Спорадическая группа

В математической классификации конечных простых групп существует ряд групп , которые не вписываются ни в одно бесконечное семейство. Их называют спорадическими простыми группами , или спорадическими конечными группами , или просто спорадическими группами .

Простая группа это группа G , не имеющая нормальных подгрупп , кроме тривиальной группы и G. самой Упомянутая классификационная теорема утверждает, что список конечных простых групп состоит из 18 счетно бесконечных семейств. [а] плюс 26 исключений, которые не следуют такой систематической схеме. Эти 26 исключений представляют собой спорадические группы. Группу Титса иногда рассматривают как спорадическую группу, поскольку она не является строго группой лиева типа . [1] в этом случае будет 27 спорадических групп.

Группа монстров , или дружественных гигантов , является самой крупной из спорадических групп, и все другие спорадические группы, кроме шести, являются подгруппами . ее [2]

Имена [ править ]

Пять из спорадических групп были обнаружены Эмилем Матье в 1860-х годах, а еще двадцать одна была обнаружена в период с 1965 по 1975 год. Существование некоторых из этих групп было предсказано до того, как они были созданы. Большинство групп названы в честь математиков, которые первыми предсказали их существование. Полный список: [1] [3] [4]

На диаграмме показаны подфакторные отношения между 26 спорадическими группами . Соединительная линия означает, что нижняя группа является подчастным верхней, и между ними нет спорадических подчастных.
Поколения Роберта Грисса: 1-й, 2-й, 3-й, Изгой

Различные конструкции для этих групп впервые были составлены в работе Conway et al. (1985) , включая таблицы характеров , отдельные классы сопряженности и списки максимальных подгрупп , а также множители Шура и порядки их внешних автоморфизмов . Они также перечислены в Интернете по адресу Wilson et al. (1999) , дополненные их групповыми презентациями и полупрезентациями. степени минимально точного представления или характеры Брауэра над полями характеристики p Также были вычислены ≥ 0 для всех спорадических групп и для некоторых их накрывающих групп. Подробно они описаны в Jansen (2005) .

Еще одним исключением в классификации конечных простых групп является группа Титса T , которую иногда считают группой лиева типа. [5] или спорадический — это почти, но не строго группа лиева типа. [6] — поэтому в некоторых источниках число спорадических групп указывается не 26, а 27. [7] [8] В некоторых других источниках группа Титса не рассматривается ни как спорадическая, ни как группа лиева типа, ни как то и другое. [9] [ нужна ссылка ] Группа Титса является ( n = 0)-членом 2 F 4 (2)′ бесконечного семейства коммутантов 2 Ф 4 (2 1 + )′ ; таким образом, в строгом смысле слова это не спорадическое явление и не Лиева типа. При n > 0 эти конечные простые группы совпадают с группами лиева типа 2 Ф 4 (2 1 + ), также известные как группы Ри типа 2 F4 .

Самое раннее использование термина «спорадическая группа», возможно, принадлежит Бернсайду (1911 , стр. 504), где он комментирует группы Матье: «Эти очевидно спорадические простые группы, вероятно, заслуживают более тщательного изучения, чем они до сих пор получали». (В то время другие спорадические группы не были обнаружены.)

Диаграмма справа основана на Ронане (2006 , стр. 247). На нем не показаны многочисленные неспорадические простые подфакторы спорадических групп.

