밀너 환
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
1. 개요
밀너 환은 체 K 위의 n차 밀너 환으로 정의되며, 자연수 계수의 등급환을 이룬다. 밀너 환의 n등급 성분은 n차 밀너 K군이라고 하며, 기호로 표현된다. 밀너 환은 모티브, 성질, 이차 형식과의 관계를 가지며, 고차 류체론에서 중요한 역할을 한다. 블록-가토 추측은 밀너 K-이론과 에탈 코호몰로지 사이의 관계를 설명하며, 밀너 추측은 이차 형식과 관련된다. 밀너 환은 존 밀너에 의해 1970년에 도입되었으며, 대수적 K군과 연관되어 연구된다.
더 읽어볼만한 페이지
- K이론 - 그로텐디크 군
그로텐디크 군은 작은 퀼런 완전 범주나 가환 모노이드에서 정의되며, 퀼런 완전 범주에서는 짧은 완전열에 관계를 부여하고, 가환 모노이드에서는 덧셈 역원을 추가한 아벨 군으로, K-이론의 기초가 된다. - K이론 - 위상 K이론
위상 K이론은 콤팩트 하우스도르프 공간 위의 벡터 다발을 연구하는 분야로, 실수, 복소수, 사원수 벡터 다발에 따라 KO, KU, KSp 군으로 나뉘며, 보트 주기성 정리에 의해 주기성을 보이고 천 지표, 아담스 연산 등의 성질을 갖는다. - 이차 형식 - 클리퍼드 대수
클리퍼드 대수는 가환환 위의 가군과 이차 형식으로부터 정의되는 단위 결합 대수로서, 보편 성질이나 텐서 대수의 몫대수를 통해 정의 및 구성되며, 물리학, 컴퓨터 비전, K이론 등 다양한 분야에서 응용되는 대수적 구조이다. - 이차 형식 - 킬링 형식
킬링 형식은 리 대수 위에 정의되는 대칭 쌍선형 형식으로, 리 괄호를 사용하여 정의되며 리 대수의 구조 연구에 중요한 도구로 활용된다. - 대수적 수론 - 아이디얼
아이디얼은 유사환에서 환의 원소와의 곱셈에 대해 닫혀 있는 부분군으로, 왼쪽, 오른쪽, 양쪽 아이디얼로 나뉘며 가환환에서는 세 개념이 일치하고, 환 준동형사상의 핵으로 나타나 잉여환을 정의하는 데 사용되며, 아이디얼 수 개념에서 유래하여 추상대수학의 주요 개념으로 확장되었다. - 대수적 수론 - 대수적 수체
대수적 수체는 유리수체의 유한 확대로서, 체의 개념을 기반으로 덧셈과 곱셈 연산을 통해 아벨 군을 형성하며, 대수적 정수환은 데데킨트 정역이고 정수 기저를 가지며, 오스트롭스키 정리에 의해 분류되고, 종수체, 힐베르트 유체, 데데킨트 제타 함수 등을 주요 불변량으로 갖는다.
2. 정의
체 위의 '''밀너 환''' 은 다음과 같이 정의된다.
:
여기서 각 기호는 다음을 의미한다.
- 는 체 의 가역원군 (0이 아닌 원소들의 곱셈에 대한 군)이다.
- 는 를 정수 계수로 하는 텐서 대수이다. 이는 의 원소들을 형식적으로 텐서곱하여 만들어지는 대수 구조이다.
- 는 이고 인 모든 원소 에 대해 형태의 원소들로 생성되는 의 양쪽 아이디얼이다. 즉, 이 아이디얼은 밀너 환에서 0으로 간주되는 관계식을 정의한다.
밀너 환 은 자연수를 등급으로 가지는 등급환 구조를 가진다. 자연수 에 대해, 밀너 환의 등급 성분을 '''차 밀너 K군'''(次Milnor K群, th Milnor K-group영어)이라고 부르며, 로 표기한다.
밀너 환의 등급 원소, 즉 의 원소는 보통 다음과 같이 표기한다.
:
이 표기 는 차 '''기호'''(記號, symbol영어)라고도 불린다. 이는 힐베르트 기호가 유사한 관계식()을 만족시키는 것에서 유래한 명칭이다. (힐베르트 기호의 경우, 군 연산을 곱셈으로 표기하므로 관계식의 결과가 0 대신 1이 된다.)
2. 1. 모티브
가환환의 그로텐디크 군 이 정의된 이후, 수학자들은 무한히 많은 고차 K-이론 군 이 존재할 것이라고 예상했다. 이는 특정 짧은 완전 시퀀스:
가 긴 완전 시퀀스로 확장될 수 있어야 한다는 생각에서 비롯되었다. 여기서 왼쪽의 군은 상대 K-이론 군이다. 이 예상은 많은 후속 연구를 촉발했다.
