Jump to content

Высокоструктурированный кольцевой спектр

В математике — высокоструктурированный кольцевой спектр или -кольцо — объект теории гомотопий , кодирующий уточнение мультипликативной структуры теории когомологий . Коммутативная версия -кольцо называется -кольцо. Первоначально они были мотивированы вопросами геометрической топологии и теории расслоений , но сегодня они чаще всего используются в стабильной теории гомотопий .

Высокоструктурированные кольцевые спектры имеют лучшие формальные свойства, чем теории мультипликативных когомологий - точка, используемая, например, при построении топологических модульных форм и которая позволила также создавать новые конструкции более классических объектов, таких как K-теория Моравы . Помимо своих формальных свойств, -структуры также важны в вычислениях, поскольку они допускают операции базовой теории когомологий, аналогичные (и обобщающие) хорошо известные операции Стинрода в обычных когомологиях. Поскольку не каждая теория когомологий допускает такие операции, не каждая мультипликативная структура может быть уточнена до -структура, и даже в тех случаях, когда это возможно, доказать это может оказаться непростой задачей.

Грубая идея высокоструктурированных кольцевых спектров заключается в следующем: если умножение в теории когомологий (аналогично умножению в сингулярных когомологиях, индуцирующее чашечное произведение ) удовлетворяет ассоциативности (и коммутативности) только с точностью до гомотопии, это слишком слабо для многих конструкций. (например, для пределов и копределов в смысле теории категорий). С другой стороны, наивное требование строгой ассоциативности (или коммутативности) является слишком ограничительным для многих желаемых примеров. Основная идея состоит в том, что отношения должны соответствовать только гомотопии, но эти гомотопии должны снова удовлетворять некоторым гомотопическим отношениям, гомотопии которых снова удовлетворяют некоторым дальнейшим гомотопическим условиям; и так далее. Классический подход организует эту структуру через операды , тогда как недавний подход Якоба Лурье имеет дело с ней, используя -операды в -категории. Сегодня наиболее широко используемые подходы используют язык модельных категорий . [ нужна ссылка ]

Все эти подходы зависят от тщательного построения базовой категории спектров .

Подходы к определению

[ редактировать ]

Теория операд основана на изучении пространств петель . Пространство петель ΩX имеет умножение

по составу петель. Здесь два цикла ускоряются в 2 раза, и первый занимает интервал [0,1/2], а второй [1/2,1]. Это произведение не ассоциативно, поскольку скейлинги несовместимы, но оно ассоциативно с точностью до гомотопии, а гомотопии когерентны с точностью до высших гомотопий и так далее. Эту ситуацию можно уточнить, сказав, что ΩX — алгебра над малой интервальной операдой . Это пример -операда, то есть операда топологических пространств, которая гомотопически эквивалентна ассоциативной операде , но которая обладает соответствующей «свободой», позволяющей вещам соответствовать только гомотопии (кратко: любая кофибрантная замена ассоциативной операды). Ан -кольцевой спектр теперь можно представить как алгебру над -операция в подходящей категории спектров и подходящих условиях совместимости (см. май 1977 г.).

Для определения -кольцевых спектров, по сути, работает тот же подход, где заменяется -управляется -операда, т. е. операда стягиваемых топологических пространств с аналогичными условиями «свободы». Пример такой операды снова может быть мотивирован изучением пространств петель. Произведение пространства двойной петли уже коммутативна с точностью до гомотопии, но эта гомотопия не удовлетворяет никаким высшим условиям. Чтобы получить полную когерентность высших гомотопий, нужно предположить, что это пространство (эквивалентно) n -кратному пространству петель для всех n . Это приводит к тому, что в -кубическая операда бесконечномерных кубов в бесконечномерном пространстве, которая является примером -операд.

