La geometría algebraica derivada es una rama de las matemáticas que generaliza la geometría algebraica a una situación en la que los anillos conmutativos , que proporcionan cartas locales, se reemplazan por álgebras graduadas diferenciales (sobre), anillos conmutativos simpliciales oespectros de anillos de topología algebraica , cuyos grupos de homotopía superiores explican la no discreción (por ejemplo, Tor ) del haz de estructura. La teoría de esquemas de Grothendieck permite que el haz de estructura contenga elementos nilpotentes . La geometría algebraica derivada puede considerarse una extensión de esta idea y proporciona entornos naturales para la teoría de la intersección (o teoría de la homotopía motivacional [ 1 ] ) de variedades algebraicas singulares y complejos cotangentes en la teoría de la deformación (cf. J. Francis), entre otras aplicaciones.
Introducción
Los objetos de estudio básicos en este campo son los esquemas derivados y las pilas derivadas . La motivación frecuentemente citada es la fórmula de intersección de Serre . [ 2 ] En la formulación habitual, la fórmula involucra el functor Tor y, por lo tanto, a menos que los Tor de orden superior se anulen, la intersección teórica de esquemas (es decir, el producto fibrado de inmersiones) no produce el número de intersección correcto . En el contexto derivado, se toma el producto tensorial derivado., cuya homotopía superior es Tor superior, cuyo Spec no es un esquema sino un esquema derivado . Por lo tanto, el producto fibrado "derivado" produce el número de intersección correcto. Véase el Teorema 3.22 en Khan, [ 3 ] donde se ha desarrollado la teoría de intersección derivada.
El término "derivado" se usa de la misma manera que functor derivado o categoría derivada , en el sentido de que la categoría de anillos conmutativos se reemplaza por una ∞-categoría de "anillos derivados". En geometría algebraica clásica, la categoría derivada de haces cuasi-coherentes se considera una categoría triangulada , pero tiene una extensión natural a una ∞-categoría estable , que puede pensarse como el análogo ∞-categórico de una categoría abeliana .
Definiciones
La geometría algebraica derivada es fundamentalmente el estudio de objetos geométricos mediante álgebra homológica y homotopía. Dado que los objetos en este campo deben codificar la información homológica y homotópica, existen diversas nociones de lo que encapsulan los espacios derivados. Los objetos básicos de estudio en geometría algebraica derivada son los esquemas derivados y, más generalmente, las pilas derivadas. Heurísticamente, los esquemas derivados deben ser functores de alguna categoría de anillos derivados a la categoría de conjuntos.
que se puede generalizar aún más para tener objetivos de grupoides superiores (que se espera que sean modelados por tipos de homotopía). Estas pilas derivadas son functores adecuados de la forma
Muchos autores modelan dichos functores como functores con valores en conjuntos simpliciales , ya que modelan tipos de homotopía y están bien estudiados. Las diferentes definiciones de estos espacios derivados dependen de la elección de qué son los anillos derivados y cómo deberían ser los tipos de homotopía. Algunos ejemplos de anillos derivados incluyen álgebras graduadas diferenciales conmutativas, anillos simpliciales y-anillos.
Geometría derivada sobre característica 0
Por encima de la característica 0, muchas de las geometrías derivadas coinciden ya que los anillos derivados son los mismos.Las álgebras son simplemente álgebras diferenciales graduadas conmutativas sobre característica cero. Podemos entonces definir esquemas derivados de forma similar a los esquemas en geometría algebraica. De forma similar a la geometría algebraica, también podríamos ver estos objetos como un par.que es un espacio topológicocon un haz de álgebras diferenciales graduadas conmutativas. A veces, los autores adoptan la convención de que estas son graduadas negativamente, por lo quepara. La condición del haz también podría debilitarse de modo que para una cubiertade, las gavillaspegaría las superposicionessolo por cuasi-isomorfismo .
Desafortunadamente, sobre la característica p, las álgebras graduadas diferenciales funcionan mal para la teoría de la homotopía, debido a queEsto se puede superar utilizando álgebras simpliciales.
