Группа классов отображения поверхности - Mapping class group of a surface

В математике, а точнее в топология, то группа классов отображения из поверхность, иногда называемый модульная группа или же Модульная группа Teichmüller, это группа гомеоморфизмы поверхности просматривается с точностью до сплошной (в компактно-открытая топология ) деформация. Это принципиально важно для изучения 3-х коллектор через их вложенные поверхности и также изучается в алгебраическая геометрия в связи с модули проблемы для кривых.

В группа классов отображения можно определить для произвольных коллекторы (действительно, для произвольных топологических пространств), но двумерная ситуация наиболее изучена в теория групп.

Группа классов отображения поверхностей связана с различными другими группами, в частности группы кос и группы внешних автоморфизмов.

История

Группа картографических классов появилась в первой половине двадцатого века. Его истоки лежат в изучении топологии гиперболических поверхностей, и особенно в изучении пересечений замкнутых кривых на этих поверхностях. Самыми ранними участниками были Макс Ден и Якоб Нильсен: Ден доказал конечное порождение группы,^[1] и Нильсен дал классификацию классов отображений и доказал, что все автоморфизмы фундаментальной группы поверхности могут быть представлены гомеоморфизмами (теорема Дена – Нильсена – Бэра).

Теория Дена – Нильсена была переосмыслена в середине семидесятых годов. Терстон кто придал предмету более геометрический оттенок^[2] и использовал эту работу с большим успехом в своей программе изучения трехмерных многообразий.

Совсем недавно группа классов отображения сама по себе была центральной темой в геометрическая теория групп, где он служит полигоном для различных гипотез и техник.

Определение и примеры

Группа классов отображений ориентируемых поверхностей

Позволять ${\displaystyle S}$ быть связаны, закрыто, ориентируемый поверхность и ${\displaystyle \mathrm {Homeo} ^{+}(S)}$ группа сохраняющих ориентацию или положительных гомеоморфизмов ${\displaystyle S}$. Эта группа имеет естественную топологию - компактно-открытую топологию. Его легко определить с помощью функции расстояния: если нам дана метрика ${\displaystyle d}$ на ${\displaystyle S}$ индуцируя его топологию, то функция, определяемая

${\displaystyle \delta (f,g)=\sup _{x\in S}\left(d(f(x),g(x)\right)}$

- расстояние, порождающее компактно-открытую топологию на ${\displaystyle \mathrm {Homeo} ^{+}(S)}$. В связный компонент идентичности для этой топологии обозначается ${\displaystyle \mathrm {Homeo} _{0}(S)}$. По определению он равен гомеоморфизму ${\displaystyle S}$ которые изотопны тождеству. Это нормальная подгруппа группы положительных гомеоморфизмов, а группа классов отображений ${\displaystyle S}$ это группа

${\displaystyle \mathrm {Mod} (S)=\mathrm {Homeo} ^{+}(S)/\mathrm {Homeo} _{0}(S)}$.

Это счетный группа.

Если мы изменим определение, включив в него все гомеоморфизмы, мы получим расширенная группа классов отображения ${\displaystyle \mathrm {Mod} ^{\pm }(S)}$, который содержит группу классов отображений как подгруппу индекса 2.

Это определение также можно сделать в категории дифференцируемых: если мы заменим все приведенные выше примеры «гомеоморфизма» на «диффеоморфизм "получаем ту же группу, то есть включение ${\displaystyle \mathrm {Diff} ^{+}(S)\subset \mathrm {Homeo} ^{+}(S)}$ индуцирует изоморфизм между факторами по их соответствующим компонентам идентичности.

Группы классов отображений сферы и тора

Предположим, что ${\displaystyle S}$ это единичная сфера в ${\displaystyle \mathbb {R} ^{3}}$. Тогда любой гомеоморфизм ${\displaystyle S}$ изотопен либо тождеству, либо ограничению на ${\displaystyle S}$ симметрии в плоскости ${\displaystyle z=0}$. Последний не сохраняет ориентацию, и мы видим, что группа классов отображений сферы тривиальна, а ее расширенная группа классов отображений равна ${\displaystyle \mathbb {Z} /2\mathbb {Z} }$, циклическая группа порядка 2.

