جبر كونتز

في الرياضيات ، جبر كونتزيان{\displaystyle {\mathcal {O}}_{n}}، والتي سميت على اسم يواكيم كونتز ، هي الجبر C* العالمي الذي يولدهن{\displaystyle n}التماثلات في فضاء هيلبرت اللانهائي الأبعادح{\displaystyle {\mathcal {H}}}[ 1 ] تم تقديم هذه الجبريات كأول أمثلة ملموسة لجبر C* بسيط لانهائي قابل للفصل، مما يعني أنه كفضاء هيلبرت،يان{\displaystyle {\mathcal {O}}_{n}}متساوي القياس بالنسبة لفضاء التسلسلل2(شمال){\displaystyle l^{2}(\mathbb {N} )}وليس لديها مُثُل مغلقة غير تافهة.

تُعد هذه الجبريات أساسية لدراسة جبريات C* البسيطة اللانهائية، حيث أن أي جبر من هذا النوع يحتوي، لأي قيمة معطاةن{\displaystyle n}، وهو جبر فرعي يحتوي علىيان{\displaystyle {\mathcal {O}}_{n}}كحاصل قسمة.

التعريفات

يتركن2{\displaystyle n\geq 2}وح{\displaystyle {\mathcal {H}}}ليكن فضاء هيلبرت قابلاً للفصل . لنعتبر جبر C*أ{\displaystyle {\mathcal {A}}}تم إنشاؤه بواسطة مجموعة{sأنا}أنا=1ن{\displaystyle \{s_{i}\}_{i=1}^{n}}من التماثلات (أي،sأنا*sأنا=1{\displaystyle s_{i}^{*}s_{i}=1}) العمل علىح{\displaystyle {\mathcal {H}}}مُرضٍ

أنا=1نsأناsأنا*=1.{\displaystyle \sum _{i=1}^{n}s_{i}s_{i}^{*}=1.}

يُطلق على هذا الجبر الشامل C* اسم جبر كونتز ، ويرمز له بـيان{\displaystyle {\mathcal {O}}_{n}}.

يقال إن الجبر C* البسيط لانهائي تمامًا إذا كان كل جبر فرعي C* وراثي منه لانهائيًا.يان{\displaystyle {\mathcal {O}}_{n}}هي جبر C* قابل للفصل، بسيط، لانهائي تمامًا. أي جبر C* بسيط لانهائي يحتوي على جبر فرعي لهيان{\displaystyle {\mathcal {O}}_{n}}كحاصل قسمة.

ملكيات

تصنيف

جبر كونتز غير متماثل ثنائياً ، أييان{\displaystyle {\mathcal {O}}_{n}}ويام{\displaystyle {\mathcal {O}}_{م}}غير متماثلة لـنم{\displaystyle n\neq m}مجموعة K 0 منيان{\displaystyle {\mathcal {O}}_{n}}يكونZ/(ن-1)Z{\displaystyle \mathbb {Z} /(n-1)\mathbb {Z} }، المجموعة الدورية من الرتبةن-1{\displaystyle n-1}. منذك0{\displaystyle K_{0}}هو دالة ،يان{\displaystyle {\mathcal {O}}_{n}}ويام{\displaystyle {\mathcal {O}}_{م}}غير متماثلة.

العلاقة بين جبر C* الملموس وجبر C* الشامل

نظرية. الجبر الملموس C*أ{\displaystyle {\mathcal {A}}}متماثل مع الجبر C* العالميل{\displaystyle {\mathcal {L}}}تم إنشاؤه بواسطةن{\displaystyle n}مولداتs1،...،sن{\displaystyle s_{1},\dots ,s_{n}}رهناً بالعلاقاتsأنا*sأنا=1{\displaystyle s_{i}^{*}s_{i}=1}للجميعأنا{\displaystyle i}وsأناsأنا*=1{\displaystyle \textstyle \sum s_{i}s_{i}^{*}=1}.

يعتمد برهان النظرية على الحقيقة التالية: أي جبر C* مُوَلَّد بواسطةن{\displaystyle n}التماثلاتs1،...،sن{\displaystyle s_{1},\dots ,s_{n}}يحتوي على نطاقات متعامدة على نسخة من جبر UHFF{\displaystyle {\mathcal {F}}}يكتبن{\displaystyle n^{\infty }}أي،F{\displaystyle {\mathcal {F}}}يمتد عبر كلمات من الشكل

sأنا1sأناكsج1*sجك*،ك0.{\displaystyle s_{i_{1}}\cdots s_{i_{k}}s_{j_{1}}^{*}\cdots s_{j_{k}}^{*},\quad k\geq 0.}

الجبر الفرعي *F{\displaystyle {\mathcal {F}}}نظرًا لكونها ذات أبعاد محدودة تقريبًا ، فإن لها معيارًا فريدًا من نوع C*. الجبر الفرعيF{\displaystyle {\mathcal {F}}}يلعب دور فضاء معاملات فورييه لعناصر الجبر. ومن أهمّ المبرهنات التقنية، التي وضعها كونتز، أن عنصرًا في الجبر يساوي صفرًا إذا وفقط إذا كانت جميع معاملات فورييه الخاصة به معدومة. وباستخدام هذا، يمكن إثبات أن دالة القسمة من ل{\displaystyle {\mathcal {L}}}لأ{\displaystyle {\mathcal {A}}}هي دالة أحادية ، مما يثبت النظرية.