Geometría derivada sobre una característica arbitraria
Los anillos derivados sobre una característica arbitraria se consideran anillos conmutativos simpliciales debido a las propiedades categóricas que poseen. En particular, la categoría de anillos simpliciales está enriquecida simplicialmente, lo que significa que los conjuntos de hom son, a su vez, conjuntos simpliciales. Además, existe una estructura de modelo canónica en los anillos conmutativos simpliciales derivada de los conjuntos simpliciales. [ 4 ] De hecho, es un teorema de Quillen que la estructura de modelo en los conjuntos simpliciales puede transferirse a los anillos conmutativos simpliciales.
Pilas más altas
Se conjetura que existe una teoría final de pilas superiores que modelan tipos de homotopía . Grothendieck conjeturó que estas se modelarían mediante grupoides globulares, o una forma débil de su definición. Simpson [ 5 ] proporciona una definición útil en el espíritu de las ideas de Grothendieck. Recordemos que una pila algebraica (aquí una 1-pila) se denomina representable si el producto fibrado de dos esquemas cualesquiera es isomorfo a un esquema. [ 6 ] Si tomamos el ansatz de que una 0-pila es simplemente un espacio algebraico y una 1-pila es simplemente una pila, podemos definir recursivamente una n-pila como un objeto tal que el producto fibrado a lo largo de dos esquemas cualesquiera es una (n-1)-pila. Si volvemos a la definición de una pila algebraica, esta nueva definición coincide.
Esquemas espectrales
Otra teoría de la geometría algebraica derivada está encapsulada en la teoría de los esquemas espectrales. Su definición requiere una cantidad considerable de tecnología para poder enunciarla con precisión. [ 7 ] Pero, en resumen, los esquemas espectralesestán dados por un anillo espectral-toposjunto con un manojo de-anillossobre ella sujeta a algunas condiciones de localidad similares a la definición de esquemas afines. En particular
- debe ser equivalente a la-topos de algún espacio topológico
- Debe existir una cubiertadede tal manera que el topos inducidoes equivalente a un topos con anillos espectralespara algunos-anillo
Además, el esquema espectralse llama conectivo sipara.
Ejemplos
Recordemos que el topos de un puntoes equivalente a la categoría de conjuntos. Entonces, en el-configuración de topos, en su lugar consideramos-gavillas de-grupoides (que son-categorías con todos los morfismos invertibles), denotado, dando un análogo del topos de puntos en el-configuración de topos. Entonces, la estructura de un espacio espectralmente anillado se puede dar adjuntando un-anilloNótese que esto implica que los espacios espectralmente anillados se generalizan-anillos desde cada-ring puede estar asociado con un sitio espectralmente anular.
Este topos con anillo espectral puede ser un esquema espectral si el espectro de este anillo da un equivalente-topos, por lo que su espacio subyacente es un punto. Por ejemplo, esto puede estar dado por el espectro del anillo., llamado espectro de Eilenberg-Maclane, construido a partir de los espacios de Eilenberg-Maclane.
Aplicaciones
- Kerz, Strunk y Tamme (2018) utilizaron geometría algebraica derivada para demostrar la conjetura de Weibel sobre la desaparición de la teoría K negativa .
- La formulación de la conjetura geométrica de Langlands por Arinkin y Gaitsgory utiliza geometría algebraica derivada. [ 8 ]
Véase también
Notas
- ↑ Khan, Adeel A. (2019). "Brave new motivic homotopy theory I". Geom. Topol . 23 : 3647– 3685. arXiv : 1610.06871 . doi : 10.2140/gt.2019.23.3647 . S2CID 119661301 .
- ↑ ¿ Fórmula de intersección de Serre y geometría algebraica derivada?
- ↑ Khan, Adeel (2019-09-03). "Clases fundamentales virtuales de pilas derivadas I". arXiv : 1909.01332 [ math.AG ].
- ↑ Mathew, Akhil. "Anillos conmutativos simpliciales, I" (PDF) . Archivado (PDF) del original el 16 de junio de 2019.
- ↑ Simpson, Carlos (17-09-1996). "Pilas $n$ algebraicas (geométricas)". arXiv : alg-geom/9609014 .