Группа классов отображения тор ${\displaystyle \mathbb {T} ^{2}=\mathbb {R} ^{2}/\mathbb {Z} ^{2}}$ естественно отождествляется с модульная группа ${\displaystyle \mathrm {SL} _{2}(\mathbb {Z} )}$. Легко построить морфизм ${\displaystyle \Phi :\mathrm {SL} _{2}(\mathbb {Z} )\to \mathrm {Mod} (\mathbb {T} ^{2})}$: каждый ${\displaystyle A\in \mathrm {SL} _{2}(\mathbb {Z} )}$ индуцирует диффеоморфизм ${\displaystyle \mathbb {T} ^{2}}$ через ${\displaystyle x+\mathbb {Z} ^{2}\mapsto Ax+\mathbb {Z} ^{2}}$. Действие диффеоморфизмов на первой группе гомологий ${\displaystyle \mathbb {T} ^{2}}$ дает лево-обратный ${\displaystyle \Pi }$ к морфизму ${\displaystyle \Phi }$ (доказывая, в частности, что он инъективен), и можно проверить, что ${\displaystyle \Pi }$ инъективно, так что ${\displaystyle \Pi ,\Phi }$ являются обратными изоморфизмами между ${\displaystyle \mathrm {Mod} (\mathbb {T} ^{2})}$ и ${\displaystyle \mathrm {SL} _{2}(\mathbb {Z} )}$.^[3] Таким же образом расширенная группа классов отображения ${\displaystyle \mathbb {T} ^{2}}$ является ${\displaystyle \mathrm {GL} _{2}(\mathbb {Z} )}$.

Группа классов отображения поверхностей с краем и проколами

В случае, когда ${\displaystyle S}$ компактная поверхность с непустым граница ${\displaystyle \partial S}$ тогда определение группы классов сопоставления должно быть более точным. Группа ${\displaystyle \mathrm {Homeo} ^{+}(S,\partial S)}$ гомеоморфизмов относительно границы является подгруппой ${\displaystyle \mathrm {Homeo} ^{+}(S)}$ которые ограничиваются единицей на границе, а подгруппа ${\displaystyle \mathrm {Homeo} _{0}(S,\partial S)}$ - связная компонента тождества. Группа классов отображения затем определяется как

${\displaystyle \mathrm {Mod} (S)=\mathrm {Homeo} ^{+}(S,\partial S)/\mathrm {Homeo} _{0}(S,\partial S)}$.

Поверхность с проколами - это компактная поверхность с удаленным конечным числом точек («проколов»). Группа классов отображения такой поверхности определяется, как указано выше (обратите внимание, что классам отображения разрешено переставлять проколы, но не граничные компоненты).

Группа классов отображения кольца

Любой кольцо гомеоморфно подмножеству ${\displaystyle A_{0}=\{1\leq |z|\leq 2\}}$ из ${\displaystyle \mathbb {C} }$. Можно определить диффеоморфизм ${\displaystyle \tau _{0}}$ по следующей формуле:

${\displaystyle \tau _{0}(z)=e^{2i\pi |z|}z}$

что является тождеством на обеих граничных компонентах ${\displaystyle \{|z|=1\},\{|z|=2\}}$. Группа классов отображения ${\displaystyle A}$ тогда порождается классом ${\displaystyle \tau _{0}}$.

Группы кос и группы классов отображения

Основная статья: Группы кос

Группы кос можно определить как группы классов отображения диска с проколами. Точнее, группа кос на п strands естественно изоморфна группе классов отображений диска с п проколы.^[4]

Теорема Дена – Нильсена – Бэра.

