlandırılan rank 1 serbest bozondur. Tek bir vektör tarafından "üretilir" b, alan katsayılarını uygulayarak b(z) = Y(b,z) vektöre 1, yayılan bir set elde ederiz. Temel vektör uzayı sonsuz değişkenli polinom halkadır. C[x1,x2, ...], nerede pozitif nkatsayı b–N nın-nin Y(b,z) ile çarpma görevi görür xn, ve bn gibi davranıyor n çarpı kısmi türev xn. Eylemi b0 sıfır ile çarpma, "sıfır moment" Fock temsilini üretir V0 Heisenberg Lie cebirinin (oluşturduğu bn tamsayılar için n, komütasyon ilişkileri ile [bn,bm]=n δn, –m), yani, alt cebirin önemsiz temsilinin neden olduğu bn, n ≥ 0.

Fock alanı V0 rekonstrüksiyonu takip ederek bir köşe cebirine dönüştürülebilir:

burada: ..: normal sıralamayı gösterir (yani tüm türevleri x Sağa). Köşe operatörleri, çok değişkenli bir f fonksiyonunun bir fonksiyonu olarak da yazılabilir:

f'nin açılımındaki her terimin normal sıralı olduğunu anlarsak.

Mevki, makam, rütbe n ücretsiz bozon, bir n1. rütbe serbest bozonun katlanma tensör ürünü. Herhangi bir vektör için b içinde nboyutlu uzay, birinin alanı var b(z) katsayıları rütbenin unsurları olan n Heisenberg cebiri, komütasyon ilişkileri fazladan bir iç çarpım terimine sahiptir: [bn,cm]=n (b, c) δn, –m.

Örnek: Virasoro köşe operatörü cebirleri

Virasoro köşe operatörü cebirleri iki nedenden dolayı önemlidir: Birincisi, bir köşe operatörü cebirindeki konformal eleman, bir Virasoro köşe operatör cebirinden bir homomorfizmi kanonik olarak indükler, bu yüzden teoride evrensel bir rol oynarlar. İkincisi, Virasoro cebirinin üniter temsilleri teorisine yakından bağlıdırlar ve bunlar, konformal alan teorisi. Özellikle, üniter Virasoro minimal modelleri, bu köşe cebirlerinin basit bölümleridir ve tensör ürünleri, daha karmaşık köşe operatör cebirlerini kombinasyonel olarak inşa etmek için bir yol sağlar.

Virasoro köşe operatörü cebiri, Virasoro cebiri: Merkezi bir ücret seçersek calt cebir için benzersiz bir tek boyutlu modül var C[z] ∂z + K hangisi için K tarafından hareket eder cId ve C[z] ∂z önemsiz davranır ve karşılık gelen indüklenen modül, polinomlar tarafından yayılır L–N = –Z−n – 1z gibi n 1'den büyük tamsayılar arasında değişir. Modül bu durumda bölümleme işlevine sahiptir

.

Bu boşluk, köşe operatörlerinin şu şekilde tanımlandığı bir köşe operatörü cebir yapısına sahiptir:

ve . Virasoro alanının L (z) Kendine göre yereldir, kendi kendini değiştiricisinin formülünden çıkarılabilir:

nerede c ... merkezi ücret.

Merkezi yükün bir Virasoro köşe cebirinden bir köşe cebri homomorfizmi verildiğinde c diğer herhangi bir köşe cebirine göre, ω görüntüsüne eklenen köşe operatörü Virasoro ilişkilerini otomatik olarak karşılar, yani ω görüntüsü bir konformal vektördür. Tersine, bir köşe cebirindeki herhangi bir konformal vektör, bazı Virasoro köşe operatör cebirinden ayırt edici bir köşe cebiri homomorfizmini indükler.

