Jump to content

Гипотеза зеркальной симметрии

В математике зеркальная симметрия - это гипотетическая связь между определенными многообразиями Калаби – Яу и построенным «зеркальным многообразием». Гипотеза позволяет связать количество рациональных кривых на многообразии Калаби-Яу (закодированных как инварианты Громова-Виттена ) с интегралами из семейства многообразий (закодированными как интегралы периода от вариации структур Ходжа ). Короче говоря, это означает, что существует связь между количеством родов алгебраические кривые степени на сорте Калаби-Яу и интегралы на двойственном многообразии . Эти отношения были первоначально открыты Канделасом , де ла Оссой , Грином и Парксом. [1] в статье, посвященной изучению общего квинтического трехмерного многообразия в как разновидность и конструкция [2] из квинтиковой семьи Дворков предоставление . Вскоре после этого Шелдон Кац написал обзорную статью. [3] обрисовывает часть их конструкции и предполагает, какой может быть строгая математическая интерпретация.

Построение зеркала квинтической тройки.

[ редактировать ]

Первоначально конструкция зеркальных многообразий была открыта с помощью специальной процедуры. По сути, к общей квинтике тройки должно быть ассоциировано однопараметрическое семейство Калаби-Яу многообразий который имеет множество особенностей. После раздутия этих особенностей они разрешаются и появляется новое многообразие Калаби-Яу. был построен. у которого был перевернутый ромб Ходжа. В частности, существуют изоморфизмы но самое главное, есть изоморфизм где теория струн ( А- модель ) для государств в заменяется теорией струн ( В- моделью ) имеющие состояния в . Теория струн в А-модели зависела только от келеровой или симплектической структуры на в то время как B-модель зависит только от сложной структуры . Здесь мы обрисуем первоначальную конструкцию зеркальных многообразий и рассмотрим теорию струн и гипотезу о зеркальных многообразиях в следующем разделе этой статьи.

Комплексные модули

[ редактировать ]

Напомним, что общее квинтическое тройное многообразие [2] [4] в определяется однородным полиномом степени . Этот полином эквивалентно описывается как глобальное сечение линейного расслоения. . [1] [5] Обратите внимание, что векторное пространство глобальных разделов имеет размерность. но есть две эквивалентности этих многочленов. Во-первых, полиномы при масштабировании алгебраическим тором [6] (ненулевые масштабаторы базового поля) с учетом эквивалентных пространств. Во-вторых, проективная эквивалентность задается автоморфизмов группой , который размерный. Это дает пространство размерных параметров с , который можно построить с помощью геометрической теории инвариантов . Набор соответствует классам эквивалентности полиномов, которые определяют гладкие трехмерные многообразия Калаби-Яу квинтики в , дающий пространство модулей квинтик Калаби-Яу. [7] Теперь, используя двойственность Серра и тот факт, что каждое многообразие Калаби-Яу имеет тривиальное каноническое расслоение , пространство деформаций имеет изоморфизм с часть Ходжа структуры . Согласно теореме Лефшеца о гиперплоскости, единственной нетривиальной группой когомологий является поскольку остальные изоморфны . Используя характеристику Эйлера и класс Эйлера , который является высшим классом Чженя , размерность этой группы равна . Это потому, что Используя структуру Ходжа, мы можем найти размеры каждого из компонентов. Во-первых, потому что Калаби-Яу, так давая числа Ходжа , следовательно задающая размерность пространства модулей многообразий Калаби-Яу. По теореме Богомолева-Тяна-Тодорова все такие деформации беспрепятственны, поэтому гладкое пространство на самом деле является пространством модулей трехмерных многообразий пятой степени. Весь смысл этой конструкции в том, чтобы показать, как комплексные параметры в этом пространстве модулей преобразуются в кэлеровы параметры зеркального многообразия.

Зеркальный коллектор

[ редактировать ]

Существует выдающееся семейство многообразий Калаби-Яу. называется семьей Дворков . Это проективная семья над комплексной плоскостью . Теперь обратите внимание, что существует только одно измерение сложных деформаций этого семейства, исходящее из имеющие различные значения. Это важно, потому что ромб Ходжа зеркального коллектора имеет В любом случае, семья имеет группу симметрии действуя посредством Обратите внимание на проективность является причиной состояния Соответствующее частное многообразие имеет разрешение крепантное [2] [5] взорвав особенности давая новое многообразие Калаби-Яу с параметры в . Это зеркальный коллектор и имеет где каждое число Ходжа .