Если ${\displaystyle S}$ является закрыто и ${\displaystyle f}$ является гомеоморфизмом ${\displaystyle S}$ то мы можем определить автоморфизм ${\displaystyle f_{*}}$ фундаментальной группы ${\displaystyle \pi _{1}(S,x_{0})}$ следующим образом: исправить путь ${\displaystyle \gamma }$ между ${\displaystyle x_{0}}$ и ${\displaystyle f(x_{0})}$ и для петли ${\displaystyle \alpha }$ основанный на ${\displaystyle x_{0}}$ представляющий элемент ${\displaystyle [\alpha ]\in \pi _{1}(S,x_{0})}$ определять ${\displaystyle f_{*}([\alpha ])}$ быть элементом фундаментальной группы, связанной с петлей ${\displaystyle {\bar {\gamma }}*f(\alpha )*\gamma }$. Этот автоморфизм зависит от выбора ${\displaystyle \gamma }$, но только до спряжения. Таким образом, мы получаем четко определенную карту из ${\displaystyle \mathrm {Homeo} (S)}$ к группе внешних автоморфизмов ${\displaystyle \mathrm {Out} (\pi _{1}(S,x_{0}))}$. Это отображение является морфизмом, и его ядром является в точности подгруппа ${\displaystyle \mathrm {Homeo} _{0}(S)}$. Теорема Дена – Нильсена – Бэра утверждает, что она дополнительно сюръективна.^[5] В частности, это означает, что:

Расширенная группа классов отображения ${\displaystyle \mathrm {Mod} ^{\pm }(S)}$ изоморфна группе внешних автоморфизмов ${\displaystyle \mathrm {Out} (\pi _{1}(S))}$.

Образ группы классов отображений - это подгруппа индекса 2 группы внешних автоморфизмов, которую можно охарактеризовать своим действием на гомологиях.

Заключение теоремы неверно, когда ${\displaystyle S}$ имеет непустую границу (за исключением конечного числа случаев). В этом случае фундаментальная группа является свободной группой, а группа внешних автоморфизмов Выход (Fn) строго больше, чем образ группы классов отображения, через морфизм, определенный в предыдущем абзаце. Образ - это в точности те внешние автоморфизмы, которые сохраняют каждый класс сопряженности в фундаментальной группе, соответствующей граничной компоненте.

Точная последовательность Бирмана

Это точная последовательность, связывающая группу классов отображений поверхностей с тем же родом и границей, но с другим числом проколов. Это фундаментальный инструмент, который позволяет использовать рекурсивные аргументы при изучении групп классов отображения. Это было доказано Джоан Бирман в 1969 г.^[6] Точное утверждение выглядит следующим образом.^[7]

Позволять ${\displaystyle S}$ быть компактной поверхностью и ${\displaystyle x\in S}$. Есть точная последовательность

${\displaystyle 1\to \pi _{1}(S,x)\to \mathrm {Mod} (S\setminus \{x\})\to \mathrm {Mod} (S)\to 1}$.

В случае, когда ${\displaystyle S}$ сам прокалывает группу классов отображения ${\displaystyle \mathrm {Mod} (S\setminus \{x\})}$ должна быть заменена подгруппой классов отображений с конечным индексом, фиксирующей ${\displaystyle x}$.

Элементы группы классов отображения

Ден скручивает

Основная статья: Ден твист

Если ${\displaystyle c}$ ориентированная простая замкнутая кривая на ${\displaystyle S}$ и выбирается замкнутая трубчатая окрестность ${\displaystyle A}$ тогда существует гомеоморфизм ${\displaystyle f}$ из ${\displaystyle A}$ к каноническому кольцу ${\displaystyle A_{0}}$ определено выше, отправка ${\displaystyle c}$ в круг с против часовой стрелки ориентация. Это используется для определения гомеоморфизма ${\displaystyle \tau _{c}}$ из ${\displaystyle S}$ следующим образом: на ${\displaystyle S\setminus A}$ это личность, и на ${\displaystyle A}$ это равно ${\displaystyle f^{-1}\circ \tau _{0}\circ f}$. Класс ${\displaystyle \tau _{c}}$ в группе классов отображения ${\displaystyle \mathrm {Mod} (S)}$ не зависит от выбора ${\displaystyle f}$ сделанный выше, и получившийся элемент называется Ден твист о ${\displaystyle c}$. Если ${\displaystyle c}$ не гомотопен нулю, этот класс отображений нетривиален, и в более общем смысле скручивания Дена, определенные двумя негомотопическими кривыми, являются различными элементами в группе классов отображений.

