W-алгебра
В конформной теории поля и теории представлений W -алгебра — это ассоциативная алгебра , обобщающая алгебру Вирасоро . W-алгебры были введены Александром Замолодчиковым , [1] а название «W-алгебра» происходит от того, что Замолодчиков использовал букву W для одного из элементов одного из своих примеров.
Определение
[ редактировать ]W-алгебра — это ассоциативная алгебра, порождённая модами конечного числа мероморфных полей. , включая тензор энергии-импульса . Для , является основным полем конформной размерности . [2] Генераторы алгебры связаны с мероморфными полями модовыми разложениями
Коммутационные отношения задаются алгеброй Вирасоро , которая параметризуется центральным зарядом . Это число еще называют центральным зарядом W-алгебры. Коммутационные отношения
эквивалентны предположению, что является основным полем измерения .Остальные коммутационные соотношения в принципе могут быть определены путем решения тождеств Якоби .
Учитывая конечный набор конформных размерностей (не обязательно все различные), количество W-алгебр, порожденных может быть ноль, один или несколько. Полученные W-алгебры могут существовать для всех , или только для некоторых конкретных значений центрального заряда. [2]
W-алгебра называется свободно порожденной , если ее образующие не подчиняются никаким иным соотношениям, кроме соотношений коммутации. Наиболее часто изучаемые W-алгебры являются свободно порожденными, включая алгебры W(N). [3] В этой статье разделы, посвященные теории представлений и корреляционным функциям, относятся к свободно порождаемым W-алгебрам.
Конструкции
[ редактировать ]Хотя можно построить W-алгебры, предполагая существование ряда мероморфных полей и решения тождеств Якоби существуют также систематические конструкции семейств W-алгебр.
Редукция Дринфельда-Соколова
[ редактировать ]Из конечномерной алгебры Ли , вместе с вложением , W-алгебра может быть построена из универсальной обертывающей аффинной алгебры Ли по типу конструкции БРСТ . [2] Тогда центральный заряд W-алгебры является функцией уровня аффинной алгебры Ли.
Строительство Козет
[ редактировать ]Учитывая конечномерную алгебру Ли , вместе с подалгеброй , и W-алгебра можно построить из соответствующих аффинных алгебр Ли . Поля, которые генерируют являются полиномами токов и их производные, коммутирующие с токами . [2] Центральное обвинение в представляет собой разность центральных зарядов и , которые сами по себе определяются по уровню постройкой Сугавары .
Коммутатор набора отсевов
[ редактировать ]Учитывая голоморфное поле со значениями в и набор векторы , W-алгебра может быть определена как набор многочленов и его производные, которые коммутируют с проверочными зарядами . Если векторы являются простыми корнями алгебры Ли , результирующая W-алгебра совпадает с алгеброй, полученной из методом редукции Дринфельда-Соколова. [4]
Алгебры W(N)
[ редактировать ]Для любого целого числа , алгебра W(N) — это W-алгебра, порождённая мероморфные поля размерностей . Алгебра W(2) совпадает с алгеброй Вирасоро .
Строительство
[ редактировать ]Алгебра W(N) получается редукцией Дринфельда-Соколова аффинной алгебры Ли .
Вложения параметризуются целочисленными разбиениями , интерпретируемый как разложение фундаментального представления из в представления . Набор размерностей образующих полученной W-алгебры такова, что где это -мерное неприводимое представление . [5]
Тривиальный раздел соответствует алгебре W(N), а соответствует сам. В случае , раздел приводит к алгебре Бершадского-Полякова, порождающие поля которой имеют размерность .
Характеристики
[ редактировать ]Центральный заряд алгебры W(N) задается через уровень аффинной алгебры Ли
в обозначениях, где центральный заряд аффинной алгебры Ли равен
Можно выбрать базис так, чтобы коммутационные соотношения были инвариантны относительно .
Хотя алгебра Вирасоро является подалгеброй универсальной обертывающей алгебры , алгебра W(N) с не является подалгеброй универсальной обертывающей алгебры . [6]
Пример алгебры W(3)
[ редактировать ]Алгебра W(3) порождается генераторами алгебры Вирасоро , плюс еще одно бесконечное семейство генераторов . Коммутационные отношения [2]
где – центральный заряд, и мы определяем
Поле таков, что .