Вышеупомянутый подход был впервые предложен Дж. Питером Мэем . Вместе с Эльмендорфом, Крицем и Манделлом он разработал в 90-х годах вариант своего старого определения спектров, так называемые S-модули (см. Elmendorf et al., 2007). S-модули обладают модельной структурой , гомотопическая категория которой является стабильной гомотопической категорией . В S-модулях категория модулей над -операда и категория моноидов эквивалентны Квиллену , как и категория модулей над -операда и категория коммутативных моноидов. Следовательно, можно ли определить -кольцевые спектры и -кольцевые спектры как (коммутативные) моноиды в категории S-модулей, так называемые (коммутативные) S-алгебры . Поскольку с (коммутативными) моноидами работать легче, чем с алгебрами над сложными операдами, этот новый подход во многих целях более удобен. Следует, однако, отметить, что реальное построение категории S-модулей технически весьма сложно.

Диаграмма спектров

[ редактировать ]

Другой подход к рассмотрению высокоструктурированных кольцевых спектров как моноидов в подходящей категории спектров — это категории диаграммных спектров. Вероятно, самой известной из них является категория симметричных спектров, впервые предложенная Джеффом Смитом. Его основная идея заключается в следующем:

В самом наивном смысле спектр — это последовательность (точечных) пространств. вместе с картами , где ΣX обозначает подвеску . Другая точка зрения состоит в следующем: рассматривается категория последовательностей пространств вместе с моноидальной структурой, заданной смэш-произведением . Тогда последовательность сфер имеет структуру моноида, а спектры являются модулями над этим моноидом. Если бы этот моноид был коммутативным, то возникла бы моноидальная структура на категории модулей над ним (как в алгебре модули над коммутативным кольцом имеют тензорное произведение). Но моноидная структура последовательности сфер не является коммутативной из-за разного порядка координат.

Идея состоит в том, что теперь можно встроить изменения координат в определение последовательности: симметричная последовательность — это последовательность пробелов. вместе с действием n симметрической группы на . Если снабдить это подходящим моноидальным произведением, можно получить, что последовательность сфер является коммутативным моноидом. Теперь симметричные спектры являются модулями над последовательностью сфер, т. е. последовательностью пространств вместе с действием n симметрической группы на и карты удовлетворяющие подходящим условиям эквивалентности. Категория симметричных спектров имеет моноидальное произведение, обозначаемое . Высокоструктурированный (коммутативный) кольцевой спектр теперь определяется как (коммутативный) моноид в симметричных спектрах, называемый (коммутативным) симметричным кольцевым спектром . Это сводится к предоставлению карт

которые удовлетворяют подходящим условиям эквивариантности, единства и ассоциативности (и коммутативности) (см. Schwede 2007).

Существует несколько модельных структур на симметричных спектрах, гомотопией которых является стабильная гомотопическая категория. Также здесь верно, что категория модулей над -операда и категория моноидов эквивалентны Квиллену , как и категория модулей над -операда и категория коммутативных моноидов.

Вариантом симметричных спектров являются ортогональные спектры , в которых симметричную группу заменяют ортогональной группой (см. Mandell et al., 2001). Их преимущество состоит в том, что наивно определенные гомотопические группы совпадают с группами из стабильной гомотопической категории, чего нельзя сказать о симметричных спектрах. (То есть спектр сферы теперь является кофибрантным.) С другой стороны, симметричные спектры имеют то преимущество, что их также можно определить для симплициальных множеств . Симметричные и ортогональные спектры, возможно, являются простейшими способами построения разумной симметричной моноидальной категории спектров.

Категории бесконечности

[ редактировать ]

Категории бесконечности — это вариант классических категорий, в которых композиция морфизмов определена не однозначно, а только с точностью до сжимаемого выбора. Вообще говоря, не имеет смысла говорить, что диаграмма коммутирует строго в категории бесконечности, а только что она коммутирует с точностью до когерентной гомотопии. Можно определить бесконечную категорию спектров (как это сделал Лурье ). Можно также определить бесконечные версии (коммутативных) моноидов, а затем определить -кольцевые спектры как моноиды в спектрах и -кольцевые спектры как коммутативные моноиды в спектрах. Это разработано в книге Лурье « Высшая алгебра» .

