Кіріспе
Математикалық термин "бұрыс қаптамалар" — нақты немесе күрделі көпқырлы, немесе топологиялық тұрғыдан қабатталған кеңістіктер, тіпті дара болатын топологиялық кеңістіктермен байланысты белгілі бір Абельдік категориялардың объектілерін білдіреді. Бұл ұғым Джозеф Бернштейн, Александр Бейлинсон және Пьер Делинье (1982) еңбектерінде Риман-Гилберт сәйкестігінің нәтижесі ретінде енгізілді, ол туынды категориялар мен реттелген голономдық D модульдері арасында байланыс орнатады. Бұрыс қаптамалар — бұл соңғыларының жеке D модульдеріне сәйкес келетін объектілері (олардың жалпы кешендері емес); бұрыс қаптама әдетте қаптамалардың кешенімен бейнеленеді. Бұрыс қаптамалар туралы ұғым Кашивараның 1975 жылғы голономдық D модульдерінің шешімдерінің құрылымына арналған мақаласында жасырынып жатқан. Маңызды байқау — Марк Горески мен Роберт Макферсонның қиылыс гомологиясын шын мәнінде бұрыс қаптамалар болатын қаптама кешендерін пайдаланып сипаттауға болатыны еді. Бастапқыда-ақ бұрыс қаптамалар алгебралық геометрия, топология, анализ және дифференциалдық теңдеулердің тоғысқан жеріндегі маңызды математикалық объектілер екені анық болды. Олар сонымен қатар сандар теориясы, алгебра және өкілдік теориясында да маңызды рөл атқарады.
Алдын ала ескертулер
Перверстік шоғыр деген атау француз тіліндегі "faisceaux pervers" сөзінің шамамен аудармасы болып келді. Бұл атаудың себебі, перверстік шоғырлар – шоғырлардың кешендері, олар шоғырлармен бірнеше ортақ белгілеріне ие: олар абельдік санатты құрайды, оларда когомология бар, ал біреуін құру үшін оны әр жерде жергілікті түрде құру жеткілікті. "Перверс" деген сөздің шығу тегі қиылыс когомология теориясымен байланысты, ал оның бастауын Бейлинсон–Бернштейн–Делинье анықтамасы түсіндіреді. Перверстік шоғырды гомологиялық алгебрадағы үшбұрышты санаттар арқылы анықтау өте күшті алгебралық сипатқа ие, бірақ Горески–Макферсон теориясынан туындайтын негізгі мысалдар топологиялық сипатта болады, себебі перверстік шоғырлар санатындағы қарапайым объектілер – қиылыс когомология кешендері. Бұл Макферсонды Морс теориясы негізінде бүкіл теорияны геометриялық тұрғыда қайта қарастыруға ынталандырды. Көптеген өкілдік теориясы қолданбалары үшін перверстік шоғырларды белгілі бір формальды қасиеттері бар "қара жәшік" ретінде қарастыруға болады.
The Beilinson–Bernstein–Deligne definition of a perverse sheaf proceeds through the machinery of triangulated categories in homological algebra and has a very strong algebraic flavour, although the main examples arising from Goresky–MacPherson theory are topological in nature because the simple objects in the category of perverse sheaves are the intersection cohomology complexes. This motivated MacPherson to recast the whole theory in geometric terms on a basis of Morse theory. For many applications in representation theory, perverse sheaves can be treated as a 'black box', a category with certain formal properties.
Қарапайым мысал
X - түпнұсқаның айналасындағы диск болсын, мұнда түпнұсқа – бірегей дара қабат. Онда X-тегі перверстік қаптар санаты, және инвертирленетін векторлық кеңістіктер диаграммалары санатына эквивалентті. Әрі қарай, перверстік қаптарды сипаттау үшін киверлерді қолдануға болады.
Қасиеттері
Перверстік бумалар категориясы – (абельдік емес) бумалардың туынды категориясының абельдік субкатегориясы, ол сәйкес t-құрылымының ядросына тең және Вердие дуалдығымен сақталады. X схемасындағы перверстік l-адық бумалардың шектелген туынды категориясы, X схемасына қатысты күрделі аналитикалық кеңістіктегі конструктивті бумалардың туынды категориясына эквивалентті, және X/C схемасына қатысты бумалар үшін де осыған ұқсас.
Қолданбалар
Перверстік қаптар – ерекше кеңістіктердің геометриясы үшін маңызды құрал. Сондықтан, олар математиканың түрлі салаларында қолданылады. Риман-Хилберт сәйкестігінде перверстік қаптар тұрақты голономиялық D модульдерге сәйкес келеді. Бұл қолданыс перверстік қаптардың «табиғатта» кездесетін ұғым екенін көрсетеді. Қатты Лефшец теоремасының кеңейтілген түрі болып табылатын ыдырау теоремасы перверстік қаптарды пайдалануды қажет етеді. Ходж модульдері, шамамен айтқанда, Ходж теориясы тұрғысынан қарағанда перверстік қаптардың нақтылануы болып табылады. Геометриялық Сатак теңдестігі аффинді Грассманниандағы эквивариантты перверстік қаптарды редуктивті топтың Лангландс екілік тобының өрнектерімен сәйкестендіреді. Перверстік қаптарды қолдана отырып, Вейл болжамдарын дәлелдеу туралы материалдарда келтірілген.