В группе классов отображений тора, отождествляемой с ${\displaystyle \mathrm {SL} _{2}(\mathbb {Z} )}$ скрутки Дена соответствуют унипотентным матрицам. Например, матрица

${\displaystyle {\begin{pmatrix}1&1\\0&1\end{pmatrix}}}$

соответствует закручиванию Дена вокруг горизонтальной кривой в торе.

Классификация Нильсена-Терстона

Основная статья: Классификация Нильсена-Терстона

Существует классификация классов отображения на поверхности, первоначально разработанная Нильсеном и переоткрытая Терстоном, которую можно сформулировать следующим образом. Элемент ${\displaystyle g\in \mathrm {Mod} (S)}$ либо:

• конечного порядка (т.е. существует ${\displaystyle n>0}$ такой, что ${\displaystyle g^{n}}$ тождество),
• приводимый: существует множество непересекающихся замкнутых кривых на ${\displaystyle S}$ который сохраняется под действием ${\displaystyle g}$;
• или псевдо-аносов.

Основное содержание теоремы состоит в том, что класс отображений, который не является ни конечным порядком, ни приводимым, должен быть псевдоаносовым, что может быть явно определено с помощью динамических свойств.^[8]

Псевдоаносовские диффеоморфизмы

Основная статья: Псевдо-Аносовская карта

Изучение псевдоаносовских диффеоморфизмов поверхности является фундаментальным. Они представляют собой наиболее интересные диффеоморфизмы, поскольку классы отображений конечного порядка изотопны изометриям и, следовательно, хорошо изучены, а изучение приводимых классов действительно сводится к изучению классов отображений на меньших поверхностях, которые сами могут быть либо конечного порядка, либо псевдопорядками. Аносов.

Классы отображений псевдо-Аносова являются "общими" в группе классов отображений по-разному. Например, случайное блуждание по группе классов сопоставления закончится на псевдоаносовском элементе с вероятностью, стремящейся к 1 по мере увеличения количества шагов.

Действия группы классов отображения

Действие на пространстве Тайхмюллера

Учитывая проколотую поверхность ${\displaystyle S}$ (обычно без границ) Пространство Тейхмюллера ${\displaystyle T(S)}$ - пространство отмеченных комплексных (эквивалентно конформных или полных гиперболических) структур на ${\displaystyle S}$. Они представлены парами ${\displaystyle (X,f)}$ куда ${\displaystyle X}$ это Риманова поверхность и ${\displaystyle f:S\to X}$ гомеоморфизм по модулю подходящего отношения эквивалентности. Есть очевидное действие группы ${\displaystyle \mathrm {Homeo} ^{+}(S)}$ на таких парах, который спускается к действию ${\displaystyle \mathrm {Mod} (S)}$ на пространстве Тейхмюллера.

У этого действия есть много интересных свойств; например это правильно прерывистый (хотя не свободный ). Он совместим с различными геометрическими структурами (метрическими или сложными), с которыми ${\displaystyle T(S)}$ можно наделить. В частности, метрика Тейхмюллера может использоваться для установления некоторых крупномасштабных свойств группы классов отображений, например, что максимальные квазиизометрически вложенные плоскости в ${\displaystyle \mathrm {Mod} (S)}$ имеют размер ${\displaystyle 3g-3+k}$.^[9]

Действие распространяется на Граница Терстона пространства Тейхмюллера, а классификацию классов отображений Нильсена-Терстона можно увидеть в динамических свойствах действия на пространстве Тейхмюллера вместе с его границей Терстона. А именно:^[10]

• Элементы конечного порядка фиксируют точку внутри пространства Тейхмюллера (более конкретно, это означает, что любой класс отображений конечного порядка в ${\displaystyle \mathrm {Mod} (S)}$ может быть реализована как изометрия для некоторой гиперболической метрики на ${\displaystyle S}$);
• Классы псевдоаносова фиксируют две точки на границе, соответствующие их устойчивому и неустойчивому слоению, и действие на границе минимально (имеет плотную орбиту);
• Приводимые классы не действуют минимально на границе.