Теория представлений
[ редактировать ]Представления с наибольшим весом
[ редактировать ]Представление W-алгебры с наивысшим весом — это представление, которое порождается первичным состоянием: вектором такой, что
для некоторых номеров называемые зарядами, включая конформную размерность .
Учитывая набор зарядов, соответствующий модуль Вермы является наибольшим представлением с наибольшим весом, которое генерируется первичным состоянием с этими зарядами. Основой модуля Verma является
где — множество упорядоченных кортежей строго положительных целых чисел типа с , и . За исключением сами элементы этого базиса называются состояниями-потомками, а их линейные комбинации также называются состояниями-потомками.
Для общих значений зарядов модуль Верма является единственным представлением с наивысшим весом. Для особых значений зарядов, которые зависят от центрального заряда алгебры, существуют другие представления с наивысшим весом, называемые вырожденными представлениями. Вырожденные представления существуют, если модуль Верма приводим иони являются факторами модуля Верма по его нетривиальным подмодулям.
Вырожденные представления
[ редактировать ]Если модуль Вермы приводим, любой неразложимый подмодуль сам по себе является представлением с наивысшим весом и генерируется состоянием, которое является одновременно потомком и основным, называемым нулевым состоянием или нулевым вектором. Вырожденное представление получается путем установки одного или нескольких нулевых векторов в ноль. Установка всех нулевых векторов в ноль приводит к неприводимому представлению.
Структуры и характеры неприводимых представлений могут быть выведены путем редукции Дринфельда-Соколова из представлений аффинных алгебр Ли. [7]
Существование нулевых векторов возможно только при -зависимые ограничения на заряд . Модуль Вермы может иметь только конечное число нулевых векторов, которые не являются потомками других нулевых векторов. Если мы начнем с модуля Вермы, который имеет максимальное количество нулевых векторов, и установим все эти нулевые векторы равными нулю, мы получим неприводимое представление, называемое полностью вырожденным представлением.
Например, в случае алгебры W(3) модуль Верма с исчезающими зарядами имеет три нулевых вектора на уровнях 1, 1 и 2. Установка этих нулевых векторов в ноль дает полностью вырожденное представление, называемое вакуумным модулем. Простейшее нетривиальное полностью вырожденное представление W(3) имеет исчезающие нулевые векторы на уровнях 1, 2 и 3, выражения которых явно известны. [8]
Альтернативная характеристика полностью вырожденного представления состоит в том, что его произведение слияния с любым модулем Вермы представляет собой сумму конечного числа неразложимых представлений. [8]
Случай W(N)
[ редактировать ]Представления со старшим весом удобно параметризовать не набором зарядов , но элементом весового пространства , называемый импульсом.
Позволять быть простыми корнями , со скалярным произведением заданной матрицей Картана , чьи ненулевые элементы . положительные простые корни — это суммы любого количества последовательных простых корней, а вектор Вейля — их полусумма. , который подчиняется . Основные веса определяются . Тогда импульс является вектором
Обвинения являются функциями импульса и центрального заряда, инвариантными относительно действия группы Вейля . В частности, представляет собой многочлен от импульса степени , что при автоморфизме диаграммы Дынкина ведет себя как . Конформная размерность [9]
Параметризуем центральный заряд числом такой, что
Если имеется положительный корень и два целых числа такой, что [9]
тогда модуль импульса Верма имеет нулевой вектор на уровне . Этот нулевой вектор сам по себе является основным состоянием импульса. или эквивалентно (посредством отражения Вейля) .Число независимых нулевых векторов — это количество положительных корней таких, что (с точностью до отражения Вейля).
Максимальное количество нулевых векторов - это количество положительных корней. . Соответствующие импульсы имеют вид [9]
где являются целочисленными доминирующими весами , т.е. элементами , которые являются старшими весами неприводимых конечномерных представлений . Давайте позвоним соответствующее вполне вырожденное представление алгебры W(N).
Неприводимое конечномерное представление из самого большого веса имеет конечный набор весов , с . Его тензорное произведение с модулем Верма веса является . Продукт слияния полностью вырожденного представления W(N) с модулем Верма импульса тогда
Корреляционные функции
[ редактировать ]Основные поля
[ редактировать ]До первичного состояния заряда , соответствие поля состояния связывает первичное поле , операторное произведение которого расширяется полями являются
На любом поле , режим тензора энергии-импульса действует как производная, .
