किलिंग फॉर्म

गणित में, विल्हेम हत्या के नाम पर रखा गया किलिंग फॉर्म सममित द्विरेखीय रूप है जो असत्य समूहों और असत्य बीजगणित के सिद्धांतों में मौलिक भूमिका निभाता है। कार्टन की कसौटी मुख्य रूप से कार्टन के मानदंड (सॉल्वेबिलिटी की कसौटी और अर्ध-सरलता की कसौटी) से पता चलता है कि किलिंग फॉर्म का लाई बीजगणित के सेमीसिम्पल लाई बीजगणित से घनिष्ठ संबंध है।

इतिहास और नाम

किलिंग फॉर्म अनिवार्य रूप से लाई बीजगणित सिद्धांत में किसके द्वारा प्रस्तुत किया गया था? ऐली कार्टन (1894) उनकी थीसिस में असत्य सिद्धांत के ऐतिहासिक सर्वेक्षण में, बोरेल (2001) ने वर्णन किया है कि किस तरह से किलिंग फॉर्म शब्द पहली बार 1951 में सेमिनायर बोरबाकी के लिए अपनी खुद की रिपोर्ट के समय आया था, यह मिथ्या नाम के रूप में उत्पन्न हुआ, क्योंकि पहले से ही असत्य सिद्धांतकारों द्वारा प्रपत्र का उपयोग किया गया था, इस कारण बिना किसी नाम के जुड़ा हुआ था। कुछ अन्य लेखक अब कार्टन-किलिंग फॉर्म शब्द का प्रयोग करते हैं। इस प्रकार 19वीं शताब्दी के अंत में, किलिंग ने नोट किया था कि लाई बीजगणित के नियमित अर्ध-सरल तत्व के विशेषता समीकरण के गुणांक आसन्न समूह के अनुसार अपरिवर्तनीय हैं, जिससे यह पता चलता है कि किलिंग फॉर्म (अर्ताथ डिग्री 2 गुणांक) है अपरिवर्तनीय, अपितु उन्होंने इस तथ्य का अधिक उपयोग नहीं किया था। इस प्रकार मूल परिणाम जो कार्टन ने उपयोग किया, वह कार्टन की कसौटी थी, जिसमें कहा गया है कि किलिंग फॉर्म गैर-पतित है यदि असत्य बीजगणित अर्ध-सरल असत्य बीजगणित है।

परिभाषा

एक असत्य बीजगणित पर विचार करें ${\mathfrak {g}}$ क्षेत्र पर (गणित) K. हर तत्व x का ${\mathfrak {g}}$ आसन्न एंडोमोर्फिज्म को ad(x) द्वारा परिभाषित करता है, (जिसके रूप में भी लिखा गया है ad_x) का ${\mathfrak {g}}$ लेट ब्रैकेट की सहायता से किया जाता हैं, जैसे

$\operatorname {ad} (x)(y)=[x,y].$

अब, मान लीजिए ${\mathfrak {g}}$ परिमित आयाम का है, दो ऐसे एंडोमोर्फिज्म की संरचना के आव्यूह का निशान सममित द्विरेखीय रूप को परिभाषित करता है

$B(x,y)=\operatorname {trace} (\operatorname {ad} (x)\circ \operatorname {ad} (y)),$

मूल्यों के साथ K, किलिंग फॉर्म ऑन ${\mathfrak {g}}$ के रूप में प्रकट होता हैं।

गुण

उपरोक्त परिभाषा से निम्नलिखित गुण प्रमेय के रूप में अनुसरण करते हैं।

• संहार रूप B बिलिनियर और सममित है।
• किलिंग फॉर्म अपरिवर्तनीय रूप है, जैसा कि कासिमिर संचालक से प्राप्त अन्य सभी रूप हैं। कासिमिर ऑपरेटरों की व्युत्पत्ति (अंतर बीजगणित) विलुप्त हो जाती है; किलिंग फॉर्म के लिए, इस विलुप्त होने को इस रूप में लिखा जा सकता है

$B([x,y],z)=B(x,[y,z])$ : जहां [ , ] लाई बीजगणित# परिभाषा और प्रथम गुण है।

• यदि ${\mathfrak {g}}$ साधारण लाई बीजगणित है तो किसी भी अपरिवर्तनीय सममित द्विरेखीय रूप पर ${\mathfrak {g}}$ किलिंग फॉर्म का स्केलर मल्टीपल है।
• आटोमौर्फिज्म के अनुसार किलिंग फॉर्म s बीजगणित का ${\mathfrak {g}}$ भी अपरिवर्तनीय है, यह इस प्रकार हैं,

$B(s(x),s(y))=B(x,y)$

के लिए s में ${\mathfrak {g}}$.

