W-algebra

W konforemnej teorii pola i teorii reprezentacji algebra W jest algebrą asocjacyjną , która uogólnia algebrę Virasoro . W-algebry zostały wprowadzone przez Aleksandra Zamolodczikowa , a nazwa „W-algebry” pochodzi od faktu, że Zamołodczikow użył litery W dla jednego z elementów jednego ze swoich przykładów.

Definicja

przez tryby skończonej liczby pól meromorficznych, i . dla , jest polem podstawowym o wymiarze konforemnym . Generatory algebry są powiązane z polami meromorficznymi przez rozszerzenia trybu

komutacji przez algebrę Virasoro ładunek . Ta liczba jest również nazywana centralnym ładunkiem W-algebry. Relacje komutacyjne

założeniem polem _ Resztę relacji komutacji można w zasadzie określić rozwiązując tożsamości Jacobiego .

Biorąc pod uwagę skończony zestaw wymiarów konforemnych , liczba W-algebr generowanych przez może wynosić zero, jeden lub więcej. Wynikowe algebry W mogą istnieć dla wszystkich niektórych określonych wartości ładunku centralnego

Algebrę W nazywamy swobodnie generowaną , jeśli jej generatory nie przestrzegają żadnych innych relacji poza relacjami komutacji. Najczęściej badane algebry W są generowane swobodnie, w tym algebry W (N). W tym artykule sekcje dotyczące teorii reprezentacji i funkcji korelacji dotyczą swobodnie generowanych W-algebr.

Konstrukcje

Chociaż możliwe przy założeniu istnienia wielu pól meromorficznych , również konstrukcje rodzin W-algebr.

Redukcja Drinfelda-Sokołowa

Ze skończonej wymiarowej algebry Liego sol , wraz z osadzeniem , W-algebra może być skonstruowana z uniwersalnej algebry obwiedni afinicznej za pomocą pewnego rodzaju konstrukcji . Wtedy centralny ładunek W-algebry jest funkcją poziomu afinicznej algebry Liego.

Konstrukcja Coset

Biorąc pod uwagę skończenie wymiarową algebrę Liego razem z podalgebrą a W -algebra może być skonstruowana z odpowiednich afinicznych algebr Liego . Pola _ i ich pochodne, które dojeżdżają z prądami . Centralny ładunek różnicą ładunków centralnych i podane pod względem ich poziomu przez konstrukcję Sugawara .

Komutator zbioru ekranowań

pole holomorficzne z wartościami w i wektorów za 1 , R , W-algebrę można zdefiniować jako zbiór wielomianów i jego pochodne, które dojeżdżają do pracy z opłatami za wyświetlanie . Jeśli wektory są prostymi pierwiastkami algebry Liego wynikowa algebra W pokrywa się z algebrą uzyskaną z sol przez redukcję Drinfelda-Sokołowa.

Algebry W(N).

Dla dowolnej liczby całkowitej algebra W (N) jest algebrą W, która jest generowana przez 2 . Algebra W(2) pokrywa się z algebrą Virasoro .

Budowa

Algebrę W (N) uzyskuje się przez redukcję afinicznej algebry Liego Drinfelda-Sokołowa. }

Osadzenia przez całkowite Displaystyle , interpretowane jako rozkłady podstawowej reprezentacji na reprezentacje sl . Zbiór wymiarów generatorów wynikowej W-algebry jest taka, że gdzie jest nieredukowalną reprezentacją .

Podział trywialny odpowiada algebrze W (N), . W przypadku , podział do algebry Berszadskiego-Polyakova , której pola generujące mają wymiary . .

Nieruchomości

Centralny ładunek algebry W (N) jest określony jako poziom afinicznej algebry Liego przez

w notacjach, w których znajduje się ładunek centralny afinicznej algebry Liego

Możliwe jest wybranie takiej podstawy, że relacje komutacji są niezmienne pod .

uniwersalnej algebry obwiedniowej (N) z nie jest podalgebrą uniwersalnej algebry obejmującej .

Przykład algebry W(3).

Algebra W (3) jest generowana przez generatory algebry Virasoro plus inna nieskończona rodzina generatorów . Relacje komutacyjne są

gdzie centralnym

Λ jest takie, że .

Teoria reprezentacji

Reprezentacje o najwyższej wadze

Reprezentacją W-algebry o najwyższej wadze jest reprezentacja generowana przez stan podstawowy: wektor taki , że

dla niektórych liczb opłatami, w tym wymiarem konforemnym .

Biorąc pod uwagę zestaw opłat, odpowiedni moduł Verma jest największą reprezentacją o najwyższej wadze, która jest generowana przez stan podstawowy z tymi ładunkami. Podstawą modułu Verma jest

gdzie zbiorem uporządkowanych krotek ściśle dodatnich liczb całkowitych typu z i . Z wyjątkiem , elementy tej podstawy nazywane są stanami potomnymi, a ich kombinacje liniowe nazywane są również stanami potomnymi.

