Матрица (фильм)
- 1 year ago
- 0
- 0
В математике термин матрица Картана имеет три значения. Все они названы по имени французского математика Эли Картана . Фактически, матрицы Картана в контексте алгебр Ли впервые исследовал Вильгельм Киллинг , в то время как форма Киллинга принадлежит Картану.
Обобщённая матрица Картана — это квадратная матрица с целыми элементами, такая что
Например, матрицу Картана для G 2 можно разложить следующим образом:
Третье условие не является независимым и является следствием первого и четвёртого условий.
Мы всегда можем выбрать D с положительными диагональными элементами. В этом случае, если S в разложении является положительно определённой , то говорят, что A является матрицей Картана .
Матрица Картана простой алгебры Ли — это матрица, элементы которой являются скалярными произведениями
(иногда называемыми целыми числами Картана ), где r i — система корней алгебры. Элементы являются целыми ввиду одного из свойств системы корней . Первое условие вытекает из определения, второе — из факта, что для является корнем, который является линейной комбинацией простых корней r i и r j с положительным коэффициентом для r j , а тогда коэффициент при r i должен быть неотрицательным. Третье условие верно ввиду симметричности отношения ортогональности . И, наконец, пусть и . Поскольку простые корни линейно независимы, то S является их матрицей Грама (с коэффициентом 2), а потому является положительно определённой.
И обратно, если дана обобщённая матрица Картана, можно найти соответствующую ей алгебру Ли (см. подробности в статье ).
Матрица A размером является разложимой , если существует непустое подмножество такое, что для всех и . A является неразложимой , если это условие не выполняется.
Пусть A — неразложимая обобщённая матрица Картана. Мы говорим, что A имеет конечный тип , если все её главные миноры положительны, что A имеет аффинный тип , если все её собственные главные миноры положительны и определитель матрицы A равен 0 и что A имеет неопределённый тип в остальных случаях.
Неразложимые матрицы конечного типа классифицируют простые группы Ли конечной размерности (типа ), в то время как неразложимые матрицы аффинного типа классифицируют (над некоторыми алгебраически замкнутими полями с характеристикой 0).
Определители матриц Картана простых алгебр Ли даны в таблице.
, | , | , | , | |||
n +1 | 2 | 2 | 4 | 9- n | 1 | 1 |
Другое свойство этого определителя — он равен индексу ассоциированной системы корней, то есть он равен , где обозначают и корневую решётку соответственно.
В и в более общей теории представлений конечномерных ассоциативных алгебр , не являющихся , матрица Картана определяется путём рассмотрения (конечного) множества и написания для них в терминах простых модулей , получая матрицу целых чисел, содержащую число вхождений простого модуля.
В М-теории можно представить геометрию как предел двуциклов , которые пересекают друг друга в конечном числе точек, при стремлению площади двуциклов к нулю. В пределе возникает группа локальной симметрии . Матрица индексов пересечения базиса двуциклов, гипотетически, является матрицей Картана алгебры Ли этой группы локальной симметрии .
Это можно объяснить следующим образом: в M-теории имеются солитоны , являющиеся двумерными поверхностями, называемыми мембранами или 2-бранами . 2-браны имеют натяжение и потому стремятся к уменьшению, но они могут быть обёрнуты вокруг двуциклов, предотвращающих схлапывание мембран до нуля.
Можно осуществить одной размерности, в которой находятся все двуциклы и их точки пересечения, и взять предел, при котором размерность схлапывается до нуля, тем самым получая понижение по этой размерности. Тогда получаем теорию струн типа IIA как предел M-теории с 2-бранами, оборачивающими двуциклы, теперь представленными как открытые струны, натянутые между D-бранами . Имеется группа локальной симметрии U(1) для каждой D-браны, подобная степеням свободы движения без изменения ориентации. Предел, где двуциклы имеют нулевую площадь, является пределом, где эти D-браны находятся на вершине друг друга.
Открытая струна, натянутая между двумя D-бранами представляет генератор алгебры Ли, и коммутатор двух таких генераторов является третьим генератором, представленным открытой струной, который можно получить путём склеивания рёбер двух открытых струн. Дальнейшие связи между различными открытыми струнами зависит от способа, которым 2-браны могут пересекаться в исходной M-теории, то есть в числе пересечений двуциклов. Таким образом, алгебра Ли зависит полностью от этих чисел пересечения. Связь с матрицей Картана предполагается, потому что она описывает коммутаторы простых корней , которые связаны с двуциклами в выбранном базисе.
Заметим, что генераторы в подалгебре Картана представлены открытыми струнами, которые натянуты между D-браной и той же браной.