단순 리 초대수는 리 대수의 개념을 확장한 것으로, 짝수 부분과 홀수 부분으로 구성된 Z/2 등급 벡터 공간이다. 표수 0의 체 위의 단순 리 초대수는 고전 리 초대수와 카르탕형 대수로 분류되며, 복소수 단순 리 초대수는 빅토르 카츠에 의해 분류되었다. 단순 리 초대수의 예시로는 일반·특수 선형 초대수, 직교-심플렉틱 초대수, 페리플렉틱 초대수, 이상한 초대수, 𝔬𝔰𝔭(4|2;α) 등이 있다.
2. 정의
가환환 위의 리 초대수 내에서 특별한 부분 대수인 '''아이디얼''' 는 조건을 만족하는 부분 리 초대수를 말한다.
표수 0인 체 위에서, 리 초대수가 과 자기 자신 외에는 아이디얼을 갖지 않을 때, 즉 정확히 두 개의 아이디얼만 가질 때 이를 '''단순 리 초대수'''라고 한다. (인 경우는 아이디얼이 하나뿐이므로 단순 리 초대수로 보지 않는다.)
단순 리 초대수는 추가적인 조건, 즉 의 위 리 대수의 표현이 완전 분해 가능 표현인지 여부에 따라 두 종류로 분류된다. 이 조건을 만족하면 '''고전 리 초대수'''(classical Lie superalgebra영어)라고 부른다.
만족하지 않는 단순 리 초대수는 '''카르탕형 대수'''(Cartan-type algebra영어) 또는 '''초고전적 대수'''(hyperclassical algebra영어)라고 하며, , , , 등이 대표적인 예이다.
2. 1. 리 초대수 아이디얼
가환환 위의 리 초대수 의 '''아이디얼'''은 의 부분 리 초대수 가운데 다음 조건을 만족하는 것을 말한다.
:
표수 0의 체 위의 리 초대수 가 정확히 두 개의 아이디얼, 즉 과 전체만을 가질 때, 이를 '''단순 리 초대수'''라고 부른다. 이때 인 경우는 아이디얼이 하나뿐이므로 단순 리 초대수에 해당하지 않는다. 이는 마치 숫자 1을 소수로 간주하지 않는 것과 유사하다.
표수 0의 체 위의 단순 리 초대수 가 다음 조건을 만족시키면 '''고전 리 초대수'''(classical Lie superalgebra|영어)라고 한다.
고전 리 초대수가 아닌 단순 리 초대수는 '''카르탕형 대수'''(Cartan-type algebra|영어) 또는 '''초고전적 대수'''(hyperclassical algebra|영어)라고 부르며, 대표적인 예로 , , , 등이 있다.
2. 2. 단순 리 초대수
가환환 위의 리 초대수 의 '''아이디얼'''은 의 부분 리 초대수 가운데 아래 조건을 만족하는 것을 말한다.
:
표수 0인 체 위의 리 초대수 가 정확히 두 개의 리 초대수 아이디얼만을 가질 때, 이를 '''단순 리 초대수'''라고 한다. 이 두 아이디얼은 (영 아이디얼)과 자신이다. 즉, 자명하지 않은 아이디얼을 갖지 않는 리 초대수이다. 인 경우는 아이디얼이 하나뿐이므로 단순 리 초대수로 보지 않는다. 이는 마치 숫자 1을 소수로 간주하지 않는 것과 유사하다.
표수 0인 체 위의 단순 리 초대수 가 추가적으로 다음 조건을 만족하면 '''고전 리 초대수'''(classical Lie superalgebra영어)라고 부른다.
일반 선형 리 초대수 general linear Lie superalgebra영어\mathfrak{gl}(m|n): 특정 크기의 초행렬 전체로 구성된 리 초대수이다.
특수 선형 리 초대수 special linear Lie superalgebra영어\mathfrak{sl}(m|n): 일반 선형 리 초대수 중에서 초대각합이 0인 원소들로 이루어진 부분 리 초대수이다. m=n인 경우, 중심에 대한 몫으로 사영 특수 선형 리 초대수 projective special linear Lie superalgebra영어\mathfrak{psl}(m|m)를 정의할 수 있다.
직교-심플렉틱 리 초대수 orthosymplectic Lie superalgebra영어\mathfrak{osp}(m|2n): 특정 조건을 만족하는 초행렬들로 구성되며, 직교군과 심플렉틱 군의 개념을 리 초대수로 확장한 것이다.[2]
페리플렉틱 리 초대수 periplectic Lie superalgebra영어\mathfrak p(n): 특정 대칭 조건을 만족하는 초행렬로 정의되는 리 초대수이다.[2][3]
이상한 리 초대수 queer Lie superalgebra영어\mathfrak q(n): 특정 조건을 만족하는 초행렬들의 리 초대수 \tilde{\mathfrak q}(n)의 중심에 대한 몫으로 정의된다.[2]
2;''α''): 복소수 파라미터 \alpha에 의존하는 1차원 리 초대수 계열이다. 이 계열은 \mathfrak{d}(2,1;\alpha)로 표기하기도 한다.[2] 실수 계수를 고려할 경우, 파라미터 \alpha의 값에 따라 서로 다른 실수 형태를 가진다.[1]
카르탕형 리 초대수: 벡터 공간 위의 외대수와 그 위의 미분 연산자를 이용하여 정의되는 리 초대수들이다. 대표적으로 \mathfrak w(n)이 있으며, 이의 부분 리 초대수로 특수 카르탕형 리 초대수 special Cartan-type Lie superalgebra영어\mathfrak s(n)과 해밀턴형 리 초대수 Hamilton-type Lie superalgebra영어\mathfrak h(n) 등이 있다.
