맨위로가기

모티브 코호몰로지

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.

1. 개요

모티브 코호몰로지는 대수다양체에 사용되는 새로운 호모토피 이론으로, 블라디미르 보예보츠키가 호모토피 이론과 K이론을 대수기하학에 적용하여 모형 범주의 형태로 만들었다. 이는 대수다양체의 차우 군을 계산하는 데 사용되며, 차우 군의 국소화 열을 일반화한 모티빅 호몰로지 군을 포함한다. 모티브 코호몰로지는 모티빅 코호몰로지, 콤팩트 지지 모티빅 코호몰로지, 보렐-무어 모티빅 호몰로지, 콤팩트 지지 모티빅 호몰로지의 네 가지 버전이 있으며, K-이론, 밀너 K-이론, 에탈 코호몰로지 등 다른 코호몰로지 이론과 연관되어 있다. 또한, 베일린슨의 추측과 같은 모티브와의 관계가 있으며, L-함수의 특수값과 관련된 수론기하학에 응용된다. 다니엘 퀼렌의 대수적 K-이론 정의 이후, 블로흐, 보예보츠키 등의 연구를 통해 발전해왔다.

더 읽어볼만한 페이지

  • 대수기하학 - 타원곡선
    타원곡선은 체 위에서 정의되고 특이점이 없으며 종수가 1인 사영 대수 곡선으로, 유리점을 가지며, 특정 형태의 방정식으로 표현되고, 실수체 위에서는 연결 성분 개수가 판별식에 따라 달라지며, 복소수체 위에서는 원환면과 위상적으로 동형이고, 점들 간에 군 연산이 정의되어 암호학 및 정수론에 활용된다.
  • 대수기하학 - 매끄러운 함수
    매끄러운 함수는 함수의 미분 가능성을 나타내는 척도로, k번 미분 가능하고 그 미분 함수가 연속일 경우 Ck로 표기하며, 무한히 미분 가능한 함수를 의미하고, 곡선의 부드러움을 측정하는 데 활용된다.
모티브 코호몰로지

2. 모티프 (코)호몰로지

모티프 코호몰로지는 대수다양체의 부분다양체에 대한 정보를 담고 있는 차우 군을 일반화한 개념이다.

블라디미르 보예보츠키는 호모토피 이론과 K이론을 대수기하학에 적용하여 대수다양체에 사용할 수 있는 새로운 모티프 식 호모토피 이론을 모형 범주의 형태로 만들었다. 이를 통해 대수다양체를 위한 모티프 코호몰로지 이론의 한 가지 모델을 만들 수 있었다.

X가 ''k'' 위에서 유한 타입인 환일 때, 대수기하학의 주요 목표는 ''X''의 차우 군을 계산하는 것이다. 차우 군은 ''X''의 모든 부분다양체에 대한 정보를 제공하기 때문이다. ''X''의 차우 군은 위상수학의 보렐-무어 호몰로지와 유사하지만, 몇 가지 부족한 점이 있다. 예를 들어, ''X''의 닫힌 부분 체계 ''Z''에 대해, 다음과 같은 차우 군의 완전열인 '''국소화 열'''이 존재한다.

:CH_i(Z) \rightarrow CH_i(X) \rightarrow CH_i(X-Z) \rightarrow 0,

하지만 위상수학에서는 이것이 긴 완전열의 일부이다.

이 문제는 차우 군을 고차 차우 군으로 일반화하여 해결되었다. 스펜서 블로흐가 처음 명명한 '''(보렐-무어) 모티빅 호몰로지 군'''은[1] 차우 군의 일반화된 형태이다.

보예보츠키는 모티빅 코호몰로지, 콤팩트 지지 모티빅 코호몰로지, 보렐-무어 모티빅 호몰로지, 콤팩트 지지 모티빅 코호몰로지의 네 가지 이론을 구성했다.[2] 이 이론들은 위상수학의 해당 이론과 유사한 성질을 갖는다. 예를 들어, '''모티빅 코호몰로지''' 군 ''H''''i''(X,'''Z'''(''j''))는 체 ''k'' 위의 유한 타입 체계 ''X''에 대한 을 형성한다. ''X''가 ''k'' 위에서 차원 ''n''의 매끄러운 경우, 다음과 같은 푸앵카레 쌍대성 동형이 존재한다.

:H^i(X,\mathbf{Z}(j))\cong H_{2n-i}(X,\mathbf{Z}(n-j)).

특히, ''X''가 ''k'' 위에서 매끄러울 때, 코드차원-''i'' 사이클의 차우 군 ''CH''''i''(''X'')는 ''H''2''i''(''X'','''Z'''(''i''))와 동형이다.