Личности приходов
[ редактировать ]На сфере Римана, если на бесконечности нет поля, имеем . Для , личность может быть вставлено в любую корреляционную функцию. Следовательно, поле дает начало глобальные идентификаторы Уордов.
Идентификаторы местного прихода получаются путем вставки , где — мероморфная функция такая, что . В корреляционной функции первичных полей локальные тождества Уорда определяют действие с с точки зрения действия с .
Например, в случае трехточечной функции на сфере W(3)-первичных полей локальные тождества Уорда определяют все трехточечные функции-потомки как линейные комбинации трехточечных функций-потомков, которые включают только . Глобальные тождества Уорда в дальнейшем сводят задачу к определению трехточечных функций типа для .
Поэтому в алгебре W(3), как и в общих W-алгебрах, корреляционные функции полей-потомков не могут быть выведены из корреляционных функций первичных полей с использованием тождеств Уорда, как это было в случае алгебры Вирасоро. Модуль AW(3)-Верма появляется в результате слияния двух других модулей W(3)-Верма с кратностью, которая, вообще говоря, бесконечна.
Дифференциальные уравнения
[ редактировать ]Корреляционная функция может подчиняться дифференциальному уравнению, которое обобщает уравнения БПЗ, если поля имеют достаточно много исчезающих нулевых векторов.
Четырехточечная функция W(N)-примарных полей на сфере с одним вполне вырожденным полем подчиняется дифференциальному уравнению, если но не если . В последнем случае для существования дифференциального уравнения одно из других полей должно иметь исчезающие нулевые векторы. Например, четырехточечная функция с двумя полями импульсов (полностью вырожденный) и с (почти полностью вырожденное) подчиняется дифференциальному уравнению, решениями которого являются обобщенные гипергеометрические функции типа . [10]
Приложения к конформной теории поля
[ редактировать ]W-минимальные модели
[ редактировать ]W-минимальные модели являются обобщениями минимальных моделей Вирасоро, основанных на W-алгебре. Их пространства состояний состоят из конечного числа полностью вырожденных представлений. Они существуют при некоторых рациональных значениях центрального заряда: в случае алгебры W(N) — значения типа
AW(N)-минимальная модель с центральным зарядом может быть построено как смежный класс моделей Весса-Зумино-Виттена . [11]
Например, двумерная критическая модель Поттса с тремя состояниями имеет центральный заряд . Спиновые наблюдаемые модели могут быть описаны в терминах недиагональной минимальной модели Вирасоро D-серии с , или в терминах диагональной W(3)-минимальной модели с .
Конформная теория Тоды
[ редактировать ]Конформная теория Тоды — это обобщение теории Лиувилля , основанное на W-алгебре. Учитывая простую алгебру Ли , лагранжиан является функционалом поля который принадлежит корневому пространству , с одним членом взаимодействия для каждого простого корня:
Это зависит от космологической постоянной , что не играет существенной роли, а по параметру , что связано с центральным зарядом. Полученная теория поля представляет собой конформную теорию поля, алгебра киральной симметрии которой представляет собой W-алгебру, построенную из методом редукции Дринфельда-Соколова.Для сохранения конформной симметрии в квантовой теории принципиально важно, чтобы членов взаимодействия было не больше, чем компоненты вектора . [4]
Методы, которые приводят к решению теории Лиувилля, могут быть применены к W(N)-конформной теории Тоды, но они приводят только к аналитическому определению определенного класса трехточечных структурных констант: [10] и W(N)-конформная теория Тоды с не решена.
