Кіріспе

Абстрактілік алгебрада, әсіресе векторлық кеңістіктердегі дегенерацияланбаған квадраттық нысандар теориясында, дегенерацияланбаған квадраттық нысан үшін шекті өлшемді нақты және кешенді Клиффорд алгебралары сақиналар ретінде толығымен жіктеледі. Әр жағдайда Клиффорд алгебрасы R, C немесе H (квартерниондар) үстіндегі толық матрицалық сақинаға немесе мұндай алгебраның екі көшірмесінің тікелей қосындысына алгебралық изоморфты болады, бірақ канондық түрде емес. Төменде әртүрлі Клиффорд алгебралары алгебралық изоморфты болуы мүмкін екені көрсетілген, мысалы, Cl1,1(R) және Cl2,0(R) сақиналары, олар екеуі де нақты сандардағы екі-екілік матрицалар сақинасына сақина ретінде изоморфты.

Нотациялау және конвенциялар

Клиффорд көбейтіндісі – Клиффорд алгебрасының нақты сақиналық көбейтіндісі, және осы мақаладағы барлық алгебралық гомоморфизмдер осы сақиналық көбейтіндіге қатысты. Клиффорд алгебралары ішінде анықталған басқа көбейтінділер, мысалы сыртқы көбейтінді, және генераторлардың ерекшеленген V подкеңістігі сияқты басқа құрылымдар мұнда қолданылмайды. Бұл мақалада Клиффорд көбейтуі үшін (+) белгісі қолданылады, сондықтан V генераторларының векторлық кеңістігіндегі барлық v векторлары үшін, Q – V векторлық кеңістігіндегі квадраттық форма. Біз K бөліну алгебрасының элементтерімен жазылған n × n матрицалар алгебрасын Mn(K) немесе End(Kn) деп белгілейміз. Осындай екі бірдей алгебраның тікелей қосындысы Mn(K) ⊕ Mn(K) деп белгіленеді, ол Mn(K ⊕ K)-ге изоморфты.

Bott кезеңділігі

Клиффорд алгебралары комплекс сандарға қатысты 2-реттік периодтылықты және нақты сандарға қатысты 8-реттік периодтылықты көрсетеді, бұл тұрақты унитарлық топтың гомотопиялық топтары мен тұрақты ортогоналды топтың ұқсас периодтылықтарымен байланысты және Ботт периодтылығы деп аталады. Бұл байланыс Ботт периодтылығына циклдық кеңістіктердің геометриялық моделі арқылы түсіндіріледі: олардың классикалық топтардың бір-біріне 2-реттік/8-реттік периодты енуі (Клиффорд алгебраларының изоморфизм топтарына сәйкес келеді), ал олардың тізбекті бөлінділері – унитарлық/ортогоналды топтың циклдық кеңістіктеріне гомотопиялық түрде тең симметриялық кеңістіктер.

Бір өлшемді күрделі спинерлер

Классификация Дирак спинорларын және Вейль спинорларын жұп өлшемде анықтауға мүмкіндік береді. Жұп n өлшемде Клиффорд алгебрасы Cln(C) End(CN) -ге изоморфты, оның негізгі бейнелеуі 1=Δn := CN. Күрделі Дирак спиноры Δn элементі болып табылады. "Күрделі" термині бұл күрделі векторлық кеңістіктің емес, күрделі Клиффорд алгебрасының бейнелеу кеңістігінің элементі екенін көрсетеді. Cln0(C) жұп субалгебрасы End(CN/2) ⊕ End(CN/2) -ге изоморфты, демек ол екі ирредукцияланбайтын бейнелеу кеңістігінің тікелей қосындысына ыдырайды, олардың әрқайсысы CN/2 -ге изоморфты. Сол жаққа бұрылған (сәйкесінше оң жаққа бұрылған) күрделі Вейль спиноры Δ (сәйкесінше, Δ) элементі болып табылады.

Күрделі Клиффорд алгебрасы үшін құрылым теоремасының дәлелі

Құрылым теоремасын индуктивті түрде дәлелдеу оңай. Базалық жағдайларда Cl0(C) жай ғана C ≅ End(C) болып табылады, ал Cl1(C) жалғыз гамма матрицасын 1=γ1 = (1, −1) деп анықтау арқылы алгебра C ⊕ C ≅ End(C) ⊕ End(C) арқылы беріледі. Бізге сондай-ақ Cl2(C) ≅ End(C2) қажет болады. Паули матрицаларын 1=γ1 = σ1, 1=γ2 = σ2 деп орнату арқылы Клиффорд алгебрасын құруға болады. Шығарылған алгебраның кеңеюі End(C2) болады. Дәлелдеу Cln+2(C) ≅ Cln(C) ⊗ Cl2(C) изоморфизмін құру арқылы аяқталады. γa Cln(C) және Cl2(C) үшін генератор болсын. 1=ω = i хиральдық элемент болсын, ол 1=ω2 = 1 және 1=ω + = 0 шартын қанағаттандырады. Бұларды 1 ≤ a ≤ n үшін 1=Γa = γa ⊗ ω және 1=a = n + 1, n + 2 үшін 1=Γa = 1 ⊗ деп орнату арқылы Cln+2(C үшін гамма матрицаларын құруға болады. Бұлардың қажетті Клиффорд алгебра шартын қанағаттандыратындығы көрсетіледі және Клиффорд алгебрасының әмбебап қасиеті бойынша Cln(C) ⊗ Cl2(C) → Cln+2(C) изоморфизмі бар. Соңында, жұп жағдайда бұл индукциялық гипотеза бойынша Cln+2(C) ≅ End(CN) ⊗ End(C2) ≅ End(CN+1) дегенді білдіреді. Тензор көбейтіндісі тікелей сомалар бойынша таратылатындықтан, тақ жағдай да осылай болады.

Нақты оқиға

Нақты жағдай әлдеқайда күрделі, 2 емес, 8 периодтылықты көрсетеді, және Клиффорд алгебраларының 2 параметрлік тобы бар.

Орталығы

Егер n (эквивалентті, 1=p − q) жұп болса, Clp,q(R) алгебрасы орталық қарапайым және сондықтан Артин–Уэддерберн теоремасы бойынша R немесе H үстіндегі матрицалық алгебраға изоморфты. Егер n (эквивалентті, 1=p − q) тақ болса, алгебра енді орталық қарапайым емес, бірақ псевдоскалярлар мен скалярларды қамтитын орталыққа ие. Егер n тақ және 1=ω2 = +1 (эквивалентті, егер 1=p − q ≡ 1 (mod 4)) болса, күрделі жағдайдағыдай, Clp,q(R) алгебрасы әрқайсысы орталық қарапайым және R немесе H үстіндегі матрицалық алгебраға изоморфты изоморфты алгебралардың тікелей қосындысына ыдырайды. Егер n тақ және 1=ω2 = −1 (эквивалентті, егер 1=p − q ≡ −1 (mod 4)) болса, Clp,q(R) алгебрасының ортасы C-ге изоморфты және оны күрделі алгебра деп қарастыруға болады. Күрделі алгебра ретінде ол орталық қарапайым және C үстіндегі матрицалық алгебраға изоморфты.