Действие на кривой комплекс

В комплекс кривой поверхности ${\displaystyle S}$ является комплексом, вершинами которого являются изотопические классы простых замкнутых кривых на ${\displaystyle S}$. Действие групп классов отображения ${\displaystyle \mathrm {Mod} (S)}$ на вершинах переносится на полный комплекс. Действие не является собственно разрывным (стабилизатор простой замкнутой кривой - бесконечная группа).

Это действие вместе с комбинаторными и геометрическими свойствами комплекса кривых может быть использовано для доказательства различных свойств группы классов отображений.^[11] В частности, он объясняет некоторые гиперболические свойства группы классов отображений: хотя, как упоминалось в предыдущем разделе, группа классов отображений не является гиперболической группой, она имеет некоторые свойства, напоминающие те.

Другие комплексы с отображением действия группы классов

Комплекс брюк

В комплекс брюк компактной поверхности ${\displaystyle S}$ комплекс, вершинами которого являются разложение штанов из ${\displaystyle S}$ (изотопические классы максимальных систем непересекающихся простых замкнутых кривых). Действие ${\displaystyle \mathrm {Mod} (S)}$ распространяется на действие на этот комплекс. Этот комплекс квазиизометричен пространству Тейхмюллера, наделенному Метрика Вейля – Петерсона.^[12]

Маркировочный комплекс

Стабилизаторы действия группы классов отображений на комплексах кривых и штанов достаточно велики. В маркировочный комплекс комплекс, вершины которого маркировка из ${\displaystyle S}$, которые действуют и имеют тривиальные стабилизаторы в группе классов отображений ${\displaystyle \mathrm {Mod} (S)}$. Это (в противоположность изгибу или комплексу штанов) локально конечный комплекс, который квазиизометричен группе классов отображений.^[13]

Маркировка^[а] определяется разложением штанов ${\displaystyle \alpha _{1},\ldots ,\alpha _{\xi }}$ и набор поперечных кривых ${\displaystyle \beta _{1},\ldots ,\beta _{\xi }}$ так что каждый из ${\displaystyle \beta _{i}}$ пересекает не более одного из ${\displaystyle \alpha _{i}}$, и это «минимально» (это техническое условие, которое можно сформулировать так: если ${\displaystyle \alpha _{i},\beta _{i}}$ содержатся в подповерхности, гомеоморфной тору, то они пересекаются один раз, а если поверхность является сферой с четырьмя отверстиями, они пересекаются дважды). Две различные отметки соединяются ребром, если они отличаются «элементарным ходом», а полный комплекс получается добавлением всех возможных многомерных симплексов.

Генераторы и отношения для отображения групп классов

Теорема Дена – Ликориша

Группа классов отображений порождается подмножеством скручиваний Дена вокруг всех простых замкнутых кривых на поверхности. Теорема Дена – Ликориша утверждает, что достаточно выбрать конечное число из них, чтобы сгенерировать группу классов отображений.^[14] Это обобщает тот факт, что ${\displaystyle \mathrm {SL} _{2}(\mathbb {Z} )}$ порождается матрицами

${\displaystyle {\begin{pmatrix}1&1\\0&1\end{pmatrix}},{\begin{pmatrix}1&0\\1&1\end{pmatrix}}}$.

В частности, группа классов отображений поверхности является конечно порожденная группа.

Наименьшее количество скручиваний Дена, которое может порождать группу классов отображений замкнутой поверхности рода ${\displaystyle g\geq 2}$ является ${\displaystyle 2g+1}$; позже это было доказано Хамфрисом.