고차 K-이론이 어떤 모습일지에 대한 첫 번째 추측 중 하나로, 밀너는 체 에 대한 정의를 제시했다. 그의 아이디어는 차수가 1과 2인 경우의 K-이론 계산 결과에 기반했다. 즉, 와 가 어떤 형태를 가져야 하는지에 대한 관찰을 일반화하려 한 것이다. 밀너는 만약 일반적인 대수적 K-이론 의 생성자가 차수 1에 있고, 그들 사이의 관계가 차수 2에서 결정된다면, 이 두 정보만으로 전체 K-이론 환의 구조를 파악할 수 있을 것이라고 가정했다. 이러한 가정 하에, 그는 텐서 대수와 특정 관계식(나중에 스타인버그 관계로 알려짐)을 이용하여 고차 K-군을 구성하는 "임시"적인 정의를 만들었다.
낮은 차수에서의 K-군은 다음과 같이 알려져 있었다.
- : 체 위에서 유한하게 생성된 가군은 유한 차원의 벡터 공간뿐이므로, 로 비교적 쉽게 계산된다.
- : 는 체 의 곱셈군 (0을 제외한 원소들의 곱셈에 대한 군)과 자연스럽게 동형이다. 즉, 동형 사상 가 존재한다.
- : 마츠모토 히데야는 가 다음과 같이 표현됨을 보였다.
:
여기서 분모는 인 모든 에 대해 형태의 원소들로 생성되는 아이디얼이다. 이 관계 을 스타인버그 관계라고 부른다.
밀너는 마츠모토가 찾은 스타인버그 관계가 를 정의하는 유일한 추가적인 관계일 것이라고 추측하고, 이를 바탕으로 모든 차수 에 대한 밀너 K-군 을 다음과 같이 정의했다.
:
이는 를 이용한 표현이다. 모든 차수의 밀너 K-군을 모은 는 의 텐서 대수 를 스타인버그 관계 (단, )로 생성된 양면 아이디얼로 나눈 것과 같다.
:
이 정의에서 원소 의 상(image)을 기호 로 나타낸다. 특히 일 때 이 스타인버그 관계가 되며, 이를 슈타인버그 기호(Steinberg symbol)라고 부른다.[13] 텐서곱은 에 곱셈 구조 를 부여하며, 이는 차수 가환(graded-commutative)적인 성질을 만족한다.[12]
나중에 퀼런 등이 정의한 일반적인 대수적 K-이론 는 밀너의 예상보다 더 복잡한 구조를 가지는 것으로 밝혀졌다. 밀너 K-이론 는 에 대해서는 퀼런 K-이론 와 일치하지만, 부터는 일반적으로 같지 않다. 다만, 유리수 와의 텐서곱을 취하면 밀너 K-이론은 퀼런 K-이론의 부분군으로 포함된다. 즉, 이다.[3] 하지만 자연스러운 사상 는 전역 체 에 대해 단사(injective)가 아님이 알려져 있다.[3]pg 96
3. 성질
밀너 환은 등급 가환 등급환이다.
밀너 K군 에서 퀼런 K군 으로 가는 자연스러운 군 준동형이 존재한다.
:
이는 에 대하여 동형 사상이지만, 일 때는 일반적으로 동형 사상이 아니다.
등급 가군 는 등급 가환 환이다.[1]pg 1-3[4] 곱셈은 다음과 같이 정의된다.
:
이때 이고 에 대해 다음 등식이 성립한다.
:
이 성질의 증명 과정에서 몇 가지 추가적인 성질이 나타난다. 예를 들어, 에 대해 이므로 이 성립한다. 또한, 체 F의 0이 아닌 원소 에 대해 만약 이 0 또는 1과 같다면, 이다.
이는 산술적으로 중요한 의미를 갖는다. 예를 들어, 체 F에서 -1이 제곱들의 합으로 표현될 수 있다는 것은 모든 양의 차수 에 대해 밀너 K-군 가 멱영이라는 것과 필요충분조건이다. 이는 밀너 K-군의 구조에 대한 강력한 정보이다. 특히, 나, 인 경우의 와 같은 체에 대해서는 모든 밀너 K-군이 멱영이다. 반대로, 만약 모든 양의 차수 밀너 K-군이 멱영이 아니라면, 체 F는 실수 닫힌 체에 포함될 수 있으며, 이는 체 F에 완전 순서를 부여할 수 있음을 의미한다.
