Введение
В математике, пара Гельфэнда - пара (G, K и hairsp;) состоящая из группы G и подгруппы K (называемой подгруппой Эйлера G), которая удовлетворяет определенному свойству на ограниченных представлениях. Теория пар Гельфэнда тесно связана с темой сферических функций в классической теории специальных функций и с теорией римановских симметричных пространств в дифференциальной геометрии. В общем, теория существует для абстрагирования от этих теорий их содержания с точки зрения гармонического анализа и теории представления. Когда G - конечная группа, самое простое определение, грубо говоря, состоит в том, что (K,K ) двойные косеты в G перемещаются. Более точно, алгебра Гекка, алгебра функций на G, которые являются инвариантными при переводе с обеих сторон на K, должна быть коммутативной для свертывания на G. В целом, определение пары Гельфанд примерно такое, что ограничение на K любого неснижаемого представления G содержит тривиальное представление K с множественностью не более 1. В каждом случае следует указать класс рассматриваемых представлений и значение "содержит".
In general, the definition of Gelfand pair is roughly that the restriction to K of any irreducible representation of G contains the trivial representation of K with multiplicity no more than 1. In each case, one should specify the class of considered representations and the meaning of "contains".
Определения
В каждой области класс представлений и определение ограничения для представлений немного отличаются. Здесь приведены ясные определения в нескольких таких случаях.
Ли группа с закрытой подгруппой
Когда G - группа Ли, а K - закрытая подгруппа, пара (G,K) называется обобщенной парой Гельфэнда, если для любого неснижаемого унитарного представления G на пространстве Гильберта размерность HomK ((, C) меньше или равна 1, где ∞ обозначает подпредставление гладких векторов.
Редуктивная группа над локальным полем с закрытой подгруппой
Когда G - редуктивная группа над локальным полем, а K - закрытая подгруппа, в литературе встречаются три (возможно, не эквивалентных) понятия пары Гельфанд. Мы назовем их здесь GP1, GP2 и GP3. GP1) Для любого неснижаемого допустимого представления G размерность HomK ((, C) меньше или равна 1. GP2) Для любого неснижаемого допустимого представления G у нас есть , где обозначает гладкий двойник. GP3) Для любого неснижаемого унитарного представления G на гильбертовом пространстве размерность HomK ((, C) меньше или равна 1. Здесь допустимое представление - это обычное понятие допустимого представления, когда местное поле не является архимедийским. Когда локальное поле является архимедийским, допустимое представление означает скользкое представление Фрешета умеренного роста, так что соответствующий модуль Хариша Чандры допустим. Если локальное поле является архемедовым, то GP3 является тем же, что и обобщенное свойство Гельфэнда, определенное в предыдущем случае. Очевидно, GP1 ⇒ GP2 ⇒ GP3.
Сильные пары Gelfand
Пара (G, K) называется сильной парой Гельфанд, если пара (G × K, ΔK) является парой Гельфанд, где ΔK ≤ G × K является диагональной подгруппой: {(k, k) в G × K: k в K}. Иногда это свойство также называют свойством множества один. Каждый из вышеперечисленных случаев может быть адаптирован к сильным парам Gelfand. Например, пусть G будет конечной группой. Тогда следующие эквиваленты. (G,K) - сильная пара Гелфандов. Алгебра функций на инварианте G относительно конъюгации на K (с умножением, определяемым свертыванием) является коммутативной. Для любого неснижаемого представления G и τ K пространство HomK ((τ,) не более чем одномерно. Для любого неснижаемого представления G и τ K пространство HomK ((,τ) имеет не более 1 измерения.
Локально компактная топологическая группа с компактной подгруппой
В этом случае существует классический критерий, обусловленный Гельфандом, для того, чтобы пара (G, K) была Гельфандом: предположим, что существует инволюционный антиавтоморфизм σ G s. t. любой двойной косет (K, K) является инвариантом σ. Тогда пара (G,K) является парой Гельфанд. Этот критерий эквивалентен следующему: предположим, что существует инволюционный антиавтоморфизм σ G, такой, что любая функция на G, которая инвариантная по отношению как к правому, так и к левому перемещениям K, является инвариантной σ. Тогда пара (G,K) является парой Гельфанд.