Идеи из теории струн

[ редактировать ]

В теории струн есть класс моделей, называемых нелинейными сигма-моделями , которые изучают семейства отображений. где это род алгебраическая кривая и Калаби -Яу . Эти кривые называются мировыми листами и представляют рождение и смерть частицы в виде замкнутой струны. Поскольку струна со временем может разделиться на две или более струны, и в конечном итоге эти струны сойдутся вместе и схлопнутся в конце времени жизни частицы, алгебраическая кривая математически представляет это время жизни струны. Для простоты первоначально рассматривались только кривые рода 0, и многие результаты, популяризированные в математике, были сосредоточены только на этом случае.

Кроме того, в физической терминологии эти теории гетеротические теории струн, потому что они имеют суперсимметрия бывает парной, поэтому на самом деле существует четыре суперсимметрии. Это важно, поскольку подразумевает наличие пары операторов действующий на гильбертовом пространстве состояний, но определенный только с точностью до знака. Именно эта двусмысленность изначально подсказала физикам, что должна существовать пара многообразий Калаби-Яу, имеющих двойственные теории струн, которые обмениваются этой двусмысленностью друг с другом.

Пространство имеет сложную структуру, которая представляет собой интегрируемую почти комплексную структуру , и поскольку это кэлерово многообразие , оно обязательно имеет симплектическую структуру называемая формой Кэлера , которую можно комплексифицировать до комплексифицированной формы Кэлера который является закрытым -форма, следовательно, ее класс когомологий находится в Основная идея гипотез зеркальной симметрии заключается в изучении деформаций или модулей сложной структуры. и комплексифицированная симплектическая структура таким образом, что эти двое двойственны друг другу. В частности, с точки зрения физики. [8] : 1–2  суперконформная теория поля многообразия Калаби-Яу должна быть эквивалентна двойственной суперконформной теории поля зеркального многообразия . Здесь конформная означает конформную эквивалентность , которая совпадает с классом эквивалентности комплексных структур на кривой .

Существует два варианта нелинейных сигма-моделей, называемые A-моделью и B-моделью, которые рассматривают пары и и их модули. [9] : глава 38, стр. 729

А-модель

[ редактировать ]

Корреляционные функции из теории струн

[ редактировать ]

Учитывая многообразие Калаби-Яу. с комплексифицированным классом Кэлера Нелинейная сигма-модель теории струн должна содержать три поколения частиц, а также электромагнитное , слабое и сильное взаимодействия. [10] : 27  трехточечная функция, называемая связью Юкавы Чтобы понять, как взаимодействуют эти силы, вводится , которая действует как корреляционная функция для состояний в . Обратите внимание, что это пространство является собственным пространством оператора о гильбертовом пространстве состояний теории струн. [8] : 3–5  Эта трехточечная функция «вычисляется» как используя методы Фейнмана, интегральные по траекториям , где — наивное число рациональных кривых с классом гомологии , и . Определение этих инстантонных чисел является предметом теории Громова–Виттена . Обратите внимание, что в определении этой корреляционной функции она зависит только от класса Кэлера. Это вдохновило некоторых математиков на изучение гипотетических пространств модулей кэлеровых структур на многообразии.

Математическая интерпретация корреляционных функций А-модели

[ редактировать ]

В А-модели соответствующее пространство модулей — это модули псевдоголоморфных кривых [11] : 153  или пространства модулей Концевича [12] Эти пространства модулей могут быть оснащены виртуальным фундаментальным классом. или который представлен как исчезающее место сечения пучка, называемого пучком препятствий по пространству модулей. Этот раздел взят из дифференциального уравнения что можно рассматривать как возмущение карты . Его также можно рассматривать как двойственный Пуанкаре Эйлера класс . если это векторный пакет .

В исходной конструкции рассматриваемая A-модель находилась в трехмерном многообразии общей квинтики в . [9]

Корреляционные функции из теории струн

[ редактировать ]

Для того же многообразия Калаби-Яу в подразделе A-модели существует двойственная суперконформная теория поля, имеющая состояния в собственном пространстве оператора . Его трехточечная корреляционная функция определяется как где является голоморфной 3-формой на и для бесконечно малой деформации — касательное пространство к пространству модулей многообразий Калаби-Яу, содержащее , по отображению Кодаиры–Спенсера и теореме Богомолева-Тяна-Тодорова ) существует связность Гаусса-Манина принимая класс к класс, следовательно может быть интегрирован в . Обратите внимание, что эта корреляционная функция зависит только от сложной структуры .