Virasoro köşe operatörü cebirleri basittir, c 1-6 biçime sahiptir (pq)2/pq coprime tamsayılar için p,q kesinlikle 1'den büyük - bu, Kac'ın determinant formülünden gelir. Bu istisnai durumlarda, kişinin benzersiz bir maksimal ideali vardır ve buna karşılık gelen bölüm minimal model olarak adlandırılır. Ne zaman p = q+1, köşe cebirleri Virasoro'nun üniter temsilleridir ve modülleri ayrık seri gösterimleri olarak bilinir. Konformal alan teorisinde kısmen önemli bir rol oynarlar çünkü alışılmadık şekilde izlenebilirler ve küçük p, iyi bilinenlere karşılık gelirler Istatistik mekaniği kritiklikteki sistemler, ör. Ising modeli, üç kritik Ising modeli, üç durumlu Potts modeli, vb. çalışarak Weiqang Wang[2] ilgili füzyon kuralları, üniter minimal modellerin tensör kategorilerinin tam bir tanımına sahibiz. Örneğin, ne zaman c= 1/2 (Ising), en düşük üç indirgenemez modül var L00, 1/2 ve 1/16 ağırlık ve füzyon halkası Z[x,y]/(x2–1, y2x–1, xyy).

Örnek: WZW vakum modülleri

Değiştirerek Heisenberg Lie cebiri bükümsüz affine Kac-Moody Lie cebiri (yani evrensel merkezi uzantı of döngü cebiri sonlu boyutlu basit Lie cebiri ), boşluk gösterimini, serbest bozon köşe cebirinin inşa edildiği şekilde inşa edebilir. Burada WZW, Wess – Zumino – Witten modeli üreten anomali bu merkezi uzantı olarak yorumlanır.

Somut olarak, merkezi uzantıyı geri çekerek

dahil etme boyunca bölünmüş bir uzantı verir ve vakum modülü, üzerinde merkezi bir temel elemanın "seviye" olarak adlandırılan bazı seçilmiş sabitler tarafından hareket ettiği ikincisinin tek boyutlu temsilinden indüklenir. Merkezi elemanlar sonlu tip Lie cebiri üzerinde değişmez iç çarpımlarla tanımlanabildiğinden , tipik olarak seviyeyi normalleştirir, böylece Öldürme formu iki katı seviyeye sahiptir Coxeter numarası. Aynı şekilde birinci seviye, en uzun kökün norm 2'ye sahip olduğu iç çarpımı verir. Bu, döngü cebiri basitçe bağlantılı kompakt Lie gruplarının üçüncü kohomolojisi ile seviyelerin ayrıştırıldığı konvansiyon.

Bir temel seçerek Ja Sonlu tip Lie cebirinden, biri afin Lie cebirinin temelini oluşturabilir. Jan = Ja tn merkezi bir unsurla birlikte K. Yeniden yapılandırma ile köşe operatörlerini şu şekilde tanımlayabiliriz: normal sipariş alanların türevlerinin ürünleri

Seviye kritik olmadığında, yani iç çarpım, Öldürme formunun eksi yarısı olmadığında, vakum gösterimi, Sugawara inşaat.[a] Herhangi bir çift taban seçeneği için Ja, Ja 1. seviye iç ürün ile ilgili olarak, uyumlu eleman

ve bir köşe operatörü cebiri verir. merkezi ücret dır-dir . Kritik düzeyde, payda sıfır olduğu için uyumlu yapı yok edilir, ancak operatör üretebilir. Ln için n ≥ –1 olarak bir limit alarak k kritikliğe yaklaşır.

Bu yapı, rütbe 1 serbest bozonu için çalışmak üzere değiştirilebilir. Aslında, Virasoro vektörleri tek parametreli bir aile oluşturur ωs = 1/2 x12 + s x2, elde edilen köşe operatörü cebirlerini merkezi yük 1 charge12s ile donatmak2. Ne zaman s= 0, derecelendirilmiş boyut için aşağıdaki formüle sahibiz:

Bu, oluşturma işlevi için bölümler ve ayrıca şöyle yazılır q1/24 ağırlığın katı −1/2 modüler form 1 / η ( Dedekind eta işlevi ). Mevki, makam, rütbe n serbest bozon daha sonra bir n Virasoro vektörlerinin parametre ailesi ve bu parametreler sıfır olduğunda, karakter qn / 24 ağırlığın katı -n/ 2 modüler form η−n.