Конечная презентабельность

Можно доказать, что все отношения между скручиваниями Дена в порождающем множестве для группы классов отображений могут быть записаны как комбинации конечного числа между ними. Это означает, что группа классов отображения поверхности является конечно представленная группа.

Один из способов доказать эту теорему состоит в том, чтобы вывести ее из свойств действия группы классов отображений на комплексе штанов: как видно, стабилизатор вершины конечно определен, а действие коконечно. Из связности и односвязности комплекса следует, что группа классов отображений должна быть конечно порожденной. Существуют и другие способы получения конечных представлений, но на практике явные отношения для всех гениев можно получить только через тот, который описан в этом параграфе с немного другим комплексом вместо комплекса кривых, который называется комплекс системы резки.^[15]

Примером связи между скручиваниями Дена в этой презентации является фонарь.

Другие системы генераторов

Помимо твистов Дена, существуют и другие интересные системы образующих для группы классов отображений. Например, ${\displaystyle \mathrm {Mod} (S)}$ может быть порожден двумя элементами^[16] или инволюциями.^[17]

Когомологии группы классов отображений

Если ${\displaystyle S}$ поверхность рода ${\displaystyle g}$ с ${\displaystyle b}$ граничные компоненты и ${\displaystyle k}$ прокалывает то виртуальный когомологическая размерность из ${\displaystyle \mathrm {Mod} (S)}$ равно ${\displaystyle 4g-4+b+k}$.

Первые гомологии группы классов отображений конечны^[18] откуда следует, что первая группа когомологий также конечна.

Подгруппы групп классов отображения

Подгруппа Торелли

В качестве особые гомологии функториальна, группа классов отображений ${\displaystyle \mathrm {Mod} (S)}$ действует автоморфизмами на первой группе гомологий ${\displaystyle H_{1}(S)}$. Это свободная абелева группа ранга ${\displaystyle 2g}$ если ${\displaystyle S}$ закрыто по роду ${\displaystyle g}$. Таким образом, это действие дает линейное представление ${\displaystyle \mathrm {Mod} (S)\to \mathrm {GL} _{2g}(\mathbb {Z} )}$.

Эта карта на самом деле является сюрпризом с изображением, равным целым точкам ${\displaystyle \mathrm {Sp} _{2g}(\mathbb {Z} )}$ из симплектическая группа. Это происходит из-за того, что номер перекрестка замкнутых кривых индуцирует симплектическую форму на первых гомологиях, которая сохраняется действием группы классов отображений. Сюръективность доказана тем, что изображения твистов Дена порождают ${\displaystyle \mathrm {Sp} _{2g}(\mathbb {Z} )}$.^[19]

Ядро морфизма ${\displaystyle \mathrm {Mod} (S)\to \mathrm {Sp} _{2g}(\mathbb {Z} )}$ называется Группа Торелли из ${\displaystyle S}$. Это конечно порожденная подгруппа без кручения^[20] и его изучение имеет фундаментальное значение, поскольку оно влияет как на структуру самой группы классов отображений (так как арифметическая группа ${\displaystyle \mathrm {Sp} _{2g}(\mathbb {Z} )}$ сравнительно хорошо изучен, много фактов о ${\displaystyle \mathrm {Mod} (S)}$ сводятся к утверждению о ее подгруппе Торелли) и приложениям к 3-мерной топологии и алгебраической геометрии.

Остаточная конечность и подгруппы конечного индекса

Примером применения подгруппы Торелли является следующий результат:

Группа классов отображения финитно аппроксимируемая.

Доказательство проводится сначала с использованием финитной аппроксимируемости линейной группы ${\displaystyle \mathrm {Sp} _{2g}(\mathbb {Z} )}$, а затем для любого нетривиального элемента группы Торелли построение геометрическими средствами подгрупп конечного индекса, не содержащих его.^[21]

Интересный класс подгрупп конечного индекса дают ядра морфизмов:

${\displaystyle \Phi _{n}:\mathrm {Mod} (S)\to \mathrm {Sp} _{2g}(\mathbb {Z} )\to \mathrm {Sp} _{2g}(\mathbb {Z} /n\mathbb {Z} )}$

Ядро ${\displaystyle \Phi _{n}}$ обычно называется подгруппа конгруэнции из ${\displaystyle \mathrm {Mod} (S)}$. Это группа без кручения для всех ${\displaystyle n\geq 3}$ (это легко следует из классического результата Минковского о линейных группах и того факта, что группа Торелли не имеет кручения).