• कार्टन कसौटी में कहा गया है कि असत्य बीजगणित अर्धसरल असत्य बीजगणित है यदि और केवल यदि किलिंग फॉर्म पतित रूप है। गैर-पतित।
• निलपोटेंट ले बीजगणित का किलिंग फॉर्म समान रूप से शून्य है।
• यदि I, J असत्य बीजगणित में असत्य बीजगणित के दो आदर्श हैं ${\mathfrak {g}}$ शून्य अंतःखण्ड के साथ, फिर I और J किलिंग फॉर्म के संबंध में ओर्थोगोनल सबस्पेस हैं।
• ऑर्थोगोनल पूरक के संबंध में {{math|B}एक आदर्श का} फिर से आदर्श है।
• यदि कोई दिया गया बीजगणित ${\mathfrak {g}}$ इसके आदर्शों का प्रत्यक्ष योग है I₁,...,I_n, फिर की हत्या का रूप ${\mathfrak {g}}$ अलग-अलग योगों के किलिंग रूपों का प्रत्यक्ष योग है।

आव्यूह तत्व

एक आधार दिया {{math|e_i}असत्य बीजगणित का } ${\mathfrak {g}}$, किलिंग फॉर्म के आव्यूह तत्व द्वारा दिए गए हैं

$B_{ij}=\mathrm {trace} (\mathrm {ad} (e_{i})\circ \mathrm {ad} (e_{j})).$

यहाँ

$\left({\textrm {ad}}(e_{i})\circ {\textrm {ad}}(e_{j})\right)(e_{k})=[e_{i},[e_{j},e_{k}]]=[e_{i},{c_{jk}}^{m}e_{m}]={c_{im}}^{n}{c_{jk}}^{m}e_{n}$

आइंस्टीन योग अंकन में, जहां c_ij^k असत्य बीजगणित के संरचना स्थिरांक हैं। अनुक्रमणिका k कॉलम इंडेक्स और इंडेक्स के रूप में कार्य करता है n आव्यूह में पंक्ति अनुक्रमणिका के रूप में ad(e_i)ad(e_j). ट्रेस लेना डालने के समान है, इस प्रकार k = n और योग हैं और इसलिए हम लिख सकते हैं-

$B_{ij}={c_{im}}^{n}{c_{jn}}^{m}$

किलिंग फॉर्म सबसे सरल 2- टेन्सर है जिसे संरचना स्थिरांक से बनाया जा सकता है। $B=B_{ij}e^{i}\otimes e^{j}.$ रूप ही तो है जिसे उपरोक्त अनुक्रमित परिभाषा में, हम ऊपरी और निचले सूचकांकों (को- और कॉन्ट्रा-वैरिएंट इंडेक्स) में अंतर करने के लिए सावधान हैं। ऐसा इसलिए है, क्योंकि कई स्थितियों में, किलिंग फॉर्म को मैनिफोल्ड पर मीट्रिक टेंसर के रूप में उपयोग किया जा सकता है, इस मामले में टेंसर के परिवर्तन गुणों के लिए भेद महत्वपूर्ण बन जाता है। जब लाई बीजगणित शून्य-विशेषता वाले क्षेत्र पर सेमिसिम्पल लाई बीजगणित होता है, तो इसका किलिंग फॉर्म नॉनडिजेनरेट होता है, और इसलिए सूचकांक को बढ़ाने और कम करने के लिए मीट्रिक टेन्सर के रूप में उपयोग किया जा सकता है। इस मामले में, इसके लिए आधार चुनना सदैव ${\mathfrak {g}}$ के रूप में संभव होता है, इस प्रकार जैसे कि सभी ऊपरी सूचकांकों के साथ संरचना स्थिरांक एंटीसिमेट्रिक टेंसर हैं।

कुछ असत्य बीजगणित के लिए हत्या का रूप ${\mathfrak {g}}$ हैं इसलिए X, Y में ${\mathfrak {g}}$ उनके मौलिक आव्यूह प्रतिनिधित्व में देखा गया):

