Estructura en T

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En la rama de las matemáticas llamada álgebra homológica, a t-estructura es una manera de axiomatizar las propiedades de una subcategoría abeliana de una categoría derivada. A t- La estructura consta de dos subcategorías de una categoría triangulada o categoría de infinito estable que abstracta la idea de complejos cuya cohomología desaparece en grados positivos, respectivamente negativos. Puede haber muchos distintos t-estructuras en la misma categoría, y la interacción entre estas estructuras tiene implicaciones para el álgebra y la geometría. La noción de un t- La estructura surgió en el trabajo de Beilinson, Bernstein, Deligne, y Gabber en cuchillas perversas.

Definición

Arreglar una categoría triangulada con functor de traducción . A t-estructura on es un par de subcategorías completas, cada una de las cuales es estable bajo el isomorfismo, que satisface los tres axiomas siguientes.

  1. Si X es un objeto y Y es un objeto Entonces
  2. Si X es un objeto Entonces X[1] es también un objeto . Del mismo modo, si Y es un objeto Entonces Y[-1] es también un objeto .
  3. Si A es un objeto , entonces existe un triángulo distinguido tales que X es un objeto y Y es un objeto .

Se puede demostrar que las subcategorías y se cierran bajo prórrogas en . En particular, están estables bajo sumas directas finitas.

Supongamos que es un t- La estructura . En este caso, para cualquier entero n, definimos para ser la subcategoría completa cuyos objetos tienen la forma , donde es un objeto . Análogamente, es la subcategoría completa de objetos , donde es un objeto . Más brevemente, definimos

Con esta notación, los axiomas anteriores se pueden reescribir como:

  1. Si X es un objeto y Y es un objeto Entonces
  2. y .
  3. Si A es un objeto , entonces existe un triángulo distinguido tales que X es un objeto y Y es un objeto .

El corazón o núcleo básico de la t- La estructura es la subcategoría completa consistente en objetos contenidos en ambos y , es decir,

El corazón de una estructura t es una categoría abeliana (mientras que una categoría triangulada es aditiva pero casi nunca abeliana) y es estable bajo extensiones.

Una categoría triangulada con una opción de estructura t a veces se denomina categoría t.

Variaciones

Está claro que, para definir un t- estructura, basta con arreglar los enteros m y n y especificar y . Algunos autores definen un t- la estructura para ser el par .

Las dos subcategorías y determinar uno al otro. Un objeto X está dentro. si para todos los objetos Y dentro Y viceversa. Eso es, son los complementos ortogonales izquierdo y derecho del otro. En consecuencia, es suficiente especificar sólo uno de y . Además, debido a que estas subcategorías están llenas por definición, basta con especificar sus objetos.

La notación anterior se adapta al estudio de la cohomología. Cuando el objetivo es estudiar homología, se utiliza notación ligeramente diferente. A homológica t-estructura on es un par tal que, si definimos

entonces es un (cohomológico) t- La estructura . Es decir, la definición es la misma excepto que los índices superiores se convierten en índices inferiores y los roles de los y son intercambiados. Si definimos

entonces los axiomas para una estructura t homológica pueden escribirse explícitamente como

  1. Si X es un objeto y Y es un objeto Entonces
  2. y .
  3. Si A es un objeto , entonces existe un triángulo distinguido tales que X es un objeto y Y es un objeto .

Ejemplos

La estructura en T natural

El ejemplo más fundamental de un t- La estructura es naturales naturales t-estructura en una categoría derivada. Vamos. ser una categoría abeliana, y dejar ser su categoría derivada. Entonces el natural t-La estructura se define por el par de subcategorías

Se deduce inmediatamente que

En este caso, el tercer axioma para un t- la estructura, la existencia de un determinado triángulo distinguido, se puede hacer explícita como sigue. Supongamos que es un complejo de cocaína con valores en . Define

Está claro que y que hay una breve secuencia exacta de complejos

Esta secuencia exacta proporciona el triángulo distinguido requerido.

Este ejemplo se puede generalizar a categorías exactas (en el sentido de Quillen). También hay similares t-estructuras para las categorías atadas, atadas arriba y atadas por debajo de las derivadas. Si es una subcategoría abeliana , entonces la subcategoría completa de que consiste en aquellos complejos cuya cohomología está en tiene un similar t- estructura cuyo corazón es .