Modüller

Sıradan halkalar gibi, köşe cebirleri de modül veya temsil kavramını kabul eder. Modüller, genellikle sektörler olarak adlandırıldıkları uygun alan teorisinde önemli bir rol oynar. Fizik literatüründeki standart bir varsayım, Hilbert uzayı Bir konformal alan teorisi, sola hareket eden ve sağa hareket eden sektörlerin tensör ürünlerinin toplamına ayrışır:

Yani, bir konformal alan teorisi, sola hareket eden kiral simetrilerin bir köşe operatör cebirine, sağa hareket eden kiral simetrilerin bir köşe operatör cebirine sahiptir ve belirli bir yönde hareket eden sektörler, karşılık gelen köşe operatörü cebiri için modüllerdir.

Bir köşe cebiri verildiğinde V çarpma ile Y, bir V-modül bir vektör uzayıdır M bir eylemle donatılmış YM: VMM((z)), aşağıdaki koşulları yerine getirir:

(Kimlik) YM(1, z) = KimlikM
(İlişkisellik veya Jacobi kimliği) Herhangi biri için sen, vV, wMbir unsur var

öyle ki YM(sen,z)YM(v,x)w ve YM(Y(sen,zx)v,x)wkarşılık gelen genişlemeler içinde M((z))((x)) ve M((x))((zx)). Aynı şekilde, aşağıdaki "Jacobi kimliği " tutar:

Bir köşe cebirinin modülleri bir değişmeli kategori. Köşe operatörü cebirleri ile çalışırken, önceki tanıma "zayıf modül ", ve V-modüller, ek koşulu sağlamak için gereklidir. L0 sonlu boyutlu özuzaylar ve özdeğerlerin her bir kosetinde aşağıda sınırlandırılmış olarak yarı basit davranır. Z. Huang, Lepowsky, Miyamoto ve Zhang'ın çalışmaları, çeşitli genellik seviyelerinde, bir köşe operatörü cebirinin modüllerinin bir füzyon tensör ürünü işlemini kabul ettiğini ve bir örgülü tensör kategorisi.

Kategori ne zaman V-modüller, sonlu sayıda indirgenemez nesne ile yarı basittir, köşe operatörü cebiri V rasyonel denir. Ek bir sonluluk hipotezini karşılayan rasyonel köşe operatörü cebirleri (Zhu'nun C2-kabinlik durumu) özellikle iyi davrandığı bilinmektedir ve "normal" olarak adlandırılır. Örneğin, Zhu'nun 1996 modüler değişmezlik teoremi, normal bir VOA'nın modüllerinin karakterlerinin vektör değerli bir temsilini oluşturduğunu ileri sürer. SL2(Z). Özellikle, bir VOA, holomorf, yani temsil kategorisi vektör uzaylarınınkine eşdeğerdir, bu durumda bölme işlevi SL2(Z) -sabit kadar değişmez. Huang, normal bir VOA'nın modül kategorisinin bir modüler tensör kategorisi ve onun füzyon kuralları, Verlinde formülü.

İlk örneğimizle bağlantı kurmak için, 1. seviye serbest bozonun indirgenemez modülleri şu şekilde verilmiştir: Fock boşlukları Vλ bazı sabit momentum λ ile, yani Heisenberg Lie cebiri element nerede b0 λ ile skaler çarpım ile hareket eder. Alan şu şekilde yazılabilir: C[x1,x2,...]vλ, nerede vλ ayırt edici bir temel durum vektörüdür. Modül kategorisi yarı basit değildir, çünkü değişmeli Lie cebirinin bir temsilini indükleyebilir burada b0 önemsiz davranır Ürdün bloğu. Rütbe için n ücretsiz bozon, birinin indirgenemez bir modülü var Vλ kompleksteki her λ vektörü için nboyutlu uzay. Her vektör bCn operatörü verir b0ve Fock alanı Vλ özelliği ile ayırt edilir, her biri b0 iç çarpım ile skaler çarpım gibi davranır (b, λ).