여기서 A는 m\times m 행렬이고, D는 n\times n 행렬이다. (m|n)\times(m|n) 초행렬의 모임을 '''일반 선형 리 초대수'''(general linear Lie superalgebra영어) \mathfrak{gl}(m|n)이라고 한다. 초행렬의 '''초대각합'''(supertrace영어)은 다음과 같이 정의된다.[2]
단위 행렬 1_{m|n}의 경우, 초대각합은 \operatorname{str}1_{m|n}=m-n이다. 따라서, 1_{m|n}\in\mathfrak{sl}(m|n)일 필요 충분 조건은 m=n이다. 이 경우 (m=n), '''사영 특수 선형 리 초대수'''(projective special linear Lie superalgebra영어) \mathfrak{psl}(m|m)는 다음과 같은, 중심에 대한 몫이다.
\mathfrak{osp}(4|2;\alpha) 또는 \mathfrak{d}(2,1;\alpha)는 다음과 같이 구체적으로 정의된다.[2] 이 리 초대수의 보손 부분인 리 대수는 \mathfrak{sl}(2)^{\oplus3}이며, 이에 대한 페르미온 표현은 (\mathbf2,\mathbf2,\mathbf2)이다. 지표를 다음과 같이 설정하자.
a,b\in\{1,2,3\}\in\mathbb Z/(3) (\operatorname{Sym}(3)의 정의 표현 지표)
i\in\{1,2,3\} (\mathfrak{sl}(2) 지표)
\alpha,\beta\in\{1,2\} (\mathfrak{sl}(2)의 정의 표현 지표)
이를 사용하여 보손 생성원 t^a와 페르미온 생성원 F_{\alpha_1\alpha_2\alpha_3}에 대한 리 초괄호는 다음과 같다.
실수 계수 조건은 복소수 파라미터 \alpha의 가능한 값을 제한하며, 이에 따라 \operatorname{Sym}(3) 대칭성도 위 표와 같이 깨지게 된다. 각 경우의 \alpha 값들은 표에 명시된 동치 관계를 가지며, 이 동치 관계의 동치류들은 해당 표준 영역의 원소와 일대일 대응한다.
4. 5. 카르탕형 리 초대수
체K 위의 벡터 공간V 위의 외대수\textstyle\bigwedge V 위의 \mathbb Z/2-등급 미분들, 즉 K-선형 변환
:d\colon \bigwedge(V)\to\bigwedge(V)
가운데 다음 조건을 만족시키는 것들의 벡터 공간을 \operatorname W(V)라고 한다.
:d(a\vee b) = (da)\wedge b + (-)^{\deg a}a \wedge db\qquad\left(b\in \bigwedge(V),\;a\in\bigwedge_{2\bullet+1}(V) \cup \bigwedge_{2\bullet}(V) \right)
V의 기저(v_i)_{i\in I}를 잡았을 때, d\in \operatorname W(V)는 다음과 같이 표현될 수 있다.
\textstyle\bigwedge(V)의 \mathbb Z-등급으로부터, 이는 \operatorname W(V) 위에 \mathbb Z-등급을 정의한다. 그 위의 리 초괄호는 단순히 다음과 같다.
:[d,d'] = d\circ d' \pm d'\circ d
여기서 ± 부호는 \mathbb Z/2 등급에 의하여 결정된다.
만약 V가 2 이상의 유한 차원 벡터 공간이라면, \operatorname W(V)는 단순 리 초대수를 이루며, 이를 \mathfrak w(\dim V)로 표기한다.
'''특수 카르탕형 리 초대수'''(special Cartan-type Lie superalgebra영어) \mathfrak s(n)과 \mathfrak s(n) 및 '''해밀턴형 리 초대수'''(Hamilton-type Lie superalgebra영어) \mathfrak h(n)은 모두 \mathfrak w(n)의 부분 리 초대수이다.
[1]
논문
Classification of real simple Lie superalgebras of classical type
1980
[2]
논문
Dictionary on Lie superalgebras
1996-07
[3]
서적
Dualities and Representations of Lie Superalgebras
http://www.ams.org/b[...]
American Mathematical Society
2013
[4]
논문
Классификация простых супералгебр Ли
http://mi.mathnet.ru[...]
1975-02-19
[5]
논문
A sketch of Lie superalgebra theory
https://projecteucli[...]
1977-02
[6]
논문
Lie superalgebras
1977-10
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