Кіріспе

Математикада аффиндік Лай алгебрасы – қарапайым шексіз өлшемді Лай алгебрасынан каноникалық түрде құрылған шексіз өлшемді Лай алгебрасы. Аффиндік Лай алгебрасы берілген жағдайда, төменде сипатталғандай, байланысты аффиналды Кац-Муди алгебрасын да құруға болады. Математикалық тұрғыдан алғанда, аффиндік Лай алгебралары қызығушылық тудырады, себебі олардың бейнелеу теориясы, шекті өлшемді жартылай қарапайым Лай алгебраларының бейнелеу теориясы сияқты, жалпы Кац-Муди алгебраларына қарағанда жақсы түсінілген. Виктор Кац атап өткендей, аффиндік Лай алгебраларының мінездемелік формуласы белгілі бір комбинаторлық тепе-теңдіктерді, яғни Макдональд тепе-теңдіктерін білдіреді. Аффиндік Лай алгебралары, олардың құрылу жолына байланысты, іс тізбегі теориясында және екі өлшемді конформдық өріс теориясында маңызды рөл атқарады: қарапайым Лай алгебрасынан бастап, шеңбердегі (жабық іс тізбегі ретінде қарастырылатын) мәнді функциялар арқылы құрылған цикл алгебрасын қарастырамыз, олар нүктелік коммутатормен анықталады. Аффиндік Лай алгебрасы цикл алгебрасына бір қосымша өлшемді қосу және коммутаторды тривиальді емес жолмен өзгерту арқылы алынады, бұл физиктер кванттық аномалия (осы жағдайда WZW моделінің аномалиясы) деп, ал математиктер орталық кеңейту деп атайды. Көбірек айтқанда, егер σ қарапайым Лай алгебрасының автоморфизмі болса және ол оның Дикин диаграммасының автоморфизмімен байланысты болса, онда бұрылған цикл алгебрасы нақты сызықтағы f мәнді функцияларынан тұрады, олар бұрылған периодтық шартты қанағаттандырады. Олардың орталық кеңейтулері дәл бұрылған аффиндік Лай алгебралары болып табылады. Іс тізбегі теориясының көзқарасы аффиндік Лай алгебраларының көптеген терең қасиеттерін түсінуге көмектеседі, мысалы, олардың бейнелеулерінің мінездемелері модульдік топ астында бір-біріне өзгеретіні.

Динкин диаграммаларын құру

Әрбір аффиндік Ли алгебрасының Динкин диаграммасы, сәйкес қарапайым Ли алгебрасының диаграммасынан және қосымша түйінден тұрады, бұл түйін жорамал түбірді қосуға сәйкес келеді. Әрине, мұндай түйін Динкин диаграммасына кез келген жерге қосылмайды, бірақ әрбір қарапайым Ли алгебрасы үшін Ли алгебрасының сыртқы автоморфизмдер тобының кардиналдығына тең болатын бірнеше қосылу мүмкіндігі бар. Атап айтқанда, бұл топта әрқашан бірлік элемент болады, ал сәйкес аффиндік Ли алгебрасы бұрмаланбаған аффиндік Ли алгебрасы деп аталады. Егер қарапайым алгебра ішкі емес автоморфизмдерге ие болса, басқа Динкин диаграммаларын алуға болады, және олар бұрмаланған аффиндік Ли алгебраларына сәйкес келеді. + Аффиндік Ли алгебралары үшін Динкин диаграммалары. Көгалданған түсті қосымша түйіндері бар кеңейтілген (бұрмаланбаған) аффиндік Динкин диаграммалары жиынтығы. "Бұрмаланған" аффиндік түрлер (2) немесе (3) үстін сызықшамен белгіленеді. (k – графтың түйіндерінің саны)

Орталық кеңейтулерді жіктеу

Динкин диаграммасына қосымша түйіннің қосылуы келесі құрылымға сәйкес келеді. Аффиндік Ли алгебрасы әрқашан сәйкес қарапайым Ли алгебрасының циклдік алгебрасының орталық кеңейтімі ретінде құрастырылуы мүмкін. Егер біреу жартылай қарапайым Ли алгебрасымен бастауды қаласа, онда жартылай қарапайым алгебраның қарапайым компоненттерінің санына тең элементтер санымен орталық кеңейтуді жүзеге асыру қажет. Физикада көбінесе жартылай қарапайым алгебра мен абель алгебрасының тікелей қосындысы қарастырылады. Бұл жағдайда n абель генераторлары үшін n қосымша орталық элементтерді қосу қажет. Тиісті қарапайым ықшам Ли тобының циклдік тобының екінші интегралды кохомологиясы бүтін сандарға изоморфты. Аффиндік Ли тобының бір генератормен орталық кеңейтулері осы еркін циклдік топ үстіндегі топологиялық шеңберлік бунделдер болып табылады, олар фибрацияның бірінші Черн класы деп аталатын екі сынып бойынша жіктеледі. Сондықтан аффиндік Ли тобының орталық кеңейтулері физика әдебиетінде бірінші рет пайда болған k деңгейі деп аталатын бір параметрмен жіктеледі. Аффиндік ықшам топтардың бірлік жоғары салмақты бейнелері тек k табиғи сан болған кезде ғана болады. Жалпы алғанда, егер жартылай қарапайым алгебраны қарастырсақ, әрбір қарапайым компонент үшін орталық заряд болады.