Логарифмическая конформная теория поля
[ редактировать ]За центральную плату , алгебра Вирасоро может быть расширена тройкой образующих размерности , образуя таким образом W-алгебру с набором размерностей . Тогда на основе этой W-алгебры, которая является логарифмической, можно построить рациональную конформную теорию поля. [12] Простейший случай получается для , имеет центральный заряд , и особенно хорошо изучен, в том числе при наличии границы. [13]
Связанные понятия
[ редактировать ]Классические W-алгебры
[ редактировать ]Конечные W-алгебры
[ редактировать ]Конечные W-алгебры — это некоторые ассоциативные алгебры, ассоциированные с нильпотентными элементами полупростых алгебр Ли . [14]
Исходное определение, данное Александром Преметом, начинается с пары состоящая из редуктивной алгебры Ли над комплексными числами и нильпотентным элементом e .По теореме Джекобсона-Морозова e является частью тройки sl 2 ( e , h , f ). Разложение по собственным пространствам ad( h ) индуцирует -оценка по :
Определите персонажа (т.е. гомоморфизм из к тривиальной 1-мерной алгебре Ли) по правилу , где обозначает форму Киллинга . Это приводит к невырожденной антисимметричной билинейной форме на градуированной фигуре -1 по правилу:
После выбора любого лагранжева подпространства , мы можем определить следующую нильпотентную подалгебру, которая действует на универсальной обертывающей алгебре присоединенным действием .
Левый идеал универсальной обертывающей алгебры созданный инвариантен относительно этого действия. Из краткого расчета следует, что инварианты в под объявлением наследовать структуру ассоциативной алгебры от . Инвариантное подпространство называется конечной W-алгеброй, построенной из , и обычно обозначается .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Zamolodchikov, A.B. (1985). "Infinite extra symmetries in two-dimensional conformal quantum field theory". Akademiya Nauk SSSR. Teoreticheskaya I Matematicheskaya Fizika (in Russian). 65 (3): 347–359. ISSN 0564-6162 . MR 0829902 .
- ^ Jump up to: а б с д и Уоттс, Джерард М.Т. (1997). «W-алгебры и их представления» (PDF) . В Хорвате — Залан; Палла, Ласло (ред.). Конформные теории поля и интегрируемые модели (Будапешт, 1996) . Конспект лекций по физ. Том. 498. Берлин, Нью-Йорк: Springer-Verlag . стр. 55–84. дои : 10.1007/BFb0105278 . ISBN 978-3-540-63618-2 . МР 1636798 . S2CID 117999633 .
- ^ де Бур, Дж.; Фехер, Л.; Хонеккер, А. (1994). «Класс -алгебр с бесконечно порожденным классическим пределом». Ядерная физика Б . 420 (1–2). Эльзевир Б.В.: 409–445. arXiv : hep-th/9312049 . Бибкод : 1994НуФБ.420..409Д . дои : 10.1016/0550-3213(94)90388-3 . ISSN 0550-3213 . S2CID 11747034 .
- ^ Jump up to: а б Литвинов, Алексей; Сподынейко, Лев (2016). «О W-алгебрах, коммутирующих с множеством экранировок». Журнал физики высоких энергий . 2016 (11): 138. arXiv : 1609.06271 . Бибкод : 2016JHEP...11..138L . дои : 10.1007/jhep11(2016)138 . ISSN 1029-8479 . S2CID 29261029 .
- ^ Крейциг, Томас; Хикида, Ясуаки; Рённе, Питер Б. (2016). «Соответствия между моделями WZNW и CFT с симметрией W-алгебры». Журнал физики высоких энергий . 2016 (2): 48. arXiv : 1509.07516 . Бибкод : 2016JHEP...02..048C . дои : 10.1007/jhep02(2016)048 . ISSN 1029-8479 . S2CID 44722579 .
- ^ Букнегт, Питер; Схоутенс, Карельян (1993). «W-симметрия в конформной теории поля». Отчеты по физике . 223 (4): 183–276. arXiv : hep-th/9210010 . Бибкод : 1993PhR...223..183B . дои : 10.1016/0370-1573(93)90111-П . ISSN 0370-1573 . МР 1208246 . S2CID 118959569 .
- ^ Де Вос, Коос; ван Дрил, Питер (1996). «Гипотеза Каждана–Люстига для W-алгебр». Журнал математической физики . 37 (7). Издательство AIP: 3587–3610. arXiv : hep-th/9508020 . Бибкод : 1996JMP....37.3587D . дои : 10.1063/1.531584 . ISSN 0022-2488 . S2CID 119348884 .
- ^ Jump up to: а б Уоттс, GMT (1995). «Слияние в алгебре W3». Связь в математической физике . 171 (1): 87–98. arXiv : hep-th/9403163 . дои : 10.1007/bf02103771 . ISSN 0010-3616 . S2CID 86758219 .