Организация [ править ]

Счастливая семья [ править ]

Из 26 спорадических групп 20 можно увидеть внутри группы монстров в виде подгрупп или частных подгрупп ( секций ). назвал счастливой семьей Эти двадцать человек Роберт Грис , и их можно разделить на три поколения. [10] [б]

5 групп): группы Матье ( Первое поколение

M n для n = 11, 12, 22, 23 и 24 являются кратно транзитивными группами перестановок на n точках. Все они являются подгруппами группы M 24 , которая представляет собой группу перестановок из 24 точек. [11]

7 групп): решетка Лича ( Второе поколение

Все подфакторы группы автоморфизмов мерной решетки, 24- называемой решеткой Лича : [12]

  • Co 1 — фактор группы автоморфизмов по ее центру {±1}
  • Co 2 является стабилизатором вектора типа 2 (т. е. длины 2).
  • Co 3 является стабилизатором вектора типа 3 (т. е. длины 6 ).
  • Suz — группа автоморфизмов, сохраняющих сложную структуру (по модулю ее центра).
  • McL — стабилизатор треугольника типа 2-2-3.
  • HS — стабилизатор треугольника типа 2-3-3.
  • J 2 — группа автоморфизмов, сохраняющих кватернионную структуру (по модулю ее центра).

Третье поколение (8 групп): другие подгруппы Монстра [ править ]

Состоит из подгрупп, тесно связанных с группой Monster M : [13]

  • B или F 2 имеет двойное накрытие, являющееся централизатором элемента порядка 2 в M.
  • Fi 24 ′ имеет тройное накрытие, которое является централизатором элемента порядка 3 в M классе сопряженности «3A»)
  • Fi 23 является подгруппой Fi 24
  • Fi 22 имеет двойную крышку, которая является подгруппой Fi 23.
  • Произведение Th = F 3 и группы порядка 3 является централизатором элемента порядка 3 в M (в классе сопряженности «3C»)
  • Произведение HN = F 5 и группы порядка 5 является централизатором элемента порядка 5 в M
  • Произведение He = F 7 и группы порядка 7 является централизатором элемента порядка 7 в M .
  • Наконец, сама группа Monster считается принадлежащей к этому поколению.

(Эта серия продолжается и дальше: произведение М 12 и группы 11-го порядка есть централизатор элемента 11-го порядка в М. )

Группа Титса , если ее рассматривать как спорадическую группу, принадлежала бы к этому поколению: существует подгруппа S 4 × 2 F 4 (2)′, нормирующий 2C 2 подгруппа группы B , порождающая подгруппу 2·S 4 × 2 F 4 (2)′, нормализующая некоторую Q 8 подгруппу Монстра. 2 F 4 (2)′ также является подфактором группы Фишера Fi 22 , а значит, также групп Fi 23 и Fi 24 ′ и Baby Monster B . 2 F 4 (2)' также является подфактором (парии) группы Рудвалиса Ru и не участвует в спорадических простых группах, за исключением уже упомянутых.

Парии [ править ]

Шестью исключениями являются J 1 , J 3 , J 4 , O'N , Ru и Ly , которых иногда называют париями . [14] [15]

Таблица спорадических групповых порядков (с группой Титсов) [ править ]

Группа Первооткрыватель [16]
Год
Поколение [4] [17]
Заказ
[1] [4]
Факторизованный порядок
[18]
Минимальный верный персонаж Брауэра
[19] [20]

Генераторы
[20] [с]