${\mathfrak {g}}$	$B(X,Y)$	वर्गीकरण	द्वैत कोक्सीटर संख्या
${\mathfrak {gl}}(n,\mathbb {R} )$	$2n{\text{tr}}(XY)-2{\text{tr}}(X){\text{tr}}(Y)$	-	-
${\mathfrak {sl}}(n,\mathbb {R} ),n\geq 2$	$2n{\text{tr}}(XY)$	$A_{n-1}$	$n$
${\mathfrak {su}}(n),n\geq 2$	$2n{\text{tr}}(XY)$	$A_{n-1}$	$n$
${\mathfrak {so}}(n),n\geq 2$	$(n-2){\text{tr}}(XY)$	$B_{m},n=2m+1$ for $n$ odd. $D_{m},n=2m$ for $n$ even.	$n-2$
${\mathfrak {so}}(n,\mathbb {C} ),n\geq 2$	$(n-2){\text{tr}}(XY)$	$B_{m},n=2m+1$ for $n$ odd. $D_{m},n=2m$ for $n$ even.	$n-2$
${\mathfrak {sp}}(2n,\mathbb {R} ),n\geq 1$	$2(n+1){\text{tr}}(XY)$	$C_{n}$	$n+1$
${\mathfrak {sp}}(n),n\geq 1$	$2(n+1){\text{tr}}(XY)$	$C_{n}$	$n+1$

तालिका से पता चलता है कि आसन्न प्रतिनिधित्व के लिए डाइनकिन इंडेक्स दोहरी कॉक्सेटर संख्या के दोगुने के बराबर है।

वास्तविक रूपों के साथ संबंध

Main article: वास्तविक प्रारूप

इस प्रकार लगता है कि ${\mathfrak {g}}$ वास्तविक संख्याओं के क्षेत्र पर अर्ध-सरल असत्य बीजगणित $\mathbb {R}$ है, जो कार्टन की कसौटी के अनुसार, किलिंग फॉर्म नॉनडिजेनरेट है, और विकर्ण प्रविष्टियों के साथ उपयुक्त आधार पर ±1 विकर्ण द्वारा प्रदर्शित किया जा सकता है, इस कारण सिल्वेस्टर के जड़त्व के नियम के अनुसार, धनात्मक प्रविष्टियों की संख्या बिलिनियर फॉर्म का अपरिवर्तनीय है, अर्ताथ यह विकर्ण आधार की पसंद पर निर्भर नहीं करता है, और इसे लाई बीजगणित का सूचकांक ${\mathfrak {g}}$ कहा जाता है, यह बीच की संख्या है 0 और का आयाम ${\mathfrak {g}}$ जो वास्तविक असत्य बीजगणित का महत्वपूर्ण आविष्कार है। विशेष रूप से, वास्तविक असत्य बीजगणित ${\mathfrak {g}}$ कॉम्पैक्ट कहा जाता है यदि किलिंग फॉर्म ऋणात्मक निश्चित है (या ऋणात्मक अर्ध निश्चित है यदि असत्य बीजगणित अर्धसरल नहीं है)। ध्यान दें कि यह दो असमान परिभाषाओं में से है जो सामान्यतः असत्य बीजगणित की कॉम्पैक्टनेस के लिए उपयोग की जाती है; दूसरा कहता है कि असत्य बीजगणित कॉम्पैक्ट होता है यदि यह कॉम्पैक्ट लाइ समूह से मेल खाता है। किलिंग फॉर्म की ऋणात्मक निश्चितता के संदर्भ में कॉम्पैक्टनेस की परिभाषा अधिक प्रतिबंधात्मक है, क्योंकि इस परिभाषा का उपयोग करके यह दिखाया जा सकता है कि लाई पत्राचार के अनुसार, कॉम्पैक्ट लाई बीजगणित कॉम्पैक्ट लाई समूहों के अनुरूप है।

यदि ${\mathfrak {g}}_{\mathbb {C} }$ सम्मिश्र संख्याओं पर अर्धसरल असत्य बीजगणित है, तो कई गैर-समरूपी वास्तविक बीजगणित हैं जिनका जटिलीकरण है ${\mathfrak {g}}_{\mathbb {C} }$जो उसके वास्तविक रूप कहलाते हैं। यह पता चला है कि प्रत्येक जटिल अर्धसरल असत्य बीजगणित अद्वितीय (समरूपता तक) कॉम्पैक्ट वास्तविक रूप ${\mathfrak {g}}$ को स्वीकार करता है, इस कारण दिए गए जटिल अर्धसरल लाई बीजगणित के वास्तविक रूपों को अधिकांशतः उनके किलिंग फॉर्म की जड़ता के धनात्मक सूचकांक द्वारा लेबल किया जाता है।