체 F의 K2 계산을 통해 밀너는 '고차' K-군을 다음과 같이 정의했다.
:
이는 0 또는 1이 아닌 원소 에 대해 형태의 원소들로 생성된 양쪽 아이디얼로 나눈, 체 F의 곱셈군 F×의 텐서 대수 의 등급별 성분이다. n = 0, 1, 2에 대해서는 퀼런 K군과 일치하지만, n ≥ 3에 대해서는 일반적으로 같지 않다. '''기호''' 은 의 상으로 정의되며, n = 2일 때 이는 Steinberg symbol영어이다[13]。
텐서 대수의 텐서곱은 를 등급 가환적인 등급환으로 만드는 곱셈 연산 을 유도한다[12]。
3. 1. 블록-가토 추측
임의의 체 및 의 표수의 배수가 아닌 정수 이 주어졌다고 하자. 이 1의 거듭제곱근으로 구성된, 의 주어진 분해 가능 폐포 에 대한 절대 갈루아 군 의 가군이라고 하자.'''블록-가토 추측'''(Bloch–Kato conjecture|블록-가토 추측영어)에 따르면, 다음과 같은 군의 동형이 존재한다.
:
여기서 좌변은 차 꼬임 군이 되는 몫군이며, 우변은 절대 갈루아 군의 군 코호몰로지(또는 에탈 코호몰로지)이다. 이 동형 사상을 '''갈루아 기호'''(Galois symbol|갈루아 기호영어)라고 한다.
이 추측은 노름 잉여 동형 정리라고도 불리며, 밀너 K-이론을 갈루아 코호몰로지 또는 에탈 코호몰로지와 관련시키는 훨씬 더 깊은 결과이다. 이는 체 ''F''에서 가역적인 모든 양의 정수 ''r''에 대해 다음과 같이 표현될 수 있다.[9]
:
블록-가토 추측은 알렉산더 메르쿠리예프와 안드레이 수슬린의 정리(인 경우)와 밀너 추측(인 경우)을 특수한 경우로 포함한다.[9]
블록-가토 추측은 스펜서 블록과 가토 가즈야가 제시하였고, 블라디미르 보예보츠키가 2008년에 모티브 코호몰로지를 사용하여 증명하였다.[15] 이 증명에는 마르쿠스 로스트 등의 기여도 포함된다.[9]
3. 2. 이차 형식과의 관계
가 표수가 2가 아닌 체라고 하자. 그 비트 환 의 '''기본 아이디얼'''(fundamental ideal영어) 은 짝수 차원 벡터 공간 위의 비퇴화 이차 형식들의 비트 동치류들로 구성된 아이디얼이다. 이는 다음과 같은 군 준동형의 핵으로 정의된다.:
:
이때, 밀너 K-이론과 기본 아이디얼 사이에는 다음과 같은 군 준동형이 존재한다.
:
:
여기서 는 대각화된 2차원 이차 형식을 의미하며, 는 이차 형식의 텐서곱이다. 우변과 같은 형태의 이차 형식을 '''피스터 형식'''(Pfister form영어)이라고 부르며, 이는 독일 수학자 알브레히트 피스터(Albrecht Pfisterde)가 1965년에 도입하였다.[16][10][13]
'''밀너 추측'''(Milnor conjecture영어)은 위에서 정의된 군 준동형이 항상 아벨 군의 동형 사상을 이룬다는 내용이다.[14] 이 추측은 존 밀너가 처음 제시하였으며, 2007년 드미트리 오를로프(Дми́трий Орло́вru), 알렉산드르 비시크(Алекса́ндр Вишикru), 그리고 블라디미르 보예보츠키에 의해 증명되었다.[17][11]
3. 3. 모티브 코호몰로지 표현
모티브 코호몰로지, 특히 모티브 호모토피 이론의 맥락에서, 아벨 군 를 계수로 하는 밀너 K-이론의 일반화를 나타내는 층 가 존재한다. 로 표기할 때, 층 는 다음 사전층의 층화로 정의된다.[5]pg 4이 사전층의 단면은 를 계수로 가지며, 열린 집합 에 대해 상의 등차원적이고 유한한 사이클들의 동치류로 이해할 수 있다 (이는 의 정의에서 직접적으로 따른다). 이 층 는 모티브 에일렌베르크-매클레인 층 과 -약한 동치 관계를 갖는다는 것을 보일 수 있다 (등급 매김 규칙에 따라 다를 수 있음).
4. 예
임의의 체 에 대하여, 밀너 K-군은 다음과 같다.
: (정수 환)
: (의 곱셈군)
유한체 의 경우, 차수가 2 이상인 밀너 K-군은 모두 자명군이다.
