Кіріспе

Математикалық жалпылау түрі, яғни бастапқы нұсқасы – q 1-ге жақындағандағы шек. Математикада теореманың, тепе-теңдіктің немесе өрнектің q аналогы – бұл жаңа параметрді қамтитын жалпылау, ол q → 1 шегінде бастапқы теореманы, тепе-теңдікті немесе өрнекті қайтарады. Әдетте математиктерді табиғи түрде туындайтын q аналогтары қызықтырады, белгілі нәтижелерге кездейсоқ q аналогтарын жасаудан гөрі. Ең ерте зерттелген q аналогы – 19 ғасырда енгізілген негізгі гипергеометриялық қатар. q аналогтары көбінесе математикалық комбинаторика және арнайы функциялар салаларында зерттеледі. Мұндай жағдайларда, q → 1 шегі көбінесе формалды болады, себебі q көбінесе дискретті мәнге ие (мысалы, ол жай ғана күш болуы мүмкін). q аналогтары көптеген салаларда қолданылады, соның ішінде фракталдар мен мультифракталдық өлшемдерді зерттеуде, сондай-ақ хаотикалық динамикалық жүйелердің энтропиясы үшін өрнектерде. Фракталдар мен динамикалық жүйелерге қатыстылығы көптеген фракталдық үлгілердің Фуксиандық топтардың симметриясына ие болуымен байланысты (мысалы, Индраның інжу-маржандары мен Аполлон тығыны), әсіресе модульдік топқа. Бұл байланыс гиперболалық геометрия және эргодикалық теория арқылы жүзеге асырылады, онда эллипстік интегралдар мен модульдік формалар маңызды рөл атқарады; q қатарларының өзі эллипстік интегралдармен тығыз байланысты. q аналогтары кванттық топтарды зерттеуде және q деформацияланған супералгебраларда да кездеседі. Бұл жердегі байланыс ұқсас, себебі іс тізбесі теориясының көп бөлігі Риман беттерінің тілінде құрылған, нәтижесінде эллипстік қисықтармен байланыстар пайда болады, олар өз кезегінде q қатарларымен байланысты.

Циклдік қырып-қыру

Q = (e^(2πi/n))^d болсын, бұл біртіндегі n-ші бірлік түбірінің d-ші дәрежесі. C – элементі c арқылы құрылған n реттік циклдік топ болсын. X – {1, 2, ..., n} жиынының k элементті кіші жиындықтарының жиыны болсын. C тобының X-ке қатысты канондық әрекеті c элементін (1, 2, ..., n) циклдық пермутациясына жіберу арқылы анықталады. Онда X-тегі cd-нің тұрақты нүктелерінің саны тең келеді.

q → 1

Керісінше, q-ны өзгертуге және q аналогтарын деформациялар ретінде қарастыруға мүмкіндік беретін болсақ, 1=q=1 комбинаторлық жағдайын q аналогтарының 1=q→1 лиміті ретінде қарастыруға болады (көп жағдайда формулаларда 1=q=1 деп тікелей қоюға болмайды, сондықтан лимит алу қажет). Бұл бір элементі бар өріс арқылы формальдастырылуы мүмкін, ол комбинаториканы бір элементі бар өрістегі сызықтық алгебра ретінде қайта жаңартады: мысалы, Вейль топтары – бір элементі бар өрістегі қарапайым алгебралық топтар.

Физикалық ғылымдардағы қолдану

q аналогтары көп жағдайда көп денелік проблемалардың нақты шешімдерінде кездеседі. Мұндай жағдайларда q → 1 лимиті көбінесе салыстырмалы түрде қарапайым динамикаға сәйкес келеді, мысалы, сызықтық емес өзара әрекеттесулер болмағанда, ал q < 1 кері байланыспен күрделі сызықтық емес режимді түсінуге мүмкіндік береді. Атомдық физикадан алынған мысал – сыртқы магнит өрісінің Фешбах резонансы арқылы өтуі кезінде ультрасуық фермиондық атомдық газdan молекулалық конденсат құру моделі. Бұл процесс операторлардың SU(2) алгебрасының q деформацияланған түрімен сипатталатын модель арқылы сипатталады, ал оның шешімі q деформацияланған экспоненциалдық және биномдық таралымдармен беріледі.