Gavillas perversas

La categoría de gavillas perversas es, por definición, el núcleo de la llamada estructura t perversa sobre la categoría derivada de la categoría de gavillas en un complejo espacio analítico X o (trabajando con gavillas l-ádicas) una variedad algebraica sobre un campo finito. Como se explicó anteriormente, el corazón de la estructura t estándar simplemente contiene haces ordinarios, considerados complejos concentrados en grado 0. Por ejemplo, la categoría de haces perversos en una curva algebraica (posiblemente singular) X (o de manera análoga una superficie posiblemente singular) está diseñada de modo que contenga, en particular, objetos de la forma

Donde es la inclusión de un punto, es una hoja corriente, es un subscheme abierto suave y es una hoja constante local U. Note la presencia del cambio según la dimensión de Z y U respectivamente. Este cambio hace que la categoría de cuchillas perversas sea bien interpretada en espacios singulares. Los objetos simples de esta categoría son las cuchillas de cohomología de intersección de subvarieties con coeficientes en un sistema local irreducible. Esta estructura t fue introducida por Beilinson, Bernstein y Deligne. Fue demostrado por Beilinson que la categoría derivada del corazón es en realidad equivalente a la categoría original derivada de las cuchillas. Este es un ejemplo del hecho general de que una categoría triangulada puede estar dotada de varias estructuras t distintas.

Módulos graduados

Un ejemplo no estándar de una estructura en T en la categoría derivada de módulos (graduados) sobre un anillo graduado tiene la propiedad de que su corazón consta de complejos

Donde es un módulo generado por su grado (grado) n. Esta estructura t llamada t geométrica juega un papel prominente en la dualidad Koszul.

Espectros

La categoría de espectro está dotada de una estructura t generada, en el sentido anterior, por un solo objeto, a saber, el espectro de la esfera. La categoría es la categoría de espectros conectivos, es decir, aquellos cuyos grupos negativos de homotopy desaparecen. (En áreas relacionadas con la teoría de la homotopia, es común utilizar convenciones homológicas, en lugar de las cohomológicas, por lo que en este caso es común reemplazar ""(superscript) por "" (subscrito). Utilizando esta convención, la categoría de espectros conectivos se denota como )

Motivos

Un ejemplo conjetural en la teoría de los motivos es la llamada estructura t motívica. Su existencia (conjetural) está estrechamente relacionada con ciertas conjeturas estándar sobre ciclos algebraicos y conjeturas de fuga, como la conjetura de Beilinson-Soulé.

Funtores de truncamiento

En el ejemplo anterior del natural t-estructura en la categoría derivada de una categoría abeliana, el distinguido triángulo garantizado por el tercer axioma fue construido por truncación. Como operaciones en la categoría de complejos, las truncaciones y son functorial, y la secuencia corta resultante exacta de complejos es natural en . Utilizando esto, se puede demostrar que hay functores de truncación en la categoría derivada y que inducen un triángulo distinguido natural.

De hecho, este es un ejemplo de fenómeno general. Mientras los axiomas para un t-La estructura no asume la existencia de functores de truncación, tales functores siempre se pueden construir y son esencialmente únicos. Supongamos que es una categoría triangulada y es un t- estructura. La afirmación precisa es que los functores de inclusión

admite adjuntos. Estos son functores

tal que

Además, para cualquier objeto de , existe un único

tal que d y la unidad y la unidad de las conjunciones juntas definen un triángulo distinguido

Hasta el isomorfismo único, este es el único triángulo distinguido de la forma con y objetos de y , respectivamente. Se deriva de la existencia de este triángulo que un objeto mentiras (Resp. Si y sólo si (Resp. ).