Sıradan halkaların aksine, köşe cebirleri, bir otomorfizme bağlı bir bükülmüş modül kavramını kabul eder. Otomorfizm için σ düzen Neylemin şekli var VMM((z1 / N)), Takip ederek monodrom durum: eğer senV tatmin eder σ sen = exp (2πik/N)sen, sonra senn = 0 sürece n tatmin eder n+k/NZ (uzmanlar arasında işaretler konusunda bazı anlaşmazlıklar var). Geometrik olarak, bükülmüş modüller bir cebirsel eğri üzerindeki dal noktalarına bir dallanmış Galois kapağı. Konformal alan teorisi literatüründe, bükülmüş modüller denir bükülmüş sektörler ve sicim teorisi ile yakından bağlantılıdır. orbifoldlar.

Köşe operatörü cebiri çift kafes ile tanımlanır

Kafes köşe cebir yapısı, köşe cebirlerini tanımlamak için orijinal motivasyondu. Kafes vektörlerine karşılık gelen serbest bozon için indirgenemez modüllerin bir toplamını alarak ve aralarında iç içe geçmiş operatörleri belirleyerek bir çarpma işlemi tanımlayarak oluşturulur. Yani, eğer Λ çift ​​kafestir, kafes köşe cebiri VΛ aşağıdaki gibi serbest bosonik modüllere ayrışır:

Kafes köşe cebirleri, kanonik olarak hatta integral kafesler kafeslerin kendileri yerine. Bu tür kafeslerin her biri, izomorfizmaya kadar benzersiz bir kafes köşe cebirine sahipken, köşe cebiri yapısı işlevsel değildir, çünkü kafes otomorfizmlerinin kaldırmada bir belirsizliği vardır.[1]

Söz konusu çift kapaklar, aşağıdaki kural ile benzersiz bir şekilde izomorfizmaya göre belirlenir: elemanlar biçime sahiptir ± eα kafes vektörleri için α ∈ Λ (yani, bir harita var Λ gönderme eα α'ya işaretleri unutur) ve çarpma ilişkileri tatmin eder eαeβ = (–1)(α, β)eβeα. Bunu tanımlamanın bir başka yolu da, eşit bir kafes verilmiş olmasıdır. Λbenzersiz (eş sınıra kadar) normalleştirilmiş cocycle ε(α, β) değerlerle ±1 öyle ki (−1)(α,β) = ε(α, β) ε(β, α), burada normalleştirme koşulu herkes için ε (α, 0) = ε (0, α) = 1'dir α ∈ Λ. Bu ortak döngü, merkezi bir uzantıya neden olur. Λ 2. sırayla bir grupla ve bükülmüş bir grup halkası elde ediyoruz Cε[Λ] temel ile eα (α ∈ Λ)ve çarpma kuralı eαeβ = ε(α, β)eα+β - cocycle koşulu ε yüzüğün çağrışımını sağlar.[3]

En düşük ağırlık vektörüne eklenen köşe operatörü vλ Fock alanında Vλ dır-dir

nerede zλ α-Fock uzayının herhangi bir öğesini alan doğrusal haritanın kısaltmasıdır Vα tek terimli z(λ,α). Fock uzayının diğer unsurları için köşe operatörleri daha sonra yeniden yapılandırma ile belirlenir.