Другая формулировка связи Гаусса-Манина.
[ редактировать ]

Действие классов когомологий на также можно понимать как когомологический вариант предмета интерьера . Локально класс соответствует коциклу Чеха для какой-нибудь достаточно красивой обложки давая раздел . Затем продукт вставки дает элемент который можно вклеить обратно в элемент из . Это потому, что на перекрытиях предоставление следовательно, он определяет 1-коцикл. Повторение этого процесса дает 3-коцикл что равно . Это связано с тем, что локально связность Гаусса-Манина действует как внутреннее произведение.

Математическая интерпретация корреляционных функций B-модели

[ редактировать ]

Математически B-модель представляет собой вариацию структур Ходжа , которая изначально была задана конструкцией семейства Дворков.

Зеркальная гипотеза

[ редактировать ]

Связь этих двух моделей теории струн путем разрешения неоднозначности знака операторов привели физиков к следующей гипотезе: [8] : 22  для многообразия Калаби-Яу должно существовать зеркальное многообразие Калаби-Яу такая, что существует зеркальный изоморфизм обеспечивая совместимость связанных A-модели и B-модели. Это значит, что дано и такой, что под зеркальной картой имеет место равенство корреляционных функций Это важно, поскольку оно связано с числом степеней род кривые на пятой тройке в (так ) к интегралам в вариации структур Ходжа. Более того, эти интегралы на самом деле вычислимы!

См. также

[ редактировать ]
[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б Канделас, Филип; Де Ла Осса, Ксения К.; Грин, Пол С.; Паркс, Линда (29 июля 1991 г.). «Пара многообразий Калаби-Яу как точно разрешимая суперконформная теория». Ядерная физика Б . 359 (1): 21–74. Бибкод : 1991НуФБ.359...21С . дои : 10.1016/0550-3213(91)90292-6 . ISSN   0550-3213 .
  2. ^ Jump up to: а б с Ору, Деннис. «Трехкратный Квинтик и его зеркало» (PDF) .
  3. ^ Кац, Шелдон (29 декабря 1993 г.). «Рациональные кривые в трехмерных многообразиях Калаби-Яу». arXiv : alg-geom/9312009 .
  4. ^ например, многообразие Калаби-Яу как множество является подмножеством комплексного проективного пространства.
  5. ^ Jump up to: а б Моррисон, Дэвид Р. (1993). «Зеркальная симметрия и рациональные кривые на тройных многообразиях пятой степени: руководство для математиков». Дж. Амер. Математика. Соц . 6 : 223–247. arXiv : alg-geom/9202004 . дои : 10.1090/S0894-0347-1993-1179538-2 . S2CID   9228037 .
  6. ^ Что можно рассматривать как - действие по построение сложного проективного пространства
  7. ^ В более общем смысле, такие пространства модулей строятся с использованием проективной эквивалентности схем в фиксированном проективном пространстве на фиксированной гильбертовой схеме.
  8. ^ Jump up to: а б с Кокс, Дэвид А.; Кац, Шелдон (1999). Зеркальная симметрия и алгебраическая геометрия . Американское математическое общество. ISBN  978-0-8218-2127-5 . OCLC   903477225 .
  9. ^ Jump up to: а б Пандхарипанде, Рахул; Хори, Кентаро (2003). Зеркальная симметрия . Провиденс, Род-Айленд: Американское математическое общество. ISBN  0-8218-2955-6 . OCLC   52374327 .
  10. ^ Гамильтон, MJD (24 июля 2020 г.). «Бозон Хиггса для математиков. Конспект лекций по калибровочной теории и нарушению симметрии». arXiv : 1512.02632 [ math.DG ].
  11. ^ Макдафф, Дуса (2012). J-голоморфные кривые и симплектическая топология . Саламон, Д. (Дитмар) (2-е изд.). Провиденс, Род-Айленд: Американское математическое общество. ISBN  978-0-8218-8746-2 . OCLC   794640223 .
  12. ^ Концевич, М.; Манин, Ю (1994). «Классы Громова-Виттена, квантовые когомологии и перечислительная геометрия» . Связь в математической физике . 164 (3): 525–562. arXiv : hep-th/9402147 . Бибкод : 1994CMaPh.164..525K . дои : 10.1007/BF02101490 . ISSN   0010-3616 . S2CID   18626455 .

Книги/Заметки

[ редактировать ]

Первые доказательства

[ редактировать ]

Производная геометрия в зеркальной симметрии

[ редактировать ]

Исследовать

[ редактировать ]

Гомологическая зеркальная симметрия

[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 83ae371c6ae73f8b45e5db683d29e928__1695785940
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/83/28/83ae371c6ae73f8b45e5db683d29e928.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Mirror symmetry conjecture - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)