उदाहरण के लिए, जटिल विशेष रैखिक समूह ${\mathfrak {sl}}(2,\mathbb {C} )$ दो वास्तविक रूप हैं, वास्तविक विशेष रेखीय बीजगणित, निरूपित ${\mathfrak {sl}}(2,\mathbb {R} )$, और विशेष एकात्मक समूह, निरूपित ${\mathfrak {su}}(2)$. पहला नॉनकॉम्पैक्ट है, तथाकथित स्प्लिट रियल फॉर्म, और इसके किलिंग फॉर्म में हस्ताक्षर हैं (2, 1). दूसरा सघन वास्तविक रूप है और इसका संहार रूप ऋणात्मक निश्चित है, अर्थात् हस्ताक्षर (0, 3) से संबंधित है, इस कारण असत्य समूह गैर-कॉम्पैक्ट समूह हैं, तथा इस प्रकार $\mathrm {SL} (2,\mathbb {R} )$ का 2 × 2 इकाई निर्धारक और विशेष एकात्मक समूह के साथ वास्तविक आव्यूह $\mathrm {SU} (2)$, जो कॉम्पैक्ट है।

ट्रेस फॉर्म

यहाँ पर ${\mathfrak {g}}$ क्षेत्र के ऊपर परिमित-आयामी असत्य बीजगणित बनें $K$, और $\rho :{\mathfrak {g}}\rightarrow {\text{End}}(V)$ असत्य बीजगणित प्रतिनिधित्व करता हैं। इस प्रकार ${\text{Tr}}_{V}:{\text{End}}(V)\rightarrow K$ ट्रेस कार्यात्मक हो $V$. तब हम प्रतिनिधित्व के लिए ट्रेस फॉर्म को $\rho$ द्वारा परिभाषित कर सकते हैं जैसा

${\text{Tr}}_{\rho }:{\mathfrak {g}}\times {\mathfrak {g}}\rightarrow K,$

${\text{Tr}}_{\rho }(X,Y)={\text{Tr}}_{V}(\rho (X)\rho (Y)).$

फिर किलिंग फॉर्म विशेष मामला है कि प्रतिनिधित्व आसन्न प्रतिनिधित्व है, ${\text{Tr}}_{\text{ad}}=B$.

यह दिखाना सरल है कि यह किसी भी प्रतिनिधित्व के लिए सममित, द्विरेखीय और अपरिवर्तनीय है $\rho$.

यदि इसके अतिरिक्त ${\mathfrak {g}}$ सरल और है $\rho$ अप्रासंगिक है, तो इसे दिखाया जा सकता है ${\text{Tr}}_{\rho }=I(\rho )B$ कहाँ $I(\rho )$ प्रतिनिधित्व का सूचकांक है।

यह भी देखें

• कासिमिर अपरिवर्तनीय
• हत्या वेक्टर क्षेत्र

संदर्भ

• Borel, Armand (2001), Essays in the history of Lie groups and algebraic groups, History of Mathematics, vol. 21, American Mathematical Society and the London Mathematical Society, ISBN 0821802887
• Bump, Daniel (2004), Lie Groups, Graduate Texts In Mathematics, vol. 225, Springer, doi:10.1007/978-1-4614-8024-2, ISBN 978-0-387-21154-1
• Cartan, Élie (1894), Sur la structure des groupes de transformations finis et continus, Thesis, Nony
• Fuchs, Jurgen (1992), Affine Lie Algebras and Quantum Groups, Cambridge University Press, ISBN 0-521-48412-X
• Fulton, William; Harris, Joe (1991). Representation theory. A first course. Graduate Texts in Mathematics, Readings in Mathematics (in British English). Vol. 129. New York: Springer-Verlag. doi:10.1007/978-1-4612-0979-9. ISBN 978-0-387-97495-8. MR 1153249. OCLC 246650103.
• "Killing form", Encyclopedia of Mathematics, EMS Press, 2001 [1994]
• Kirillov, Alexander Jr. (2008), An introduction to Lie groups and Lie algebras, Cambridge Studies in Advanced Mathematics, vol. 113, Cambridge University Press, CiteSeerX 10.1.1.173.1452, doi:10.1017/CBO9780511755156, ISBN 978-0-521-88969-8, MR 2440737