Serbest bozon durumunda olduğu gibi, bir eleman tarafından verilen bir konformal vektör seçeneği vardır. s vektör uzayının Λ ⊗ C, ancak fazladan Fock boşluklarının tam sayıya sahip olması koşulu L0 özdeğerler seçimini kısıtlar s: ortonormal bir temel için xben1/2 vektör xben, 12 + s2 tatmin etmeli (s, λ) ∈ Z tüm λ ∈ Λ için, yani s çift ​​kafeste yatıyor.

Çift kafes Λ "kök vektörleri" ((α, α) = 2'yi sağlayanlar) tarafından oluşturulur ve herhangi iki kök vektörü, birbirini izleyen iç çarpımları sıfır olmayan bir kök vektörleri zinciriyle birleştirilir, ardından köşe operatörü cebiri, benzersiz basit bölümdür. Birinci seviyede karşılık gelen basitçe bağlanmış basit Lie cebirinin afin Kac-Moody cebirinin vakum modülünün. Bu, Frenkel – Kac (veya FrenkelKacSegal ) inşaat ve daha önceki yapımına dayanmaktadır. Sergio Fubini ve Gabriele Veneziano of takyonik köşe operatörü içinde çift ​​rezonans modeli. Diğer özelliklerin yanı sıra, kök vektörlerine karşılık gelen köşe operatörlerinin sıfır modları, orijinal olarak bir sunumla ilgili temelde yatan basit Lie cebirinin bir yapısını verir. Jacques Göğüsleri. Özellikle, tüm ADE tipi Lie gruplarının bir yapısı doğrudan kök kafeslerinden elde edilir. Ve bu genellikle 248 boyutlu grubu oluşturmanın en basit yolu olarak kabul edilir. E8.[3][4]

Köşe operatörü üstgebralar

Alttaki vektör uzayının bir süper uzay olmasına izin vererek (yani, bir Z/2Zdereceli vektör uzayı ) biri tanımlayabilir köşe superalgebra köşe cebiri ile aynı verilerle, 1 inç V+ ve T eşit bir operatör. Aksiyomlar esasen aynıdır, ancak yerellik aksiyomuna veya eşdeğer formülasyonlardan birine uygun işaretler dahil edilmelidir. Yani, eğer a ve b homojendir, biri karşılaştırır Y(a,z)Y(b,w) ile εY(b,w)Y(a,z), burada ε –1 ise her ikisi de a ve b tuhaf ve aksi halde 1. Buna ek olarak, sayfanın çift kısmında bir Virasoro öğesi ω varsa V2ve normal not verme kısıtlamaları karşılandığında V denir köşe operatörü superalgebra.

En basit örneklerden biri, tek bir serbest fermiyon ψ tarafından üretilen köşe operatörü süpergebra'dır. Bir Virasoro temsili olarak, merkezi yük 1 / 2'ye sahiptir ve en düşük 0 ve 1/2 ağırlığındaki Ising modüllerinin doğrudan toplamı olarak ayrışır. Bunu, ikinci dereceden uzayda Clifford cebirinin spin temsili olarak da tanımlayabiliriz. t1/2C[t,t−1](dt)1/2 kalıntı eşleşmesi ile. Köşe operatörü superalgebra, tüm modüllerin kendi doğrudan toplamları olması anlamında holomorfiktir, yani modül kategorisi vektör uzayları kategorisine eşdeğerdir.

Serbest fermiyonun tensör karesine serbest yüklü fermiyon adı verilir ve bozon-fermiyon yazışması ile, garip kafese bağlı kafes tepe üst köşesine izomorfiktir. Z.[3] Bu yazışma, Date-Jimbo-Kashiwara-Miwa tarafından inşa etmek için kullanılmıştır. Soliton için çözümler KP hiyerarşisi Doğrusal olmayan PDE'lerin.

Süper konformal yapılar

Virasoro cebirinde bazı süpersimetrik uzantılar doğal olarak görünen süper konformal alan teorisi ve süper sicim teorisi. N= 1, 2 ve 4 süper konformal cebirler özellikle önemlidir.

