프레드홀름 가군

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1. 개요

프레드홀름 가군은 C* 대수 위에 정의되는 수학적 구조이다. 마이클 아티야가 추상 타원 연산자로 처음 도입했고, 알랭 콘이 비가환 기하학 연구에서 재발견하여 프레드홀름 가군이라는 이름을 붙였다. 프레드홀름 가군은 힐베르트 공간, C* 대수의 표현, 선형 작용소로 구성되며, 특정 조건을 만족해야 한다. 대합 대수의 경우, 힐베르트 공간 상의 대합 표현과 자기 수반 연산자로 정의된다.

프레드홀름 가군
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2. 역사

마이클 아티야가 "추상 타원 연산자"(abstract elliptic operator영어)라는 이름으로 도입하였다. 알랭 콘이 비가환 기하학을 연구하면서 재발견하였으며, "프레드홀름 가군"이라는 이름을 붙였다.

3. 정의

A가 복소수에 대한 C* 대수라고 하자. A 위의 프레드홀름 가군(Fredholm module영어) (\mathcal H, T)는 다음과 같은 데이터로 이루어진다.
* 분해 가능 힐베르트 공간 \mathcal H
* C* 대수의 표현 \rho\colon A\to\mathcal B(\mathcal H) (\mathcal B는 유계 연산자들의 C* 대수)
* 선형 작용소 T\colon\mathcal H\to\mathcal H

이들은 다음 조건을 만족시킨다.
* T\sim T^* (T^*는 T의 에르미트 수반)
* T^2\sim 0
* 임의의 a\in A에 대하여, [T,\rho(a)]\sim 0 ([ \cdot, \cdot ]는 교환자)

여기서 X\sim Y는 X-Y가 콤팩트 작용소임을 의미한다.

3.1. 대합 대수 표현

만약 A가 복소수 \mathbb{C} 상의 대합 대수라면, A 위의 프레드홀름 가군은 다음 요소들로 구성된다.

* 힐베르트 공간 \mathcal{H} 상의 A의 대합 표현
* 다음 두 조건을 만족하는 자기 수반 연산자 F
* F^2 = 1 (즉, 제곱하면 항등 연산자가 된다)
* 모든 a \in A에 대해 교환자 [F, a]는 콤팩트 연산자이다.