모티빅 호몰로지 및 코호몰로지의 네 가지 버전은 임의의 아벨 군을 계수로 정의할 수 있으며, 다른 계수를 가진 이론은 보편 계수 정리에 의해 관련되어 있다.

2. 1. 모티프 호몰로지의 정의

''k'' 위의 유한형 스킴 ''X''와 정수 ''i'', ''j''에 대해 아벨 군 ''H''''i''(''X'','''Z'''(''j''))가 정의되며, 차우 군은 이들의 특수한 경우이다.[1]

::CH_i(X) \cong H_{2i}(X,\mathbf{Z}(i)).

''X''의 닫힌 부분 스킴 ''Z''에 대해, 차우 군의 국소화 열을 확장하는 모티프 호몰로지의 긴 완전열이 존재한다.[1]

::\cdots\rightarrow H_{2i+1}(X-Z,\mathbf{Z}(i))\rightarrow H_{2i}(Z,\mathbf{Z}(i))\rightarrow H_{2i}(X,\mathbf{Z}(i))\rightarrow H_{2i}(X-Z,\mathbf{Z}(i))\rightarrow 0.

2. 2. 모티프 코호몰로지의 정의

모티프 코호몰로지 군 ''H''''i''(''X'','''Z'''(''j''))는 2중 차수 부착 을 이룬다. ''X''가 ''k'' 위에서 매끄러운 경우, 푸앵카레 쌍대성 동형사상이 성립하여 ''CH''''i''(''X'') ≅ ''H''2''i''(''X'','''Z'''(''i''))가 된다.[2]

체 ''k'' 위의 매끄러운 스킴 ''X''의 모티프 코호몰로지 ''H''''i''(''X'', '''Z'''(''j''))는 ''X''에서 자리스키 위상에서 특정 복합체 '''Z'''(j)를 계수로 하는 코호몰로지이다.[3] 예를 들어, '''Z'''(j)는 ''j'' < 0일 때 0이고, '''Z'''(0)는 상수 층 '''Z'''이며, '''Z'''(1)은 ''G''m[−1]과 ''X''의 도출된 범주에서 동형이다.[4] 여기서 ''G''m(곱셈군)은 가역 정규 함수의 층을 나타내며, 시프트 [−1]은 이 층이 차수 1의 복합체로 간주됨을 의미한다.

3. 다른 코호몰로지 이론과의 관계

최근에는 호모토피 이론과 K이론을 대수기하학에 적용하여, 블라디미르 보예보츠키가 대수다양체에 쓰일 수 있는 새로운 모티브 식 호모토피 이론을 모형 범주의 형태로 만들어 내었다. 이를 통해 대수다양체를 위한 모티브 코호몰로지 이론의 한 가지 모델을 만들 수 있었다.

3. 1. K-이론과의 관계

블로흐, 리히텐바움, 프리들랜더, 수슬린, 레빈은 모든 체 위의 매끄러운 스킴 ''X''에 대해 모티브 코호몰로지에서 대수적 K-이론으로 가는 아티야-히르체브루흐 스펙트럼 열과 유사한 스펙트럼 열이 존재함을 보였다.[5]

:E_2^{pq}=H^p(X,\mathbf{Z}(-q/2)) \Rightarrow K_{-p-q}(X).

이 스펙트럼 열은 유리수를 텐서하면 퇴화한다.[5] 체 위의 유한 타입의 임의의 스킴에 대해, 모티브 호몰로지에서 G-이론(벡터 다발 대신 가환층의 K-이론)으로 가는 유사한 스펙트럼 열이 존재한다.

3. 2. 밀너 K-이론과의 관계

체 ''k''의 모티브 코호몰로지 ''H''''j''(''k'', '''Z'''(''j''))는 ''k''의 ''j''번째 밀너 K-군 ''K''''j''M(''k'')와 동형이다.[6] 즉, 다음 관계가 성립한다.

:K_j^M(k) \cong H^j(k, \mathbf{Z}(j))

체의 밀너 K-이론은 생성자와 관계를 통해 명시적으로 정의되므로, 이는 체 ''k''의 모티브 코호몰로지의 한 부분을 이해하는 데 유용하다.[22]

3. 3. 에탈 코호몰로지와의 관계

''k'' 위의 매끄러운 스킴 ''X''와, ''k''에서 가역적인 양의 정수 ''m''에 대해, 모티브 코호몰로지에서 에탈 코호몰로지로 가는 '''사이클 사상'''이라 불리는 자연스러운 준동형 사상이 존재한다.[7]

:H^i(X,\mathbf{Z}/m(j))\rightarrow H^i_{et}(X,\mathbf{Z}/m(j))

여기서 우변의 '''Z'''/''m''(''j'')는 1의 ''m'' 제곱근 μ''m''으로 이루어진 에탈 층 (μ''m'')⊗''j''이다. 이는 차우 환에서 에탈 코호몰로지로의 사이클 사상을 일반화한 것이다.