Картон-Вейл негіздері

Шекті жағдайдағыдай, Картан-Вейл негізін анықтау – аффиндік Ли алгебраларының құрылымын анықтаудағы маңызды қадам. Шекті өлшемді, қарапайым, кешенді Ли алгебрасын Картан субалгебрасымен және белгілі бір тамыр жүйесімен анықтайық. белгілеуін енгізе отырып, үшін Картан-Вейл негізін, аффиндік Ли алгебрасы үшін кеңейтуге тырысуға болады, мұнда абельдік субалгебра құрайды. және -ның үстіндегі өзіндік мәндері тиісінше және болып табылады және -дан тәуелсіз. Сондықтан, тамыр осы абельдік субалгебраға қатысты шексіз дегенеративті. Жоғарыда сипатталған туындыны абельдік субалгебраға қосу, оны аффиндік Ли алгебрасы үшін Картан субалгебрасына айналдырады, оның өзіндік мәндері тең.

Өкілдік теориясы

Афиналық Ли алгебраларының бейнелеу теориясы көбінесе Верма модульдерін қолдана отырып дамытылады. Жарым қарапайым Ли алгебраларындағыдай, бұл жоғары салмақты модульдер болып табылады. Шектелген өлшемді бейнелеулер жоқ; себебі шектелген өлшемді Верма модулінің нөлдік векторлары міндетті түрде нөлге тең, ал аффиналық Ли алгебраларында олар нөлдік емес. Бұл шамамен айтқанда, Киллинг формасы белгілі бір бағыттар бойынша Лоренцтік болғандықтан, кейде жіптегі "жарық конустық координаттар" деп аталады. "Радиалды реттелген" ток операторларының көбейтінділерін, уақытқа ұқсас бағытты жіптің әлемдік беті бойындағы уақыт ретінде және кеңістіктік бағытты кеңістік ретінде қарастыра отырып, уақытқа ұқсас қалыпты реттелген түсінуге болады.

Аффинді түбір алгебрасы

Вакуумдық бейнелеу шындығында түйін алгебрасы құрылымымен жабдықталуы мүмкін, мұндай жағдайда ол белгілі бір дәрежелі аффиндік түйін алгебрасы деп аталады. Аффиндік Лай алгебрасы табиғи түрде Кац-Муди алгебрасына кеңейеді, ал дифференциал түйін алгебрасындағы аударма операторымен бейнеленеді.

Вейл тобы және таңбалары

Афиналық Ли алгебрасының Вейль тобы, боғау алгебрасын анықтау үшін қолданылатын Ли алгебрасының (нөлдік режим алгебрасының) Вейль тобы мен кортүбір тордың жартылай тікелей көбейтіндісі ретінде жазылуы мүмкін. Афиналық Ли алгебраларының алгебралық белгілерінің Вейль белгілер формуласы Вейль-Кац белгілер формуласына жалпыланады. Осыдан бірнеше қызықты құрылымдар туындайды. Жакоби тета-функциясының жалпыламаларын құруға болады. Бұл тета функциялары модульдік топ бойынша түрленеді. Жартлай қарапайым Ли алгебраларының әдеттегі бөлімдегіш теңдіктері де жалпыланады; себебі белгілерді "деформациялар" немесе ең жоғары салмақтың q аналогтары ретінде жазуға болады, бұл көптеген жаңа комбинаторлық теңдіктерге, соның ішінде Дедекинд эта-функциясы үшін бұрын белгісіз көптеген теңдіктерге әкелді. Бұл жалпыламаларды Лэнглендс бағдарламасының практикалық мысалы ретінде қарастыруға болады.

Қолданбалар

Сугавара құрылысына байланысты, кез келген аффинді Ли алгебрасының әмбебап орауыш алгебрасы Вирасоро алгебрасын кішіалгебра ретінде қамтиды. Бұл аффинді Ли алгебраларына WZW модельдері немесе коссет модельдері сияқты конформдық өріс теорияларының симметрия алгебралары болып табысуға мүмкіндік береді. Осының салдарынан, аффинді Ли алгебралары сонымен қатар жол бетінің (worldsheet) сипаттамасындағы струна теориясында да кездеседі.