Конечные подгруппы

Группа классов отображений имеет только конечное число классов конечных групп, как следует из того факта, что подгруппа конечного индекса ${\displaystyle \ker(\Phi _{3})}$ не имеет кручения, как обсуждалось в предыдущем абзаце. Более того, отсюда также следует, что любая конечная подгруппа группы ${\displaystyle \mathrm {Mod} (S)}$ является подгруппой конечной группы ${\displaystyle \mathrm {Mod} (S)/\ker(\Phi _{3})\cong \mathrm {Sp} _{2g}(\mathbb {Z} /3)}$.

Оценка порядка конечных подгрупп также может быть получена геометрическими средствами. Решение проблемы Проблема реализации Нильсена следует, что любая такая группа реализуется как группа изометрий гиперболической поверхности рода ${\displaystyle g}$. Граница Гурвица тогда следует, что максимальный порядок равен ${\displaystyle 84(g-1)}$.

Общие сведения о подгруппах

Группы классов отображений удовлетворяют Альтернатива сисек: то есть любая ее подгруппа содержит неабелев свободный подгруппа или она виртуально разрешима (фактически абелева).^[22]

Любая несводимая подгруппа (т. Е. Не сохраняющая набор изотопического класса непересекающихся простых замкнутых кривых) должна содержать псевдоаносовский элемент.^[23]

Линейные представления

Это открытый вопрос является ли группа классов отображения линейной группой или нет. Помимо симплектического представления на гомологиях, объясненного выше, существуют другие интересные конечномерные линейные представления, возникающие из топологическая квантовая теория поля. Образы этих представлений содержатся в арифметических группах, которые не являются симплектическими, и это позволяет строить гораздо больше конечных частных ${\displaystyle \mathrm {Mod} (S)}$.^[24]

В другом направлении существует нижняя граница размерности (предполагаемого) точного представления, которая должна быть не менее ${\displaystyle 2{\sqrt {g-1}}}$.^[25]

Примечания

1. Мы описываем здесь только «чистый, полный» (в терминологии Мазур и Минский (2000) ) маркировки.

Цитаты

1. Acta Math. 1938 г. С. 135–206.
2. Бык. Амер. Математика. Soc. 1988 г. С. 417–431.
3. Фарб и Маргалит 2012, Теорема 2.5.
4. Бирман 1974 г..
5. Фарб и Маргалит 2012, Теорема 8.1.
6. Бирман 1969 С. 213–238.
7. Фарб и Маргалит 2012, Теорема 4.6.
8. Фати, Лауденбах и Поэнару 2012, Глава 9.
9. Эскин, Мазур и Рафи.
10. Фати, Лауденбах и Поэнару 2012.
11. Изобретать. Математика. 1999 г. С. 103–149.
12. Брок 2002.
13. Мазур и Минский 2000.
14. Фарб и Маргалит 2012, Теорема 4.1.
15. Хэтчер и Терстон, 1980.
16. Топология 1996 г. С. 377–383.
17. J. Алгебра 2004.
18. Proc. Амер. Математика. Soc. 2010 г. С. 753–758.
19. Фарб и Маргалит 2012, Теорема 6.4.
20. Фарб и Маргалит 2012, Теорема 6.15 и теорема 6.12.
21. Фарб и Маргалит 2012, Теорема 6.11.
22. Иванов 1992, Теорема 4.
23. Иванов 1992, Теорема 1.
24. Геом. Тополь. 2012 г. С. 1393–1411.
25. Duke Math. J. 2001 С. 581–597.