La existencia de implica la existencia de los otros functores de truncación cambiando y tomando categorías opuestas. Si es un objeto , el tercer axioma para un t-La estructura afirma la existencia de una dentro y un morfismo encajar en un determinado triángulo distinguido. Para cada uno , fijar uno tal triángulo y definir . Los axiomas para un t- La estructura implica que, para cualquier objeto de , tenemos

con el isomorfismo inducido por el morfismo . Esta exposición como solución a un problema de cartografía universal. Resultados estándar en functores adjuntos ahora implican que es único hasta el isomorfismo único y que hay una manera única de definir sobre los morfismos que lo hacen un derecho unido. Esto demuestra la existencia de y por lo tanto la existencia de todos los functores de truncación.

truncación repetida para una t- La estructura se comporta de forma similar a la truncación repetida para complejos. Si , entonces hay transformaciones naturales

que producen equivalencias naturales

Functores de cohomología

El nT cohomology functor se define como

Como sugiere el nombre, este es un funerario cohomológico en el sentido habitual de una categoría triangulada. Es decir, para cualquier triángulo distinguido , obtenemos una secuencia exacta larga

En aplicaciones a la topología algebraica, los functores de cohomología pueden ser denotados en lugar de . Los hongos cohomológicos toman valores en el corazón . Por una de las identidades de truncación repetidas arriba, hasta la equivalencia natural es equivalente a definir

Para el natural t-estructura en una categoría derivada , el functor de cohomología es, hasta el quasi-isomorfismo, lo habitual ngrupo de cohomología de un complejo. Sin embargo, considerado como functores en complejos, esto es no Cierto. Considerar, por ejemplo, como se define en términos de lo natural t- estructura. Por definición, esto es

Este complejo no es cero en grados y , por lo que claramente no es el mismo que el grupo de cohomología cero del complejo . Sin embargo, el diferencial no-trivial es una inyección, por lo que la única cohomología no-trivial es en grado , donde está , el grupo de cohomología cero del complejo . De ahí que las dos posibles definiciones de son quasi-isomorfos.

A t- La estructura es no degenerado si la intersección de todos , así como la intersección de todos , consiste sólo en cero objetos. Para un no degenerado t-estructura, la colección de hongos es conservador. Además, en este caso, (Resp. ) se puede identificar con la subcategoría completa de esos objetos para la cual para (Resp. ).

Functores exactos

Para , vamos ser una categoría triangulada con un fijo t-estructura . Supongamos que es un functor exacto (en el sentido habitual de las categorías trianguladas, es decir, hasta una equivalencia natural que se comunica con la traducción y preserva los triángulos distinguidos). Entonces... es:

  • Izquierda t-Exacto si ,
  • Bien. t-Exacto si , y
  • t-Exacto si es izquierda y derecha t-Exacto.

Es elemental ver que si es plenamente fiel y t-Exacto, entonces un objeto de está dentro. (Resp. Si y sólo si está dentro. (Resp. ). También es elemental ver que si es otra izquierda (resp. derecha) t-exacto functor, luego el compuesto también queda (resp. derecha) t-Exacto.

La motivación para el estudio de un lado t- propiedades de la exactitud es que conducen a propiedades de la exactitud unilateral en los corazones. Vamos. ser la inclusión. Entonces hay un functor compuesto

Se puede demostrar que si es izquierda (resp. derecha) exacta, entonces también se deja (resp. derecha) exacta, y que si también se deja (resp. derecha) exacta, entonces .

Si derecho (resp. izquierda) t-Exacto, y si está dentro. (Resp. ), entonces hay un isomorfismo natural (Resp. ).

Si son functores exactos con a la izquierda Entonces Está bien. t-Exacto si y sólo si queda t-Exacto, y en este caso, son un par de functores adjuntos .

Construcciones de estructuras en T

Vamos. ser un t- La estructura . Si n es un entero, entonces el traducción por n t- La estructura es . El dual t-estructura es t-estructura en la categoría opuesta definidas por .

Vamos. ser una subcategoría triangulada de una categoría triangulada . Si es un t- La estructura Entonces

es un t- La estructura si está estable bajo el functor de truncación . Cuando esta condición tiene, t-estructura se llama inducida t-estructura. Los functores de truncación y cohomología para los inducidos t- La estructura es la restricción a of those on . En consecuencia, la inclusión de dentro es t-Exacto, y .

Para construir la categoría de cuchillas perversas, es importante ser capaz de definir una t- la estructura en una categoría de cuchillas sobre un espacio trabajando localmente en ese espacio. Las condiciones precisas necesarias para que esto sea posible pueden ser abstractas en cierta medida a la siguiente configuración. Supongamos que hay tres categorías trianguladas y dos morfismos

satisfaciendo las siguientes propiedades.

