جبر بواسون
في الرياضيات ، جبر بواسون هو جبر ترابطي مع قوس لي يحقق أيضًا قانون لايبنتز ؛ أي أن القوس هو اشتقاق أيضًا . يظهر جبر بواسون بشكل طبيعي في الميكانيكا الهاميلتونية ، وهو أيضًا أساسي في دراسة الزمر الكمومية . تُعرف المتشعبات ذات بنية جبر بواسون باسم متشعبات بواسون ، والتي تُعد المتشعبات التبادلية ومجموعات بواسون-لي حالة خاصة منها. سُمي هذا الجبر تكريمًا لسيميون دينيس بواسون .
تعريف
جبر بواسون هو فضاء متجهي فوق حقل K مزود بضربين ثنائيين خطيين ، ⋅ و {, }، وله الخصائص التالية:
- يشكل المنتج ⋅ جبرًا ترابطيًا من النوع K.
- يشكل المنتج {, }، والذي يسمى قوس بواسون ، جبر لي ، وبالتالي فهو مضاد للتناظر، ويخضع لهوية جاكوبي .
- يعمل قوس بواسون كمشتق من الضرب التجميعي ⋅، بحيث يكون لأي ثلاثة عناصر x و y و z في الجبر، يكون لدينا { x , y ⋅ z } = { x , y } ⋅ z + y ⋅ { x , z }.
تتيح الخاصية الأخيرة في كثير من الأحيان إمكانية تقديم مجموعة متنوعة من الصيغ المختلفة للجبر، كما هو موضح في الأمثلة أدناه.
أمثلة
تظهر جبر بواسون في سياقات متنوعة.
المشعبات التبسيطية
تشكل فضاءات الدوال الملساء ذات القيم الحقيقية على مشعب تماثلي جبر بواسون. على مشعب تماثلي، تُولّد كل دالة حقيقية H على المشعب حقلًا متجهيًا X ∈ H ، وهو حقل متجه هاميلتوني . بالتالي، لأي دالتين أملستين F و G على المشعب التماثلي، يمكن تعريف قوس بواسون كما يلي:
- .
هذا التعريف متسق جزئيًا لأن قوس بواسون يعمل كاشتقاق. وبالمثل، يمكن تعريف القوس {,} على النحو التالي:
حيث [,] هي مشتقة لي . عندما يكون التشعب التبسيطي R 2 n ذو البنية التبسيطية القياسية، فإن قوس بواسون يأخذ الشكل المعروف
تنطبق اعتبارات مماثلة على مشعبات بواسون ، التي تعمم المشعبات التبسيطية من خلال السماح للمتجه الثنائي التبسيطي بأن يكون ناقص الرتبة.
جبر لي
يتمتع جبر الموترات لجبر لي ببنية جبر بواسون . وقد ورد شرح مفصل للغاية لهذا البناء في المقالة المتعلقة بجبر الغلاف الشامل .
تبدأ عملية البناء بإنشاء جبر الموترات للفضاء المتجهي الأساسي لجبر لي. جبر الموترات هو ببساطة الاتحاد المنفصل ( المجموع المباشر ⊕) لجميع جداءات الموترات لهذا الفضاء المتجهي. يمكن بعد ذلك إثبات إمكانية رفع قوس لي بشكل متسق إلى جبر الموترات بأكمله: فهو يحقق قاعدة الجداء، ومتطابقة جاكوبي لقوس بواسون، وبالتالي فهو قوس بواسون عند رفعه. يشكل زوج الجداءات {,} و ⊗ جبر بواسون. لاحظ أن ⊗ ليس تبديليًا ولا مضادًا للتبديل: إنه تجميعي فقط.
وبالتالي، يمكن القول عمومًا أن جبر الموترات لأي جبر لي هو جبر بواسون. ويُحصل على الجبر الشامل عن طريق تعديل بنية جبر بواسون.
الجبر الترابطي
إذا كانت A جبرًا ترابطيًا ، فإن فرض المُبدِّل [ x , y ] = xy − yx يحوّلها إلى جبر بواسون (وبالتالي، جبر لي أيضًا) A L. تجدر الإشارة إلى أنه لا ينبغي الخلط بين A L الناتج وبناء جبر الموترات الموصوف في القسم السابق. يمكن تطبيق هذا البناء أيضًا إذا رغبنا، لكنه سيُنتج جبر بواسون مختلفًا، أكبر بكثير.
جبر المؤثرات الرأسية
بالنسبة لجبر المؤثرات الرأسية ( V , Y , ω , 1) ، فإن الفضاء V / C² ( V ) هو جبر بواسون حيث { a , b } = a₀b و a ⋅ b = a⁻¹b . بالنسبة لبعض جبر المؤثرات الرأسية ، تكون جبر بواسون هذه محدودة الأبعاد .
التقييم Z 2
يمكن إعطاء جبر بواسون تصنيفًا من الدرجة Z² بإحدى طريقتين مختلفتين. ينتج عن هاتين الطريقتين جبر بواسون الفائق وجبر جيرستنهاوبر . يكمن الفرق بينهما في تصنيف حاصل الضرب نفسه. بالنسبة لجبر بواسون الفائق، يُعطى التصنيف بواسطة
أما في جبر جيرستنهاوبر، فإن القوس يقلل الدرجة بمقدار واحد:
في كلا التعبيرينيشير إلى تصنيف العنصرعادةً، يُحسب كيفيمكن تحليلها إلى حاصل ضرب زوجي أو فردي للعناصر المولدة. وتظهر جبر جيرستنهاوبر عادةً في تكميم BRST .
انظر أيضاً
مراجع
- Y. Kosmann-Schwarzbach (2001) [1994]، “جبر بواسون” ، موسوعة الرياضيات ، مطبعة EMS
- بهاسكارا، ك.هـ؛ فيسواناث، ك. (1988). جبر بواسون ومتشعبات بواسون . لونغمان. ISBN 0-582-01989-3.
- الجبر
- الهندسة التبسيطية