대수기하학이나 수론에서 모티브 코호몰로지를 계산하는 것이 목표인 경우가 많지만, 에탈 코호몰로지가 더 이해하기 쉬운 경우가 많다. 예를 들어, 밑 체 ''k''가 복소수체라면, 에탈 코호몰로지는 (유한 계수를 갖는) 특이 코호몰로지와 일치한다. 블라디미르 보예보츠키가 증명한 '''베일린슨-리히텐바움 추측'''은 많은 모티브 코호몰로지 군이 실제로 에탈 코호몰로지 군과 동형사상이라는 강력한 정리이다. 이는 노름 잉여 동형 정리의 결과이다. 즉, 베일린슨-리히텐바움 추측(보예보츠키의 정리)에 따르면, 체 ''k'' 위의 매끄러운 스킴 ''X''와 ''k''에서 가역적인 양의 정수 ''m''에 대해, 사이클 사상

:H^i(X,\mathbf{Z}/m(j))\rightarrow H^i_{et}(X,\mathbf{Z}/m(j))

은 모든 ''j'' ≥ ''i''에 대해 동형 사상이고, 모든 ''j'' ≥ ''i'' − 1에 대해 단사 사상이다.[7]

4. 모티프와의 관계

보예보츠키는 주어진 ''k''와 가환환 ''R''에 대해, '계수가 ''R''인 ''k'' 위의 모티프의 유도 범주' DM(''k''; ''R'')를 정의했다. 이 범주에서 각 스킴 ''X''는 모티프 M(''X'')와 콤팩트 지지 모티프 Mc(''X'')라는 두 객체를 결정한다. 모티프 (코)호몰로지는 이 범주 내의 사상 집합으로 나타낼 수 있다.

모티브의 유도 범주의 기본적인 점은, 네 가지 유형의 모티브 호몰로지와 모티브 코호몰로지가 모두 이 범주 내의 사상 집합으로 나타난다는 것이다. 모든 정수 ''j''에 대해 DM(''k''; ''R'')에는 '''테이트 모티브''' ''R''(''j'')가 존재하며, 사영 공간의 모티브는 테이트 모티브의 직합이다.

:M(\mathbf{P}^n_k)\cong \oplus_{j=0}^n R(j)[2j]

여기서 ''M'' ↦ ''M''[1]은 DM(''k''; ''R'')에서 이동 또는 "변환 함자"이다. 예를 들어 모티브 코호몰로지는 다음과 같다.

:H^i(X,R(j))\cong \text{Hom}_{DM(k; R)}(M(X),R(j)[i])

이는 유한 타입의 모든 스킴 ''X''에 대해 성립한다.

4. 1. 베일린슨의 추측

베일린슨의 추측에 따르면, 유리수 계수(R = '''Q''')를 사용할 때, DM(k; '''Q''')의 콤팩트 객체 부분 범주는 ''k'' 위에서의 '''혼합 모티브''' 범주인 아벨 범주 MM(''k'')의 유계 유도 범주와 동등하다.[8] 이 추측은 모티브 코호몰로지 군이 혼합 모티브 범주에서 Ext 군으로 식별될 수 있음을 시사한다.[24]

더 구체적으로, 베일린슨의 추측은 ''i'' < 0에 대해 ''H''''i''(X,'''Q'''(''j''))가 0이라는 '''베일린슨-솔레 추측'''을 내포하는데, 이는 극히 일부 경우에만 증명되었다.

반면, 베일린슨-솔레 추측의 변형은 그로텐디크의 표준 추측 및 머레의 차우 모티브에 관한 추측과 결합하여, ''DM''(''k''; '''Q''')에 대한 t-구조의 핵으로서 아벨 범주 ''MM''(''k'')가 존재함을 유도한다.[9] 그러나 이것만으로는 ''MM''(''k'')에서의 Ext 군과 모티브 코호몰로지를 동일시할 수 있다는 결론을 내릴 수는 없다.

복소수체의 부분체 ''k''에 대해서는, 노리가 혼합 모티브의 아벨 범주에 대한 후보를 제시했다.[10] 만약 예상되는 성질(특히, ''MM''(''k'')에서 '''Q'''-벡터 공간으로의 베티 실현 함자가 충실)을 갖는 범주 ''MM''(''k'')가 존재한다면, 이는 노리의 범주와 동등해야 한다.

5. 수론기하학에의 응용

수론기하학에서 모티브 코호몰로지는 L-함수의 특수값과 관련된 여러 추측들을 연구하는 데 중요한 도구로 사용된다.