Сызық теориясы
Массасыз өрістер суперструналық тығыздауларда мақсатты кеңістіктегі когомология кластарымен сәйкестендірілді (яғни төрт өлшемді Минковски кеңістігі алты өлшемді Калаби-Яу (CY) көптігімен). Материя мен өзара әрекеттесу мазмұнын анықтау үшін осы кеңістіктердің (ко)гомологиясын егжей-тегжейлі талдау қажет: тиімді физикалық модельдегі барлық массасыз өрістер белгілі бір (ко)гомология элементтерімен бейнеленеді. Дегенмен, мақсатты кеңістік жекешелікке ие болғанда мазасыз салдар туындайды. Жекешелік мақсатты кеңістік, CY көптігінің бөлігі ғана жекешелік екенін білдіреді, өйткені Минковски кеңістігі тегіс. Мұндай CY-дың жекешелік түрі конифол деп аталады, себебі ол конус тәрізді жекешеліктерге ие CY көптігі болып табылады. Эндрю Стромингер (A. Strominger, 1995) конифолдар массасыз қара тесіктерге сәйкес келетінін байқады. Конифолдар ішектік теориядағы маңызды объектілер: Брайан Грин өзінің «Таразылы Ғаламшар» кітабының 13-тарауында конифолдар физикасын түсіндіреді, оның ішінде кеңістік конусқа жақын жыртылуы мүмкін және оның топологиясы өзгеруі мүмкін екенін айтады. Бұл жекешелік мақсатты кеңістіктер, яғни конифолдар, суперсиметриялық теориялардың кең класында, соның ішінде суперішектік теорияда (E. Witten, 1982) кездесетін алгебралық сорттардың белгілі бір жеңіл дегенерацияларына сәйкес келеді. Негізінен, жекешелік мақсатты кеңістіктердегі әртүрлі когомология теориялары әртүрлі нәтижелер береді, сондықтан физика қай теорияны жақсы көретінін анықтау қиын. Массасыз өрістерге сәйкес келетін когомологияның бірнеше маңызды сипаттамалары өріс теорияларының жалпы қасиеттеріне негізделген, атап айтқанда (2,2) суперсимметриялық 2 өлшемді әлемдік қабат өріс теориялары. Бұл қасиеттер, «Кэлерлік жиынтық» деп белгілі (T. Hubsch, 1992), жекешелік және тегіс мақсатты кеңістіктер үшін сақталуы керек. Пол Грин мен Тристан Хабш (P. Green & T. Hubsch, 1988) жекешелік CY мақсатты кеңістіктер арасында қозғалу үшін жекешеліктің кішкентай ажыратылуы немесе деформациясы арқылы өту қажет екенін анықтады (T. Hubsch, 1992) және оны «конифол транзициясы» деп атады. Тристан Хабш (T. Hubsch, 1997) осы когомология теориясы жекешелік мақсатты кеңістіктер үшін қандай болуы керек екенін болжады. Тристан Хабш пен Абдул Рахман (T. Hubsch and A. Rahman, 2005) Хабш болжамын шешу үшін Виттеннің өлшенген сызықтық сигма моделінің (E. Witten, 1993) көлденең емес жағдайын талдау арқылы жұмыс істеді, бұл оқшауланған конус тәрізді жекешеліктер жағдайында осы алгебралық сорттардың қабатталуын тудырады (негізгі күйдің сорты деп аталады). Белгілі бір жағдайларда осы негізгі күйдің сорты белгілі бір негізде 1 өлшемді экзокервпен (экзостраттар деп аталады) бекітілген оқшауланған конус тәрізді жекешеліктері бар конусқа ие екені анықталды (P. Green & T. Hubsch, 1988; T. Hubsch, 1992). T. Hubsch және A. Rahman осы негізгі күйдің сортының барлық өлшемдеріндегі (ко)гомологиясын анықтады, оны айналы симметриямен және ішектік теориямен үйлесімді деп тапты, бірақ ортаңғы өлшемде кедергіге тап болды (T. Hubsch and A. Rahman, 2005). Бұл кедергі Хабштің ішектік жекешелік когомологиясы туралы болжамын қайта қарастыруды талап етті (T. Hubsch, 1997). 2002 жылдың қысында T. Hubsch пен A. Rahman осы кедергіні талқылау үшін R. M. Goreskyмен кездесті. R. M. Goresky мен R. MacPherson арасындағы талқылаулар барысында R. MacPherson Хабш болжамын қанағаттандыратын және кедергіні шешетін когомологияға ие болатын мұндай бүлінген буып бар екенін байқады. R. M. Goresky мен T. Hubsch A. Rahmanның Ph. D. диссертациясына MacPherson Vilonen (R. MacPherson & K. Vilonen, 1986) зигзаг құрылымын пайдалана отырып, өзіндік қос бүлінген буынды салу бойынша кеңес берді (A. Rahman, 2009). Бұл бүлінген буып оқшауланған конус тәрізді жекешеліктер үшін Хюбш болжамын дәлелдеді, Пуанкаре дуалдығын қанағаттандырды және Кэлерлік жиынтықтың кейбір қасиеттерімен сәйкес келді. Жоғары кодименсиялық қабаттар үшін осы бүлінген буыптың барлық Кэлерлік жиынтығын қанағаттандыру мәселесі әлі де ашық. Маркус Банагл (M. Banagl, 2010; M. Banagl, et al., 2014) Хабш болжамын Хабш жұмысына (T. Hubsch, 1992, 1997; P. Green and T. Hubsch, 1988) және А. Рахманның оқшауланған жекешеліктерге арналған бастапқы ансазына (A. Rahman, 2009) шабыттанған жоғары кодименсиялық қабаттар үшін қиылысу кеңістіктері арқылы қарастырды.