Полупрезентация
М или Ж 1 Фишер , Грисс 1973 3-й 808017424794512875 886459904961710757 005754368000000000 ≈ 8 × 10 53 2 46  × 3 20  × 5 9  × 7 6  × 11 2  ×  13 3 × 17 × 19 × 23 × 29 × 31 × 41 × 47 × 59 × 71 196883 2А, 3Б, 29
Б или Ж 2 Фишер 1973 3-й 4154781481226426 191177580544000000 ≈ 4 × 10 33 2 41 × 3 13 × 5 6 × 7 2 × 11 × 13 × 17 × 19 × 23 × 31 × 47 4371 2С, 3А, 55
Fi 24 or F 3+ Фишер 1971 3-й 1255205 709190661721292800 ≈ 1 × 10 24 2 21 × 3 16 × 5 2 × 7 3 × 11 × 13 × 17 × 23 × 29 8671 2А, 3Е, 29
Фи 23 Фишер 1971 3-й 4089470473293004800 ≈ 4 × 10 18 2 18 × 3 13 × 5 2 × 7 × 11 × 13 × 17 × 23 782 2Б, 3Д, 28
Фи 22 Фишер 1971 3-й 64561751654400 ≈ 6 × 10 13 2 17 × 3 9 × 5 2 × 7 × 11 × 13 78 2А, 13, 11
Ч или Ф 3 Томпсон 1976 3-й 90745943887872000 ≈ 9 × 10 16 2 15 × 3 10 × 5 3 × 7 2 × 13 × 19 × 31 248 2, 3А, 19
Ли Лион 1972 Изгой 51765179004000000 ≈ 5 × 10 16 2 8 × 3 7 × 5 6 × 7 × 11 × 31 × 37 × 67 2480 2, 5А, 14
HN или F 5 Харада , Нортон 1976 3-й 273030912000000 ≈ 3 × 10 14 2 14 × 3 6 × 5 6 × 7 × 11 × 19 133 2А, 3Б, 22
Ко 1 Конвей 1969 2-й 4157776806543360000 ≈ 4 × 10 18 2 21 × 3 9 × 5 4 × 7 2 × 11 × 13 × 23 276 2Б, 3С, 40
Со 2 Конвей 1969 2-й 42305421312000 ≈ 4 × 10 13 2 18 × 3 6 × 5 3 × 7 × 11 × 23 23 2А, 5А, 28
CoСо3 Конвей 1969 2-й 495766656000 ≈ 5 × 10 11 2 10 × 3 7 × 5 3 × 7 × 11 × 23 23 2А, 7С, 17 [д]
ВКЛ или ВКЛ О'Нан 1976 Изгой 460815505920 ≈ 5 × 10 11 2 9 × 3 4 × 5 × 7 3 × 11 × 19 × 31 10944 2А, 4А, 11
вода Сузуки 1969 2-й 448345497600 ≈ 4 × 10 11 2 13 × 3 7 × 5 2 × 7 × 11 × 13 143 2Б, 3Б, 13
Ру Рудвалис 1972 Изгой 145926144000 ≈ 1 × 10 11 2 14 × 3 3 × 5 3 × 7 × 13 × 29 378 2Б, 4А, 13
Он или F 7 Держал 1969 3-й 4030387200 ≈ 4 × 10 9 2 10 × 3 3 × 5 2 × 7 3 × 17 51 2А, 7С, 17
МакЛ Маклафлин 1969 2-й 898128000 ≈ 9 × 10 8 2 7 × 3 6 × 5 3 × 7 × 11 22 2А, 5А, 11
HS Хигман , Симс 1967 2-й 44352000 ≈ 4 × 10 7 2 9 × 3 2 × 5 3 × 7 × 11 22 2А, 5А, 11
Дж 4 Янко 1976 Изгой 86775571046077562880 ≈ 9 × 10 19 2 21 × 3 3 × 5 × 7 × 11 3 × 23 × 29 × 31 × 37 × 43 1333 2А, 4А, 37
J 3 или HJM Янко 1968 Изгой 50232960 ≈ 5 × 10 7 2 7 × 3 5 × 5 × 17 × 19 85 2А, 3А, 19
J 2 или HJ Янко 1968 2-й 604800 ≈ 6 × 10 5 2 7 × 3 3 × 5 2 × 7 14 2Б, 3Б, 7
Дж 1 Янко 1965 Изгой 175560 ≈ 2 × 10 5 2 3 × 3 × 5 × 7 × 11 × 19 56 2, 3, 7
М 24 Матье 1861 1-й 244823040 ≈ 2 × 10 8 2 10 × 3 3 × 5 × 7 × 11 × 23 23 2Б, 3А, 23
М 23 Матье 1861 1-й 10200960 ≈ 1 × 10 7 2 7 × 3 2 × 5 × 7 × 11 × 23 22 2, 4, 23
М 22 Матье 1861 1-й 443520 ≈ 4 × 10 5 2 7 × 3 2 × 5 × 7 × 11 21 2А, 4А, 11
М 12 Матье 1861 1-й 95040 ≈ 1 × 10 5 2 6 × 3 3 × 5 × 11 11 2Б, 3Б, 11
М 11 Матье 1861 1-й 7920 ≈ 8 × 10 3 2 4 × 3 2 × 5 × 11 10 2, 4, 11
Т или 2 Ф 4 (2)′ Сиськи 1964 3-й 17971200 ≈ 2 × 10 7 2 11 × 3 3 × 5 2 × 13 104 [21] 2А, 3, 13