Источники

• Бирман, Джоан (1969). «Отображение групп классов и их отношения к группам кос». Comm. Pure Appl. Математика. 22: 213–238. Дои:10.1002 / cpa.3160220206. МИСТЕР  0243519.
• Бирман, Джоан С. (1974). Косы, связи и группы классов отображения. Анналы математических исследований. Том 82. Издательство Принстонского университета.
• Брендл, Тара Э.; Фарб, Бенсон (2004). «Каждая группа классов отображений порождается 3 элементами кручения и 6 инволюциями». J. Алгебра. 278. arXiv:математика / 0307039. Дои:10.1016 / j.jalgebra.2004.02.019.
• Брок, Джефф (2002). «Разложения штанов и метрика Вейля – Петерсона». Комплексные многообразия и гиперболическая геометрия. Американское математическое общество. МИСТЕР  1940162.
• Ден, Макс (1938). "Die Gruppe der Abbildungsklassen: Das arithmetische Feld auf Flächen". Acta Math. (на немецком). 69: 135–206. Дои:10.1007 / bf02547712, переведено на Ден 1987.
• Ден, Макс (1987). Статьи по теории групп и топологии. переведен и представлен Джоном Стиллвеллом. Springer-Verlag. ISBN  978-038796416-4.
• Эскин, Алекс; Мазур, Говард; Рафи, Касра. «Крупномасштабный ранг пространства Тейхмюллера». arXiv:1307.3733.
• Фарб, Бенсон; Любоцкий Александр; Минский, Яир (2001). «Явления ранга 1 для отображения групп классов». Duke Math. J. 106: 581–597. Дои:10.1215 / s0012-7094-01-10636-4. МИСТЕР  1813237.
• Фарб, Бенсон; Маргалит, Дан (2012). Праймер по отображению групп классов. Издательство Принстонского университета.
• Фатхи, Альберт; Лауденбах, Франсуа; Поэнару, Валентин (2012). Работа Терстона на поверхностях. Математические заметки. Том 48. переведен с французского оригинала 1979 г. Джун М. Ким и Дэн Маргалит. Издательство Принстонского университета. С. xvi + 254. ISBN  978-0-691-14735-2.
• Хэтчер, Аллен; Терстон, Уильям (1980). «Представление группы классов отображений замкнутой ориентируемой поверхности». Топология. 19: 221–237. Дои:10.1016/0040-9383(80)90009-9.
• Иванов Николай (1992). Подгруппы модульных групп Тейхмюллера. Американская математика. Soc.
• Масбаум, Грегор; Рид, Алан В. (2012). «Все конечные группы входят в группу классов отображений». Геом. Тополь. 16: 1393–1411. arXiv:1106.4261. Дои:10.2140 / gt.2012.16.1393. МИСТЕР  2967055.
• Masur, Howard A .; Минский, Яир Н. (1999). «Геометрия комплекса кривых. I. Гиперболичность». Изобретать. Математика. 138: 103–149. arXiv:математика / 9804098. Bibcode:1999ИнМат.138..103М. Дои:10.1007 / s002220050343. МИСТЕР  1714338.
• Masur, Howard A .; Минский, Яир Н. (2000). «Геометрия комплекса кривых II: Иерархическая структура». Геом. Функц. Анальный. 10: 902–974. arXiv:математика / 9807150. Дои:10.1007 / pl00001643.
• Путман, Энди (2010). «Замечание об абелианизации подгрупп конечного индекса группы классов отображений». Proc. Амер. Математика. Soc. 138: 753–758. arXiv:0812.0017. Дои:10.1090 / s0002-9939-09-10124-7. МИСТЕР  2557192.
• Терстон, Уильям П. (1988). «О геометрии и динамике диффеоморфизмов поверхностей». Бык. Амер. Математика. Soc. 19: 417–431. Дои:10.1090 / s0273-0979-1988-15685-6. МИСТЕР  0956596.
• Вайнрыб, Б. (1996). «Группа классов отображения поверхности формируется двумя элементами». Топология. 35: 377–383. Дои:10.1016/0040-9383(95)00037-2.