Birin sonsuz küçük holomorfik süper konformal dönüşümleri süper eğri (bir çift yerel koordinatla z ve N garip yerel koordinatlar θ1, ..., θN) bir süper stres-enerji tensörünün katsayıları tarafından üretilir T(z, θ1, ..., θN).

Ne zaman N=1, T bir Virasoro alanı tarafından verilen tuhaf kısmı var L(z) ve hatta bir alan tarafından verilen kısım

komütasyon ilişkilerine tabi

Operatör ürünlerinin simetrisi incelendiğinde, alan için iki olasılık olduğu bulunur. G: endeksler n ya hepsi tam sayıdır, Ramond cebiri veya tüm yarım tamsayılar, Neveu-Schwarz cebiri. Bu cebirlerin üniter ayrık seri temsilleri vardır. merkezi ücret

ve herkes için üniter temsiller c en düşük ağırlık ile 3 / 2'den büyük h sadece tarafından kısıtlandı hNeveu – Schwarz için ≥ 0 ve hcRamond için / 24.

Bir N= Bir köşe operatör cebirinde 1 süper konformal vektör V merkezi ücret c tuhaf bir elemandır τ ∈ V ağırlığı 3/2, öyle ki

G−1/2τ = ω ve katsayıları G(z) bir eylem vermek N= 1 Neveu – Schwarz cebiri merkezi yükte c.

İçin N= 2 süpersimetri, biri çift alanlar elde eder L(z) ve J(z) ve garip alanlar G+(z) ve G(z). Alan J(z) Heisenberg cebirlerinin bir eylemini oluşturur (fizikçiler tarafından bir U(1) akım). Hem Ramond hem de Neveu – Schwarz var N= 2 süper konformal cebir, üzerinde indekslemenin olup olmamasına bağlı olarak G alanlar integral veya yarı integraldir. Ancak U(1) akım, Ramond ve Neveu-Schwartz arasında enterpolasyon yapan tek parametreli bir izomorfik süper-konformal cebir ailesine yol açar ve bu yapı deformasyonu spektral akış olarak bilinir. Üniter temsiller, merkezi yük ile ayrık seriler tarafından verilmektedir. c = 3-6/m tamsayılar için m en az 3 ve en düşük ağırlıkların sürekliliği c > 3.

Bir N= Bir köşe operatörü cebri üzerindeki 2 süper konformal yapı, bir çift tek elemandır τ+, τ ağırlığı 3/2 ve τ olacak şekilde 1 ağırlıkta çift µ± oluşturmak G±(z) ve µ üretir J(z).

İçin N= 3 ve 4, üniter temsiller yalnızca ayrı bir ailede merkezi yüklere sahiptir. c=3k/ 2 ve 6ksırasıyla, olarak k pozitif tam sayıların üzerinde aralıklar.