Редуктивная группа над локальным полем с закрытой подгруппой
В этом случае существует критерий, связанный с Гельфандом и Кажданом, для того, чтобы пара (G,K) удовлетворяла GP2. Предположим, что существует инволюционный антиавтоморфизм σ G, такой, что любое (K,K) двойное инвариантное распределение на G является инвариантом σ. Тогда пара (G,K) удовлетворяет GP2; см. Если вышеуказанное утверждение верно только для положительных определённых распределений, то пара удовлетворяет GP3 (см. следующий случай). Свойство GP1 часто следует из GP2. Например, это верно, если существует инволюционный антиавтоморфизм G, который сохраняет K и сохраняет каждый закрытый класс конъюгации. Для G = GL ((n) транспозиция может служить такой инволюцией.
Ли группа с закрытой подгруппой
В этом случае существует следующий критерий для пары (G,K), которая является обобщенной парой Гельфанд. Предположим, что существует инволюционный антиавтоморфизм σ G s. t. любое инвариантное положительное определенное распределение K × K на G является инвариантом σ. Тогда пара (G, K) является обобщенной парой Гельфэнда; см.
Критерии сильного имущества Gelfand
Все вышеперечисленные критерии можно превратить в критерии для сильных пар Гельфэнда, заменив двустороннее действие K × K действием конъюгации K.
Скрученные пары Gelfand
Обобщением понятия пары Гельфанд является понятие извращенной пары Гельфанд. А именно, пара (G, K) называется извращенной парой Гельфэнда относительно символа χ группы K, если свойство Гельфэнда верно, когда тривиальное представление заменяется символом χ. Например, в случае, когда K компактна, это означает, что размерность HomK ((, χ)) меньше или равна 1. Критерий для пар Гельфанд можно адаптировать к случаю скрученных пар Гельфанд.
Симметричные пары
Свойство Гельфанд часто удовлетворяется симметричными парами. Пара (G, K) называется симметричной парой, если существует инволюционный автоморфизм θ G, такой, что K является союзом соединенных компонентов группы инвариантных элементов θ: Gθ. Если G - соединенная редуктивная группа над R и K = Gθ - компактная подгруппа, то (G,K) - пара Гельфэнда. Пример: G = GL ((n,R) и K = O ((n,R), подгруппа ортогональных матриц. В общем, это интересный вопрос, когда симметричная пара редуктивной группы над локальным полем имеет свойство Гельфэнда. Для симметричных пар первого ранга этот вопрос был исследован в и Пример симметричной пары Гельфэнда высокого ранга (GL ((n + k), GL ((n) × L ((k)). Это было доказано в более чем неархимедских локальных полях, а позже во всех локальных полях с нулевой характеристикой. Более подробно о вопросе для симметричных пар высокого ранга см.
An example of high rank Gelfand symmetric pair is (GL(n + k), GL(n) × L(k)). This was proven in over non archimedean local fields and later in for all local fields of characteristic zero. For more details on this question for high rank symmetric pairs see.
Классификация
Пара Гельфанд часто используется для классификации необратимых представлений следующим образом: Пусть (G,K) будет парой Гельфанд. Нередуцируемое представление G, называемое K, отличается, если HomK ((,C) является 1-мерным. Представление Ind ((C) является моделью для всех K различных представлений, т. е. любое K различное представление появляется там с множественностью ровно 1. Аналогичное понятие существует для скрученных пар Гельфэнда. Пример: Если G - это редуктивная группа над локальным полем, а K - ее максимальная компактная подгруппа, то K различных представлений называют сферическими, такие представления могут быть классифицированы через соответствие Сатакэ. Понятие сферического представления лежит в основе понятия модуля Хариша Чандры. Пример: Если G - это разделенная редуктивная группа на локальное поле, а K - ее максимальная одноипотентная подгруппа, то пара (G, K) является извращенной парой Гельфэнда с любым не дегенерировавшим символом ψ (см.). В этом случае K различных представлений называют общими (или не дегенерированными) и их легко классифицировать. Почти любое необратимое представление является общим. Уникальное (до скалярного) встраивание общего представления в Ind ((ψ) называется моделью Уиттакера. В случае G = GL ((n) существует более тонкая версия вышеуказанного результата, а именно существует конечная последовательность подгрупп Ki и символов s. t. (G,Ki) является извращенной парой Gelfand w. r. t. и любое необратимое унитарное представление Ki отличается ровно одним i (см.).
