Кіріспе

Математика мен теориялық физикада Стоун-Вон Нейман теоремасы позиция және импульс операторлары арасындағы канондық коммутациялық қатынастардың бірегейлігінің әртүрлі тұжырымдамаларының кез келгеніне сілтеме жасайды. Ол Маршалл Стоун және Джон фон Нейманның құрметіне аталған.

Гейзенберг тобы

P және Q үшін жоғарыда көрсетілген канондық коммутациялық қатынастар, n оң бүтін сан болғанда, жалпы Гейзенберг тобының H2n+1 Лай алгебрасын анықтайтын коммутациялық қатынастармен сәйкес келеді. Бұл (n + 2) × (n + 2) формасындағы квадраттық матрицалардың Лай тобы. Шындығында, Гейзенберг тобын пайдаланып, Стоун-фон Нейман теоремасын бейнелеу теориясының тілінде қайта формулиреуге болады. H2n+1 тобының центрі M(0, 0, c) матрицаларынан тұратынын ескеріңіз. Дегенмен, бұл центр Гейзенбергтің бастапқы ККР-леріндегі бірлік оператор емес. Гейзенберг тобының Лай алгебрасы генераторлары, мысалы, үшін , ал центрлік генератор 1=z = log M(0, 0, 1) = exp(z) − 1 бірлікке тең емес. Бұл бейнелеулердің барлығы бірлікке эквивалентті емес; және Hn центрінде тривиальды емес кез келген ирредукциялық бейнелеу осылардың біреуімен ғана бірлікке эквивалентті. Uh операторы бірлік оператор болып табылады, өйткені ол бірлік ретінде қарастырылатын екі оператордың композициясы: ha-ға қарай солға жылжу және абсолюттік мәні 1-ге тең функцияға көбейту. Uh-ның мультипликативті екенін көрсету – қарапайым есеп. Теореманың қиын бөлігі – бірегейлікті көрсету болып табылады; алайда, бұл талап жоғарыда айтылған Стоун-фон Нейман теоремасынан оңай шығады. Біз төменде белгілі бір шекті Гейзенберг топтары үшін сәйкес Стоун-фон Нейман теоремасының дәлелін келтіреміз. Атап айтқанда, Гейзенберг тобының Hn центрінде тривиальды емес π, π′ ирредукциялық бейнелеулері, Hn центріндегі кез келген z үшін 1=π(z) = π′(z) болған жағдайда және тек осы жағдайда ғана бірлікке эквивалентті болады. Сандар теориясында және модульдік формалар теориясында маңызды рөл атқаратын Гейзенберг тобының бір бейнелеуі – тета бейнелеуі, себебі Якоби тета функциясы Гейзенберг тобының дискретті кіші тобының әрекетіне инвариантты.

Жалпылау

Стоун-Вон Нейман теоремасы көптеген жалпыламаларға ие. Джордж Маккидің ерте жұмыстарының көп бөлігі, Фробениус бастапқыда шекті топтар үшін дамытқан индукцияланған өкілдіктер теориясын, жергілікті компактты топологиялық топтардың унитарлық өкілдіктерінің контекстіне қолдану үшін жасалған.