Dla ogólnych wartości ładunków moduł Verma jest jedyną reprezentacją najwyższej wagi. Dla specjalnych wartości ładunków, które zależą od ładunku centralnego algebry, istnieją inne reprezentacje o największej wadze, zwane reprezentacjami zdegenerowanymi. Zdegenerowane reprezentacje istnieją, jeśli moduł Vermy jest redukowalny i są ilorazami modułu Vermy przez jego nietrywialne podmoduły.

Zdegenerowane reprezentacje

Jeśli moduł Vermy jest redukowalny, każdy nierozkładalny submoduł sam w sobie jest reprezentacją o najwyższej wadze i jest generowany przez stan, który jest zarówno potomkiem, jak i pierwotnym, zwanym stanem zerowym lub wektorem zerowym. Zdegenerowaną reprezentację uzyskuje się przez ustawienie jednego lub więcej wektorów zerowych na zero. Ustawienie wszystkich wektorów zerowych na zero prowadzi do nieredukowalnej reprezentacji.

Struktury i charaktery reprezentacji nieredukowalnych można wydedukować metodą redukcji Drinfelda-Sokołowa z reprezentacji afinicznych algebr Liego.

Istnienie wektorów zerowych jest możliwe tylko przy zależnych od ładunku ograniczeniach . Moduł Verma może mieć tylko skończenie wiele wektorów zerowych, które nie są potomkami innych wektorów zerowych. Jeśli zaczniemy od modułu Vermy, który ma maksymalną liczbę wektorów zerowych i ustawimy wszystkie te wektory zerowe na zero, otrzymamy nieredukowalną reprezentację zwaną w pełni zdegenerowaną reprezentacją.

Na przykład w przypadku algebry W (3) moduł Vermy ze znikającymi ładunkami ma trzy wektory zerowe na poziomach 1, 1 i 2. Ustawienie tych wektorów zerowych na zero daje w pełni zdegenerowaną reprezentację zwaną modułem próżni. Najprostsza nietrywialna, w pełni zdegenerowana reprezentacja W(3) ma znikające wektory zerowe na poziomach 1, 2 i 3, których wyrażenia są jawnie znane.

Alternatywną charakterystyką w pełni zdegenerowanej reprezentacji jest to, że jej produkt fuzji z dowolnym modułem Vermy jest sumą skończenie wielu nierozkładalnych reprezentacji.

Przypadek W(N)

Wygodnie jest parametryzować reprezentacje o najwyższej wadze nie za pomocą zbioru ładunków , ale przez element przestrzeni wagowej , zwany } pęd.

Niech będą prostymi pierwiastkami s , z iloczynem skalarnym przez macierz Cartana s , których niezerowymi elementami są . pierwiastki dowolnej liczby Wektor sumy posłuszna . Podstawowe wagi są zdefiniowane przez . Wtedy pęd jest wektorem

Ładunki są funkcjami działaniem grupy Weyla . W szczególności jest wielomianem pędu stopnia który pod automorfizmem diagramu Dynkina zachowuje się jak . Wymiar konforemny to

Sparametryzujmy ładunek centralny za pomocą liczby takiej, że

Jeśli istnieje dodatni pierwiastek liczby całkowite , że

moduł pędu Vermy zerowy . Ten wektor zerowy w sobie jest pierwotnym stanem pędu Weyla) . Liczba niezależnych wektorów zerowych to liczba dodatnich pierwiastków takich, że _ odbicie Weyla).

Maksymalna liczba wektorów zerowych to liczba dodatnich pierwiastków . Odpowiednie pędy są tego typu

gdzie integralnymi dominującymi wagami , tj. elementami , które są najwyższymi wagami nieredukowalnych reprezentacji skończonych wymiarów s . Nazwijmy odpowiednia w pełni zdegenerowana reprezentacja algebry W (N).

Nieredukowalna skończenie wymiarowa reprezentacja s wagi ma skończony zbiór odważników z . Jego iloczyn tensorowy z modułem Verma to . Produkt fuzji w pełni zdegenerowanej reprezentacji W (N) z modułem Verma pędu jest wtedy

Funkcje korelacji

Pola podstawowe

Do podstawowego stanu naładowania , stan- korespondencja pole podstawowe z polami są

Na dowolnym polu tryb tensora energii i pędu działa jako pochodna - .

Tożsamości oddziałów

W sferze Riemanna, jeśli nie ma pola w nieskończoności, mamy . dla tożsamość można wstawić do dowolnej funkcji korelacji. pole _ _

, where is a meromorphic function such that re . W funkcji tożsamości Warda określają działanie w kategoriach n działania z .

Na przykład w przypadku funkcji trzypunktowej na kuli z W(3)-zmienne podstawowe, lokalne tożsamości Warda określają wszystkie potomne funkcje trzypunktowe jako liniowe kombinacje potomnych trzech Funkcje -punktowe, które obejmują tylko . Tożsamości Global Ward dodatkowo ograniczają problem do określenia funkcji trzypunktowych typu dla .