- ↑ Esto se puede comprobar observando el morfismo diagonal y verificando si este es representable.Para obtener más información, consulte https://math.dartmouth.edu/~jvoight/notes/moduli-red-harvard.pdf
- ↑ Rezk, Charles. "Geometría algebraica espectral" (PDF) . pág. 23 (sección 10.6). Archivado (PDF) del original el 25 de abril de 2020.
- ↑ Arinkin, Dima; Gaitsgory, Dennis (2015). "Soporte singular de haces coherentes y la conjetura geométrica de Langlands". Selecta Math . 21 (1): 1– 199. CiteSeerX 10.1.1.763.8289 . doi : 10.1007/s00029-014-0167-5 . S2CID 119136874 .
Referencias
DAG simplicial
- Toën, Bertrand (28-11-2014). "Geometría algebraica derivada" (PDF) . EMS Surveys in Mathematical Sciences . 1 (2): 153– 240. doi : 10.4171/emss/4 . ISSN 2308-2151 .
- Toën, Bertrand ; Vezzosi, Gabriele (2004). «De HAG a DAG: pilas de módulos derivados». En Greenlees, JPC (ed.). Teoría de homotopía axiomática, enriquecida y motivacional. Actas del Instituto de Estudios Avanzados de la OTAN, Cambridge, Reino Unido, 9-20 de septiembre de 2002. Serie Científica de la OTAN II: Matemáticas, Física y Química. Vol. 131. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers. pp. 173-216 . ISBN 1-4020-1833-9. Zbl 1076.14002 .
- Vezzosi, Gabriele (2011). "¿Qué es... una pila derivada?" (PDF) . Notices Am. Math. Soc . 58 (7): 955– 958. Zbl 1228.14004 .
DAG graduado diferencial
- Eugster, J.; Pridham, JP (25-10-2021). "Una introducción a la geometría derivada (algebraica)". arXiv : 2109.14594 [ math.AG ].
Anillos E n y E ∞
- Geometría algebraica espectral - Rezk
- Óperas y cohomología de haces - JP May --anillos sobre característica 0 y-estructura para la cohomología de haces
- Complejo tangente y cohomología de Hochschild de anillos E n https://arxiv.org/abs/1104.0181
- Francis, John; Geometría algebraica derivada sobre-Anillos
Aplicaciones
- Lowrey, Parker; Schürg, Timo. (2018). Grothendieck-Riemann-Roch para esquemas derivados
- Ciocan-Fontanine, I., Kapranov, M. (2007). Clases fundamentales virtuales a través de dg-manifolds
- Mann, E., Robalo M. (2018). Teoría de Gromov-Witten con geometría algebraica derivada.
- Ben-Zvi, D. , Francis, J. y D. Nadler. Transformadas integrales y centros de Drinfeld en geometría algebraica derivada .
- Kerz, Moritz; Strunk, Florian; Tamme, Georg (2018), " Teoría K algebraica y descenso para explosiones", Invent. Math. , 211 (2): 523– 577, arXiv : 1611.08466 , Bibcode : 2018InMat.211..523K , doi : 10.1007/s00222-017-0752-2 , MR 3748313 , S2CID 119165673
Teorías cuánticas de campos
- Notas sobre teorías de campos supersimétricas y holomorfas en dimensiones 2 y 4.
Enlaces externos
- Página principal de Jacob Lurie
- Introducción a la geometría algebraica espectral
- Grupo de lectura DAG (otoño de 2011) en Harvard
- http://ncatlab.org/nlab/show/derived+algebraic+geometry
- Taller de aprendizaje RTG sobre geometría algebraica derivada de Michigan , 2012
- Geometría algebraica derivada: ¿cómo alcanzar un nivel de investigación matemática?
- Geometría algebraica derivada y anillos/motivos de Chow
- Gabriele Vezzosi, Panorama general de la geometría algebraica derivada , octubre de 2013
- Geometría algebraica
- Álgebra homotópica
- Topología algebraica
- teoría de anillos
- Teoría de esquemas