Ek yapılar

  • Sabit nokta alt cebirleri: Bir köşe operatör cebirinde bir simetri grubunun eylemi verildiğinde, sabit vektörlerin alt cebiri de bir köşe operatörü cebiridir. 2013 yılında Miyamoto, Zhu'nun C durumu olmak üzere iki önemli sonluluk özelliği olduğunu kanıtladı.2 ve düzenlilik, sonlu çözülebilir grup eylemleri altında sabit noktalar alırken korunur.
  • Mevcut uzantılar: Bir köşe operatörü cebiri ve bazı integral konformal ağırlık modülleri verildiğinde, uygun koşullar altında, doğrudan toplam üzerinde bir köşe operatörü cebir yapısı tanımlanabilir. Kafes köşe cebirleri bunun standart bir örneğidir. Diğer bir örnek ailesi, Ising modellerinin tensör ürünleriyle başlayan ve uygun şekilde eşit kodlara karşılık gelen modüller ekleyen çerçeveli VOA'lardır.
  • Orbifoldlar: Holomorfik bir VOA üzerinde hareket eden sonlu bir döngüsel grup verildiğinde, bu bükülmüş modüller uygun konformal ağırlığa sahip olduğu sürece indirgenemez bükülmüş modülleri birleştirerek ve indüklenmiş bir otomorfizm altında sabit noktalar alarak ikinci bir holomorfik VOA inşa edebileceği varsayılır. Bunun, özel durumlarda doğru olduğu bilinmektedir, örneğin, kafes VOA'lara etki eden en fazla 3 sıra grupları.
  • Koset yapısı (Goddard, Kent ve Olive'e bağlı olarak): Bir köşe operatörü cebiri verildiğinde V merkezi ücret c ve bir set S vektörlerden biri değişkeni tanımlayabilir C(V,S) vektörlerin alt uzayı olmak v gelen tüm alanlarla kesinlikle işe gidip gelme Syani öyle ki Y(s,z)v ∈ V [[z]] hepsi için sS. Bu, bir köşe alt cebiri olduğu ortaya çıkıyor. Y, Tve miras alınan kimlik V. ve eğer S merkezi ücretin VOA'sıdır cSCommutant, merkezi şarjın VOA'sıdır ccS. Örneğin, SU(2) seviyesinde k+1 tensör çarpımı iki SU(2) seviyelerde cebir k ve 1, Virasoro ayrık serisini verir p=k+2, q=k+3 ve bu 1980'lerde varlıklarını kanıtlamak için kullanıldı. Yine SU(2), seviyenin yerleştirilmesi k+2 seviyesinin tensör ürününe k ve 2. seviye, N= 1 süper konformal ayrık seri.
  • BRST indirgemesi: Herhangi bir derece 1 vektör için v doyurucu v02= 0, bu operatörün kohomolojisi, derecelendirilmiş bir köşe üstbilgi yapısına sahiptir. Daha genel olarak, kalıntısı sıfır kareye sahip herhangi bir ağırlık 1 alanı kullanılabilir. Genel yöntem, bir kanonik farklılığa sahip olduğundan, fermiyonlarla tensör etmektir. Afin elde etmek için afin Kac-Moody cebirlerine uygulanan kuantum Drinfeld-Sokolov indirgemesi önemli bir özel durumdur. W-0 derece kohomoloji olarak algler. Bunlar W cebirler ayrıca, tarama operatörlerinin çekirdekleri tarafından verilen serbest bozonların köşe alt cebirleri olarak yapıları kabul ederler.

Ek örnekler

  • canavar tepe noktası cebiri ("kaçak içki modülü" olarak da adlandırılır), Borcherds'ın Canavar kaçak içki varsayımlar, 1988'de Frenkel, Lepowsky ve Meurman tarafından oluşturulmuştur. Bölme işlevi modüler değişmez olduğu için dikkate değerdir. j–744 ve onun otomorfizm grubu, en büyük sporadik basit gruptur. canavar grubu. Sülük kafesi VOA'nın orijinde Sülük kafesini yansıtarak indüklenen 2. sıra otomorfizma ile yörüngeye oturtulmasıyla inşa edilir. Yani, bir Leech lattice VOA'nın bükülmüş modül ile doğrudan toplamını oluşturur ve sabit noktaları indüklenmiş bir evrim altında alır. Frenkel, Lepowsky ve Meurman 1988'de şunu varsaydılar: benzersiz holomorfik köşe operatörü cebiridir ve merkezi yük 24 ve bölme işlevi j–744. Bu varsayım hala açıktır.
  • Chiral de Rham kompleksi: Malikov, Schechtman ve Vaintrob, bir yerelleştirme yöntemiyle, bir bcβγ (bozon-fermion süper alanı) sisteminin düzgün bir kompleks manifolda kanonik olarak bağlanabileceğini gösterdi. Bu kasnak kompleksi, ayırt edici bir diferansiyele sahiptir ve küresel kohomoloji, bir köşe süpergebrasıdır. Ben-Zvi, Heluani ve Szczesny, manifolddaki bir Riemann metriğinin bir N= 1 süper konformal yapı, bir N=2 structure if the metric is Kähler and Ricci-flat, and a hyperKähler structure induces an N=4 structure. Borisov and Libgober showed that one may obtain the two-variable elliptic genus of a compact complex manifold from the cohomology of Chiral de Rham – if the manifold is Calabi-Yau, then this genus is a weak Jacobi form.[5]