:
이는 가 차 순환군이고, 밀너 K-환의 등급 가환성()에 의해 이 성립하며, Steinberg 관계를 이용하여 임을 보일 수 있기 때문이다.
복소수체 의 경우, 2차 밀너 K-군 는 비가산 집합이며, 유리수체 위의 벡터 공간이다. 또한, 이는 비가산 유일 가분군이다.[7]
실수체 의 경우, 2차 밀너 K-군 는 위수 2의 순환군과 비가산 유일 가분군의 직합이다.
p-진수체 의 경우, 2차 밀너 K-군 는 유한체 의 곱셈군과 비가산 유일 가분군의 직합이다.
유리수체 의 경우, 2차 밀너 K-군은 다음과 같다.
:
여기서 은 차 순환군을 뜻한다. 즉, 위수 2의 순환군과 모든 홀수 소수 에 대한 위수 인 순환군들의 직합이다. 3차 이상의 밀너 K-군은 다음과 같다.
:[1]
일반적인 국소체 (예: 의 유한 확장)에 대해, 밀너 K-군 는 가분군이다.
5. 응용
밀너 K-이론은 고차 류체론에서 기본적인 역할을 수행하며, 1차원 류체론에서 사용되는 곱셈군 를 고차원으로 일반화하는 역할을 한다. 즉, 이다.
밀너 K-이론은 동형 사상을 통해 더 넓은 범위의 모티브 코호몰로지와 연결된다. 체 에 대해 다음과 같은 동형 관계가 성립한다:[8]
:
이 동형 관계는 체의 특정 모티브 코호몰로지 군을 생성원과 관계를 통해 명시적으로 계산할 수 있게 해준다는 점에서 중요하다.
더 나아가, 노름 잉여 동형 정리(블로흐-카토 추측이라고도 불림)는 밀너 K-이론을 갈루아 코호몰로지 또는 에탈 코호몰로지와 관련시킨다.
:
이 관계는 체 ''F''에서 가역적인 모든 양의 정수 ''r''에 대해 성립하며, 블라디미르 보예보드스키가 마르쿠스 로스트 등의 기여를 바탕으로 증명했다.[9] 이 정리는 알렉산더 메르쿠리예프와 안드레이 수슬린의 정리(인 경우)와 밀너 추측(인 경우)을 특수한 경우로 포함한다.
마지막으로, 밀너 K-이론은 이차 형식과도 깊은 관련이 있다. 표수가 2가 아닌 체 ''F''에 대해, 이차 형식의 비트 링 의 기본 아이디얼 ''I''는 이차 형식의 차원에 의해 정의되는 준동형 사상 의 핵이다. 밀너는 다음과 같은 준동형 사상을 정의했다.
:
여기서 는 ''n''-겹 Pfister 형식의 클래스를 나타낸다.[10][13] 이 준동형 사상의 상은 에 속하며, 피스터 형식들이 가법적으로 을 생성하기 때문에 전사 사상이다.[14] 드미트리 오를로프, 알렉산더 비시크, 그리고 블라디미르 보예보드스키는 이 준동형 사상 이 동형 사상이라는 밀너 추측을 증명했다.[11]
6. 역사
존 밀너가 1970년에 도입하였다.[18] 이는 역사적으로 2차 대수적 K군의 최초의 올바른 구성이었다. 밀너는 마찬가지로 고차 밀너 K군을 정의하였는데, 이는 사실 고차 대수적 K군과 다르다는 것이 훗날 밝혀졌다. 그러나 고차 밀너 K군은 대수적 K군보다 더 다루기 편하며, 또 그 자체로 블록-가토 추측 등 여러 흥미로운 성질을 가진다는 것이 밝혀졌다.
참조
[1]
논문
Algebraic K -theory and quadratic forms
https://gdz.sub.uni-[...]
1970-12-01
[2]
웹사이트
Milnor K-Theory is the Simplest Part of Algebraic K-Theory
https://www.math.ucl[...]
[3]
논문
Relations between the milnor and quillen K-theory of fields
1981-01-01
[4]
간행물
[5]
arXiv
Reduced power operations in motivic cohomology
2001-07-15
[6]
논문
Motivic and Real Etale Stable Homotopy Theory
2018-05
[7]
문서
[8]
간행물
[9]
간행물
[10]
간행물
[11]
간행물
[12]
간행물
[13]
간행물
[14]
간행물
[15]
저널
On motivic cohomology with Z/l coefficients
2008
[16]
저널
[17]
저널
An exact sequence for K*''M''/2 with applications to quadratic forms
[18]
저널
http://reh.math.uni-[...]
2016-04-03
본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.
문의하기 : help@durumis.com