جبر الترددات العالية جدًاF{\displaystyle {\mathcal {F}}}يحتوي على جبر فرعي غير وحدويF{\displaystyle {\mathcal {F}}'}وهو متماثل قانونيًا معF{\displaystyle {\mathcal {F}}}نفسها: فيمن{\displaystyle M_{n}}مرحلة تحديد النظام المباشرF{\displaystyle {\mathcal {F}}}لنفترض الإسقاط من الرتبة 1 e 11 ، وهي المصفوفة التي تساوي 1 في الزاوية العلوية اليسرى وصفر في باقي الزوايا. انشر هذا الإسقاط عبر النظام المباشر. عندمنك{\displaystyle M_{n^{k}}}في مرحلة النظام المباشر، يكون للشخص رتبةنك-1{\displaystyle n^{k-1}}الإسقاط. في النهاية المباشرة ، ينتج عن ذلك إسقاط.P{\displaystyle P}فيF{\displaystyle {\mathcal {F}}}الزاوية

PFP=F{\displaystyle P{\mathcal {F}}P={\mathcal {F'}}}

متماثل معF{\displaystyle {\mathcal {F}}}. التشكل الداخلي *ϕ{\displaystyle \phi }تلك الخرائطF{\displaystyle {\mathcal {F}}}علىF{\displaystyle {\mathcal {F}}'}يتم تنفيذه بواسطة القياس المتساويs1{\displaystyle s_{1}}، أي،ϕ()=s1()s1*{\displaystyle \phi (\cdot )=s_{1}(\cdot )s_{1}^{*}}.يان{\displaystyle \;{\mathcal {O}}_{n}}هو في الواقع ناتج ضرب تقاطعF{\displaystyle {\mathcal {F}}}مع التشكل الداخليϕ{\displaystyle \phi }.

جبر كونتز لتمثيل المجاميع المباشرة

تتوافق العلاقات التي تُعرّف جبر كونتز مع تعريف الضرب الثنائي للفئات ما قبل الجمعية . ويتضح هذا التشابه جليًا في فئة C* للتشاكلات الداخلية الأحادية *-على جبر C*. كائنات هذه الفئة هي التشاكلات الداخلية الأحادية *-، والتشاكلات هي العناصر.أأ{\displaystyle a\in A}، أينأ:ρσ{\displaystyle a:\rho \to \sigma }لوأρ(ب)=σ(ب)أ{\displaystyle a\rho (b)=\sigma (b)a}لكلبأ{\displaystyle b\in A}. تشاكل داخلي أحادي من النوع *ρ:أأ{\displaystyle \rho :A\to A}هو المجموع المباشر للتشاكلات الداخليةσ1،σ2،...،σن{\displaystyle \sigma _{1},\sigma _{2},...,\sigma _{n}}إذا كانت هناك تماثلات{Sك}ك=1ن{\displaystyle \{S_{k}\}_{k=1}^{n}}إرضاءيان{\displaystyle {\mathcal {O}}_{n}}العلاقات و

ρ(x)=ك=1نSكσك(x)Sك*،xأ.{\displaystyle \rho (x)=\sum _{k=1}^{n}S_{k}\sigma _{k}(x)S_{k}^{*},\forall x\in A.}

في هذا المجموع المباشر، تكون تشاكلات التضمين هيSك:σكρ{\displaystyle S_{k}:\sigma _{k}\to \rho }، ومورفيزمات الإسقاط هيSك*:ρσك{\displaystyle S_{k}^{*}:\rho \to \sigma _{k}}.

التعميمات

تم تعميم جبر كونتز بطرق عديدة. ومن أبرزها جبر كونتز-كريجر ، وجبر C* للرسوم البيانية ، وجبر C* للرسوم البيانية من النوع k .

الرياضيات التطبيقية

في معالجة الإشارات ، يؤدي استخدام مرشح نطاق فرعي مع إعادة بناء دقيقة إلى تمثيلات لجبر كونتز. وينبثق هذا المرشح نفسه أيضاً من بنية تحليل الدقة المتعددة في نظرية المويجات . [ 2 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. كونتز، يواكيم (1977). "جبريات C* البسيطة المولدة بواسطة التماثلات" . الاتصالات في الفيزياء الرياضية . 57 (2): 173-185 . ISSN 0010-3616 . 
  2. يورغنسن، بال إي تي؛ تريدواي، برايان. التحليل والاحتمالات: الموجات، الإشارات، الكسور . نصوص الدراسات العليا في الرياضيات . المجلد 234. سبرينغر-فيرلاغ . ISBN  0-387-29519-4.