Related algebraic structures

  • If one considers only the singular part of the OPE in a vertex algebra, one arrives at the definition of a Lie konformal cebir. Since one is often only concerned with the singular part of the OPE, this makes Lie conformal algebras a natural object to study. There is a functor from vertex algebras to Lie conformal algebras that forgets the regular part of OPEs, and it has a left adjoint, called the "universal vertex algebra" functor. Vacuum modules of affine Kac–Moody algebras and Virasoro vertex algebras are universal vertex algebras, and in particular, they can be described very concisely once the background theory is developed.
  • There are several generalizations of the notion of vertex algebra in the literature. Some mild generalizations involve a weakening of the locality axiom to allow monodromy, e.g., the abelian intertwining algebras of Dong and Lepowsky. One may view these roughly as vertex algebra objects in a braided tensor category of graded vector spaces, in much the same way that a vertex superalgebra is such an object in the category of super vector spaces. More complicated generalizations relate to q-deformations and representations of quantum groups, such as in work of Frenkel–Reshetikhin, Etingof–Kazhdan, and Li.
  • Beilinson and Drinfeld introduced a sheaf-theoretic notion of chiral algebra that is closely related to the notion of vertex algebra, but is defined without using any visible power series. Verilen bir cebirsel eğri X, a chiral algebra on X bir DX-modül Bir equipped with a multiplication operation açık X×X that satisfies an associativity condition. They also introduced an equivalent notion of factorization algebra that is a system of quasicoherent sheaves on all finite products of the curve, together with a compatibility condition involving pullbacks to the complement of various diagonals. Any translation-equivariant chiral algebra on the affine line can be identified with a vertex algebra by taking the fiber at a point, and there is a natural way to attach a chiral algebra on a smooth algebraic curve to any vertex operator algebra.

Ayrıca bakınız

Notlar

  1. ^ The history of the Sugawara construction is complicated, with several attempts required to get the formula correct.[1]

Alıntılar

Kaynaklar

  • Borcherds, Richard (1986), "Vertex algebras, Kac-Moody algebras, and the Monster", Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri, 83: 3068–3071, Bibcode:1986PNAS...83.3068B, doi:10.1073/pnas.83.10.3068, PMC  323452, PMID  16593694
  • Borisov, Lev A.; Libgober, Anatoly (2000), "Elliptic genera of toric varieties and applications to mirror symmetry", Buluşlar Mathematicae, 140 (2): 453–485, arXiv:math/9904126, doi:10.1007/s002220000058, BAY  1757003
  • Frenkel, Edward; Ben-Zvi, David (2001), Vertex algebras and Algebraic Curves, Mathematical Surveys and Monographs, American Mathematical Society, ISBN  0-8218-2894-0
  • Frenkel, Igor; Lepowsky, James; Meurman, Arne (1988), Vertex operator algebras and the Monster, Saf ve Uygulamalı Matematik, 134Akademik Basın, ISBN  0-12-267065-5
  • Kac, Victor (1998), Vertex algebras for beginners, Üniversite Ders Serisi, 10 (2. baskı), Amerikan Matematik Derneği, ISBN  0-8218-1396-X
  • Wang, Weiqiang (1993), "Rationality of Virasoro vertex operator algebras", Duke Math. J. IMRN, 71: 197–211
  • Xu, Xiaoping (1998), Introduction to vertex operator superalgebras and their modulesSpringer, ISBN  079235242-4