Примечания [ править ]

  1. ^ Группы простого порядка, знакопеременные группы степени не ниже 5, бесконечное семейство коммутантов. 2 Ф 4 (2 1 + )′ групп лиева типа (содержащих группу Титса) и 15 семейств групп лиева типа.
  2. ^ Конвей и др. (1985 , стр. viii) систематизирует 26 спорадических групп по сходству:
    «Спорадические простые группы можно грубо разделить на группы Матье, группы решетки Лича, группы 3-транспозиции Фишера, дальнейшие централизаторы Монстра и полдюжины нечетностей».
  3. ^ Здесь перечислены полупредставления стандартных генераторов каждой спорадической группы. Большинство спорадических групп имеют несколько презентаций и полупрезентаций; перечислены наиболее известные примеры.
  4. ^ Где и с .

Ссылки [ править ]

  1. ^ Jump up to: а б с Конвей и др. (1985 , стр. viii)
  2. ^ Грисс-младший (1998 , стр. 146)
  3. ^ Горенштейн, Лайонс и Соломон (1998 , стр. 262–302)
  4. ^ Jump up to: а б с Ронан (2006 , стр. 244–246)
  5. ^ Хоулетт, Райландс и Тейлор (2001 , стр.429)
    «Это завершает определение матричных генераторов для всех групп лиева типа, включая скрученные группы Стейнберга, Сузуки и Ри (и группу Титса)».
  6. ^ Горенштейн (1979 , стр.111)
  7. ^ Конвей и др. (1985 , стр.viii)
  8. ^ Хартли и Халпке (2010 , стр.106)
    «Конечные простые группы являются строительными блоками конечной теории групп. Большинство из них распадаются на несколько бесконечных семейств групп, но их 26 (или 27, если группа Титса 2 F 4 (2)′ также учитывается), которые не входят в эти бесконечные семейства».
  9. ^ Уилсон и др. (1999 , Спорадические группы и исключительные группы лиева типа)
  10. ^ Грисс-младший (1982 , стр. 91)
  11. ^ Грисс-младший. (1998 , стр. 54–79)
  12. ^ Грисс-младший. (1998 , стр. 104–145)
  13. ^ Грисс-младший. (1998 , стр. 146−150)
  14. ^ Грисс-младший. (1982 , стр. 91−96)
  15. ^ Грисс-младший. (1998 , стр. 146, 150−152)
  16. ^ Хисс (2003 , стр. 172)
    Таблица 2. Открытие спорадических групп
  17. ^ Слоан (1996)
  18. ^ Янсен (2005 , стр. 122–123)
  19. ^ Никерсон и Уилсон (2011 , стр. 365)
  20. ^ Jump up to: а б Уилсон и др. (1999)
  21. ^ Любек (2001 , стр. 2151)

Цитируемые работы [ править ]

  • Бернсайд, Уильям (1911). Теория групп конечного порядка (2-е изд.). Кембридж: Издательство Кембриджского университета . стр. XXIV, 1–512. дои : 10.1112/PLMS/S2-7.1.1 . hdl : 2027/uc1.b4062919 . ISBN  0-486-49575-2 . МР   0069818 . OCLC   54407807 . S2CID   117347785 .

Внешние ссылки [ править ]