W algebrze W(3), podobnie jak w ogólnych algebrach W, funkcji korelacji pól potomnych nie można zatem wywnioskować z funkcji korelacji pól podstawowych przy użyciu tożsamości Warda, jak to miało miejsce w przypadku algebry Virasoro. Moduł AW(3)-Verma pojawia się w produkcie fuzji dwóch innych modułów W(3)-Verma z krotnością, która jest generalnie nieskończona.

Równania różniczkowe

Funkcja korelacji może być zgodna z równaniem różniczkowym, które uogólnia równania BPZ , jeśli pola mają wystarczająco dużo znikających wektorów zerowych.

Czteropunktowa funkcja W (N) -pierwotnych pól na kuli z jednym w pełni zdegenerowanym polem jest zgodna z równaniem różniczkowym, jeśli ale nie, jeśli . W tym drugim przypadku, aby istniało równanie różniczkowe, jedno z pozostałych pól musi mieć znikające wektory zerowe. Na przykład funkcja czteropunktowa z dwoma polami pędów (całkowicie zdegenerowany) i ( prawie całkowicie zdegenerowany) podlega równaniu różniczkowemu, którego rozwiązaniami są uogólnione funkcje hipergeometryczne typu .

Zastosowania konforemnej teorii pola

Modele W-minimalne

Minimalne modele W są uogólnieniami minimalnych modeli Virasoro opartych na W-algebrze. Ich przestrzenie stanów składają się ze skończenie wielu w pełni zdegenerowanych reprezentacji. Istnieją one dla pewnych wymiernych wartości ładunku centralnego: w przypadku algebry W(N) wartości typu

AW (N) -model minimalny z ładunkiem centralnym skonstruować jako zestaw modeli Wessa-Zumino-Wittena .

Na przykład dwuwymiarowy krytyczny trójstanowy model Pottsa ma ładunek centralny . Obserwable spinowe modelu można opisać za pomocą niediagonalnego minimalnego modelu Virasoro serii D z lub pod względem przekątnej W (3) - minimalny model z .

Konformalna teoria Toda

Konformalna teoria Toda jest uogólnieniem teorii Liouville'a , która jest oparta na W-algebrze. Biorąc pod uwagę prostą algebrę Lie Lagrange'a jest funkcjonałem pola , które należy do przestrzeni głównej , z jednym terminem interakcji dla każdego prostego pierwiastka:

od stałej kosmologicznej nie odgrywa żadnej znaczącej roli, oraz od parametru , który jest związany z ładunkiem centralnym Powstała teoria pola jest konforemną teorią pola, której algebra chiralnej symetrii jest algebrą W zbudowaną z redukcji -Sokołova Dla zachowania konforemnej symetrii w teorii kwantów kluczowe jest, aby nie było więcej terminów interakcji niż składowych wektora .

Metody prowadzące do rozwiązania teorii Liouville'a można zastosować do teorii W(N)-konformalnej Toda, ale prowadzą one jedynie do analitycznego wyznaczenia określonej klasy trzypunktowych stałych strukturalnych i W(N)-konformalnej Toda teoria z nie została rozwiązana.

Logarytmiczna konforemna teoria pola

do można rozszerzyć o tryplet generatorów o wymiarze , tworząc w ten sposób W-algebrę ze zbiorem wymiarów . Wtedy możliwe jest zbudowanie racjonalnej konforemnej teorii pola w oparciu o tę W-algebrę, która jest logarytmiczna. uzyskuje się dla ładunek centralny , w tym w obecności granicy

Pojęcia pokrewne

Klasyczne W-algebry

Skończone W-algebry

Skończone algebry W to pewne algebry asocjacyjne związane z nilpotentnymi elementami półprostych algebr Liego .

Oryginalna definicja, dostarczona przez Alexandra Premeta, zaczyna się od pary składającej się z redukcyjnej algebry Liego nad liczbami zespolonymi i elementem nilpotentnym e . Z twierdzenia Jacobsona-Morozowa e jest częścią potrójnego sl 2 ( e , h , f ). Dekompozycja przestrzeni własnej ad( h ) indukuje ocenę na }:

Zdefiniuj znak (tj. Homomorfizm od trywialnej 1-wymiarowej algebry Liego według reguły , gdzie formę zabijania . To indukuje niezdegenerowaną antysymetryczną formę dwuliniową na kawałku z oceną -1 według reguły:

Po wybraniu dowolnej możemy zdefiniować następującą nilpotentną podalgebrę, która działa na uniwersalną algebrę obwiedni poprzez działanie sprzężone .

Lewy ideał uniwersalnej algebry otaczającej przez jest niezmienne w ramach tej akcji. Z krótkiego obliczenia wynika, że ​​niezmienniki w pod reklamą odziedziczyć strukturę algebry asocjacyjnej po . Niezmienna podprzestrzeń nazywa się skończoną W-algebrą zbudowaną z i jest zwykle oznaczany .

Dalsza lektura