  • Hay dos secuencias de triples de functores unidos y .
  • Los functores , , y son plenas y fieles, y satisfacen .
  • Hay diferenciales únicos haciendo, para cada K dentro , triángulos exactos

En este caso, dado t-estructuras y on y , respectivamente, hay un t- La estructura definidas por

Esto t- Se dice que la estructura es la glutinación de la t-estructuras en U y F. Los casos de uso previstos son cuando , , y se vinculan por debajo de las categorías derivadas de cuchillas en un espacio X, un subconjunto abierto U, y el complemento cerrado F de U. Los functores y son los jugadores de retroceso habituales y los funerarios. Esto funciona, en particular, cuando las cuchillas en cuestión son módulos dejados sobre una hoja de anillos on X y cuando las olas son olas l-adic.

Muchas t-estructuras surgen por medio del siguiente hecho: en una categoría triangulada con sumas arbitrarias directas, y un conjunto de objetos compactos en , las subcategorías

se puede demostrar que es una estructura t. El resultado t- Se dice que la estructura es generados por .

Dada una subcategoría abeliana de una categoría triangulada , es posible construir una subcategoría de y a t- estructura en esa subcategoría cuyo corazón es .

En categorías ∞ estables

La teoría elemental t- las estructuras se llevan al caso de las categorías ∞ con pocos cambios. Vamos. ser una ∞-categoría estable. A t-estructura on se define como un t- estructura en su categoría de homotopy (que es una categoría triangulada). A t-La estructura en una categoría NOS puede ser notada homológicamente o cohomológicamente, como en el caso de una categoría triangulada.

Supongamos que es una categoría ∞ con categoría de homotopy y eso es un t- La estructura . Entonces, por cada entero n, definimos y para ser las subcategorías completas abarcado por los objetos en y , respectivamente. Define

ser los functores de inclusión. Al igual que en el caso de una categoría triangulada, estas admiten un adjunto derecho y uno izquierdo, respectivamente, los functores de truncamiento

Estos functores satisfacen las mismas identidades de truncación repetidas que en el caso de la categoría triangulada.

El corazón of a t- La estructura se define como la subcategoría . La categoría es equivalente al nervio de su categoría de homotopy . El functor de cohomología se define como , o equivalente .

La existencia de significa que es, por definición, un functor de localización. De hecho, hay una bijección entre t-estructuras en y ciertos tipos de funerarios de localización llamados t- localizaciones. Estos son functores de localización L cuya imagen esencial está cerrada bajo extensión, es decir, es una secuencia de fibra con X y Z en la imagen esencial de LEntonces Y está también en la imagen esencial de L. Dado tal functor de localización L, el correspondiente t- La estructura se define por

t- functores de localización también se pueden caracterizar en términos de los morfismos f para la cual Lf es una equivalencia. Un conjunto de morfismos S en unacategoría es quasisaturada si contiene todas las equivalencias, si cualquier 2-simplex en con dos de sus bordes no degenerados en S tiene su tercer borde no degenerado en S, y si es estable bajo los empujes. Si es un functor de localización, luego el set S de todos los morfismos f para la cual Lf es una equivalencia está cuantificada. Entonces... L es un t- functor de localización si y sólo si S es el conjunto más pequeño de morfismos que contiene todos los morfismos .

La categoría derivada de una categoría abeliana tiene varias subcategorías correspondientes a diferentes condiciones de acotación. Se puede utilizar una estructura t en una categoría ∞ estable para construir subcategorías similares. Específicamente,

Son subcategorías estables . Uno dice que es a la izquierda (con respecto a la t- estructura) si , derecho unido si , y atado si .

También es posible formar una terminación izquierda o derecha con respecto a una t- estructura. Esto es análogo a la unión formal de límites dirigidos o límites dirigidos. El finalización de es el límite de homotopy del diagrama

La terminación correcta se define dualmente. Las terminaciones izquierda y derecha son en sí mismas estables ∞-categorías que heredan una canónica t- estructura. Hay un mapa canónico de a cualquiera de sus terminaciones, y este mapa es t-Exacto. Decimos eso. es izquierda completa o derecho completo si el mapa canónico a su terminación izquierda o derecha, respectivamente, es una equivalencia.

Conceptos relacionados

Si el requisito , es reemplazado por la inclusión opuesta

,

y los otros dos axiomas se mantienen iguales, la noción resultante se llama estructura-co-t o estructura de peso.

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