- ^ Jump up to: а б с Фатеев Владимир; Рибо, Сильвен (2010). «Конформная теория Тоды с границей». Журнал физики высоких энергий . 2010 (12): 089. arXiv : 1007.1293 . Бибкод : 2010JHEP...12..089F . дои : 10.1007/jhep12(2010)089 . ISSN 1029-8479 . S2CID 17631088 .
- ^ Jump up to: а б Фатеев В.А.; Литвинов, А.В. (05.11.2007). «Корреляционные функции в конформной теории поля Тоды I». Журнал физики высоких энергий . 2007 (11): 002. arXiv : 0709.3806 . Бибкод : 2007JHEP...11..002F . дои : 10.1088/1126-6708/2007/11/002 . ISSN 1029-8479 . S2CID 8189544 .
- ^ Чанг, Чи-Мин; Инь, Си (2012). «Пересмотр корреляторов в минимальной модели WN». Журнал физики высоких энергий . 2012 (10). arXiv : 1112.5459 . дои : 10.1007/jhep10(2012)050 . ISSN 1029-8479 . S2CID 119114132 .
- ^ Габердиэль, Матиас Р.; Кауш, Хорст Г. (1996). «Рациональная логарифмическая конформная теория поля». Буквы по физике Б. 386 (1–4). Эльзевир Б.В.: 131–137. arXiv : hep-th/9606050 . Бибкод : 1996PhLB..386..131G . дои : 10.1016/0370-2693(96)00949-5 . ISSN 0370-2693 . S2CID 13939686 .
- ^ Габердиэль, Маттиас Р; Рункель, Инго (08 ноября 2006 г.). «Теория логарифмического тройка с границей». Журнал физики A: Математический и общий . 39 (47): 14745–14779. arXiv : hep-th/0608184 . Бибкод : 2006JPhA...3914745G . дои : 10.1088/0305-4470/39/47/016 . ISSN 0305-4470 . S2CID 10719319 .
- ^ Ван, Вэйцян (2011). «Нильпотентные орбиты и конечные W-алгебры». Ин Неер, Эрхард; Сэвидж, Алистер; Ван, Вэйцян (ред.). Геометрическая теория представлений и расширенные аффинные алгебры Ли . Серия коммуникаций Института Филдса. Том. 59. Провиденс Р.И. стр. 71–105. arXiv : 0912.0689 . Бибкод : 2009arXiv0912.0689W . ISBN 978-082185237-8 . МР 2777648 .
{{cite book}}
: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- де Бур, Ян; Тьин, Тьярк (1993), «Квантование и теория представлений конечных W-алгебр» , Communications in Mathematical Physics , 158 (3): 485–516, arXiv : hep-th/9211109 , Bibcode : 1993CMaPh.158..485D , doi : 10.1007/bf02096800 , ISSN 0010-3616 , MR 1255424 , S2CID 204933347
- Букнегт, П.; Схоутенс, К., ред. (1995), W-симметрия , Расширенная серия по математической физике, вып. 22, Ривер-Эдж, Нью-Джерси: World Scientific Publishing Co., doi : 10.1142/2354 , ISBN 978-981021762-4 , МР 1338864
- Браун, Джонатан, Конечные W-алгебры классического типа (PDF)
- Дики, Луизиана (1997), «Лекции по классическим W-алгебрам», Журнал прикладной математики , 47 (3): 243–321, doi : 10.1023/A:1017903416906 , ISSN 0167-8019 , S2CID 118573600
- Ган, Ви Лян; Гинзбург, Виктор (2002), «Квантование срезов Слодовы», International Mathematics Research Notes , 2002 (5): 243–255, arXiv : math/0105225 , doi : 10.1155/S107379280210609X , ISSN 1073-7928 , MR 1876 934 , S2CID 13895488
- Лосев, Иван (2010), «Квантованные симплектические действия и W-алгебры», Журнал Американского математического общества , 23 (1): 35–59, arXiv : 0707.3108 , Bibcode : 2010JAMS...23...35L , doi : 10.1090/S0894-0347-09-00648-1 , ISSN 0894-0347 , MR 2552248 , S2CID 16211165
- Поуп, CN (1991), Лекции по W-алгебрам и W-гравитации , Лекции, прочитанные в Триестской летней школе по физике высоких энергий, август 1991 г., arXiv : hep-th/9112076 , Bibcode : 1991hep.th...12076P