Сравнение

[ редактировать ]

Категории S-модулей, симметричных и ортогональных спектров и их категории (коммутативных) моноидов допускают сравнения через эквивалентности Квиллена благодаря работам нескольких математиков (включая Шведе). Несмотря на это, модельная категория S-модулей и модельная категория симметричных спектров ведут себя совершенно по-разному: в S-модулях каждый объект является фибрантным (что неверно в симметричных спектрах), тогда как в симметричных спектрах сферический спектр является кофибрантным. (что неверно в S-модулях). По теореме Льюиса невозможно построить одну категорию спектров, обладающую всеми желаемыми свойствами. Сравнение подхода к спектрам на основе категорий бесконечности с более классическим подходом на основе категорий модели для симметричных спектров можно найти в Высшей алгебре Лурье 4.4.4.9. [ сомнительно обсудить ]

Проще всего записать конкретные примеры. -кольцевые спектры в симметричных/ортогональных спектрах. Самый фундаментальный пример - спектр сферы с (каноническим) отображением умножения. . Также несложно записать карты умножения для спектров Эйленберга-Маклейна (представляющих обычные когомологии ) и некоторых спектров Тома (представляющих теории бордизмов ). Топологическая (действительная или комплексная) K-теория также является примером, но ее труднее получить: в симметричных спектрах используется интерпретация K-теории C *-алгеброй , в операдном подходе используется машина мультипликативной теории пространства с бесконечными петлями .

Более современный подход к поиску -уточнением теории мультипликативных когомологий является теория препятствий Гёрсса–Хопкинса . Удалось найти -кольцевые структуры в спектрах Любина–Тейта и в эллиптических спектрах . Аналогичным (но более старым) методом можно также показать, что К-теория Моравы , а также другие варианты когомологий Брауна-Петерсона обладают -кольцевая структура (см., например, Бейкер и Жаннере, 2002). Бастерра и Манделл показали, что когомологии Брауна–Петерсона имеют даже -кольцевая структура, где -структура определяется путем замены операды бесконечномерных кубов в бесконечномерном пространстве на 4-мерные кубы в 4-мерном пространстве в определении -кольцевые спектры. С другой стороны, Тайлер Лоусон показал, что когомологии Брауна–Петерсона не имеют структура.

Конструкции

[ редактировать ]

Высокоструктурированные кольцевые спектры допускают множество конструкций.

  • Они образуют модельную категорию, и поэтому существуют (гомотопические) пределы и копределы.
  • Модули в высокоструктурированном кольцевом спектре образуют стабильную модельную категорию . В частности, их гомотопическая категория триангулирована . Если кольцевой спектр имеет -структура, категория модулей имеет моноидальное произведение ; если это хотя бы , то оно имеет симметричное моноидальное (смэш) произведение.
  • Можно формировать групповые кольцевые спектры.
  • Можно определить алгебраическую K-теорию , топологические гомологии Хохшильда и т. д. высокоструктурированного кольцевого спектра.
  • Можно определить пространство единиц, что имеет решающее значение для некоторых вопросов ориентируемости расслоений.

См. также

[ редактировать ]

Ссылки на E ∞ -колец спектры

[ редактировать ]
  • Эльмендорф, AD; Криз, И.; Манделл, Массачусетс; Мэй, JP (2007). Кольца, модули и алгебры в стабильной теории гомотопий . АМС. ISBN  978-0-8218-4303-1 .
  • Мэй, Дж. Питер (1977). -кольцевые пространства и -кольцевые спектры . Спрингер.
  • Мэй, Дж. Питер (2009). «Что именно такое кольцевые пространства и кольцевые спектры?". Монографии по геометрии и топологии . 16 : 215–282. arXiv : 0903.2813 . doi : 10.2140/gtm.2009.16.215 .

Ссылки на структуру спектров E -колец

[ редактировать ]

Ссылки на конкретные примеры

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: ee9f162a878d3db745ed0e7c1aff38a3__1722435300
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/ee/a3/ee9f162a878d3db745ed0e7c1aff38a3.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Highly structured ring spectrum - 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.)