5. 1. L-함수의 특수값

유리수체 위의 매끄러운 사영 다양체 ''X''를 고려해 보자. L-함수의 값에 대한 블로흐-카토 추측은 정수점에서 ''X''의 L-함수의 영점의 차수가 적절한 모티브 코호몰로지 군의 계수와 같다고 예측한다. 이는 딜리뉴와 베일린슨의 이전 추측을 포함하는 수론의 핵심적인 문제 중 하나이다. 버치-스위너턴-다이어 추측은 이 추측의 특수한 경우이다. 더욱 정확하게는, 이 추측은 레귤레이터와 모티브 코호몰로지 상의 height pairing|높이 페어링영어을 사용하여 L-함수의 정수점에서의 선두 계수를 예측한다.

6. 역사

다니엘 퀼렌이 대수적 K-이론을 정의하고 발전시킨 연구(1973)에서, 대수적 다양체의 차우 군을 더 일반적인 모티브 코호몰로지 이론으로 확장할 수 있다는 가능성이 처음 나타났다. 1980년대 초, 벨린슨과 술레는 아담스 연산을 사용하여 유리수 계수 대수적 K-이론을 분해할 수 있음을 발견했다.[1] 벨린슨과 리히텐바움은 모티브 코호몰로지의 존재와 성질을 예측하는 추측을 제기했는데, 이 추측의 대부분은 증명되었지만 전부는 아니다.

블로흐는 체 ''k'' 위의 준사영적 다양체에 대한 보렐-무어 모티프 호몰로지를 정수적으로 처음 정의했다(1986).[1] 1990년대에 블라디미르 보예보츠키는 수슬린과의 공동 연구를 바탕으로 모티프 호몰로지와 모티프 코호몰로지를 정의하고, A¹-호모토피 이론의 틀 안에서 모티프의 삼각 범주를 정의했다.[11][12]

최근에는 엘만토와 모로우,[15] 켈리와 사이토[16]의 연구를 통해 모티프 코호몰로지의 구성이 확장되었다.

참조

[1] 논문 Algebraic cycles and higher K-groups; Voevodsky, Triangulated categories of motives over a field, section 2.2 and Proposition 4.2.9
[2] 논문 Voevodsky, Triangulated categories of motives over a field, section 2.2
[3] 논문 Mazza, Voevodsky, Weibel, Lecture Notes on Motivic Cohomology, Example 13.11
[4] 논문 Mazza, Voevodsky, Weibel, Lecture Notes on Motivic Cohomology, Theorem 4.1
[5] 논문 Levine, K-theory and motivic cohomology of schemes I, eq. (2.9) and Theorem 14.7
[6] 논문 Mazza, Voevodsky, Weibel, Lecture Notes on Motivic Cohomology, Theorem 5.1
[7] 논문 Voevodsky, On motivic cohomology with '''Z'''/''l'' coefficients, Theorem 6.17
[8] 논문 Jannsen, Motivic sheaves and filtrations on Chow groups, Conjecture 4.1
[9] 논문 Hanamura, Mixed motives and algebraic cycles III, Theorem 3.4
[10] 논문 Nori, Lectures at TIFR; Huber and Müller-Stach, On the relation between Nori motives and Kontsevich periods
[11] 간행물 Bivariant cycle cohomology 2000
[12] 간행물 Triangulated categories of motives over a field 2000
[13] 간행물 Triangulated categories of motives over a field 2000
[14] 서적 The Arithmetic and Geometry of Algebraic Cycles 2000
[15] 간행물 Motivic cohomology of equicharacteristic schemes 2023
[16] 간행물 A procdh topology 2024
[17] 논문 Algebraic cycles and higher K-groups; Voevodsky, Triangulated categories of motives over a field, section 2.2 and Proposition 4.2.9
[18] 논문 Voevodsky, Triangulated categories of motives over a field, section 2.2
[19] 논문 Mazza, Voevodsky, Weibel, Lecture Notes on Motivic Cohomology, Example 13.11
[20] 논문 Mazza, Voevodsky, Weibel, Lecture Notes on Motivic Cohomology, Theorem 4.1
[21] 논문 Levine, K-theory and motivic cohomology of schemes I, eq. (2.9) and Theorem 14.7
[22] 논문 Mazza, Voevodsky, Weibel, Lecture Notes on Motivic Cohomology, Theorem 5.1
[23] 논문 Voevodsky, On motivic cohomology with '''Z'''/''l'' coefficients, Theorem 6.17
[24] 논문 Jannsen, Motivic sheaves and filtrations on Chow groups, Conjecture 4.1
[25] 논문 Hanamura, Mixed motives and algebraic cycles III, Theorem 3.4
[26] 논문 Nori, Lectures at TIFR; Huber and Müller-Stach, On the relation between Nori motives and Kontsevich periods



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