Строительство Gelfand Zeitlin
Можно также использовать пары Гельфэнда для построения основ для необратимых представлений: предположим, что у нас есть последовательность {1} G1 Gn s. t. (Gi, Gi−1) является сильной парой Гельфэнда. Для простоты предположим, что Gn компактна. Тогда это дает каноническое разложение любого неразложимого представления Gn на 1-мерные подпредставления. Когда Gn = U (n) (унитарная группа), эта конструкция называется основой Гельфанд-Зайтлина. Поскольку представления U ((n) такие же, как и алгебраические представления GL ((n), то мы также получаем основу любого алгебраического необратимого представления GL ((n). Однако следует помнить, что построенная основа не является канонической, поскольку она зависит от выбора встраиваний U(i) U(i+1).
Разделение периодов автоморфных форм
Более позднее использование пар Гельфэнда является для разделения периодов автоморфных форм. Пусть G является редуктивной группой, определенной на глобальном поле F, и пусть K является алгебраической подгруппой G. Предположим, что для любого места F пара (G, K) является парой Гельфэнда над завершением Пусть m будет автоморфной формой над G, тогда его H период делится как произведение локальных факторов (т.е. факторов, которые зависят только от поведения m в каждом месте). Теперь предположим, что у нас есть семейство автоморфных форм с комплексным параметром s. Тогда период этих форм является аналитической функцией, которая делится на произведение локальных факторов. Часто это означает, что эта функция является определенной функцией L, и это дает аналитическое продолжение и функциональное уравнение для этой функции L. Примечание: обычно эти периоды не сходятся, и их следует регуляризировать.
Обобщение теории представления
Возможный подход к теории представления заключается в том, чтобы рассматривать теорию представления группы G как гармонический анализ группы G w. r. t. двустороннее действие G × G. Действительно, знание всех неснимаемых представлений G эквивалентно знанию декомпозиции пространства функций на G как представление G × G. В этом подходе теория представления может быть обобщена путем замены пары (G × G, G) любой сферической парой (G, K). Затем мы будем приведены к вопросу гармонического анализа на пространстве G/K w. r. t. действие G. Теперь свойство Гельфанда для пары (G, K) является аналогом леммы Шура. Используя этот подход, можно взять любые концепции теории представления и обобщить их в случае сферической пары. Например, относительная трасса формулы получается из трасса формулы этой процедурой.
Now the Gelfand property for the pair (G,K) is an analog of the Schur's lemma. Using this approach one can take any concepts of representation theory and generalize them to the case of spherical pair. For example, the relative trace formula is obtained from the trace formula by this procedure.
Симметричные пары Гельфанд первого ранга
Пусть F является локальным полем с нулевой характеристикой. (SL{n + 1, F), GL{n, F)) для n > 5. (Sp(2n + 2, F), Sp(2n, F)) × Sp(2, F)) для n > 4. (SO(V F), SO(V)) где V - векторное пространство над F с не дегенерированной квадратной формой.
Симметричные пары высокого ранга
Пусть F является локальным полем с нулевой характеристикой. Пусть G является редуктивной группой над F. Ниже приведены примеры симметричных пар Гельфэнда высокого ранга: (G × G, ΔG): Следует из леммы Шура. (GL(n + k, F), GL(n, F) × GL(k, F)). (O(n + k, C), O(n, C) × O(k, C)). (GL, C), O, C)
(G × G, ΔG): Follows from Schur's lemma. (GL(n + k, F), GL(n, F) × GL(k, F)). (O(n + k, C), O(n, C) × O(k, C)). (GL(n, C), O(n, C)).