辛群

✍ dations ◷ 2025-06-30 20:41:14 #李群,辛几何


无限单李群:An, Bn, Cn, Dn,
特殊单李群 G2(英语:G2 (mathematics)) F4E6 E7E8(英语:E8 (mathematics))

其他有限群
对称群,
二面体群,
无限群
整数, Z
模群, PSL(2,Z) 和 SL(2,Z)

G2 F4E6 E7E8
劳仑兹群
庞加莱群

环路群
量子群
O(∞) SU(∞) Sp(∞)

在数学中,辛群可以指涉两类不同但关系密切的群。在本条目中,我们分别称之为Sp(2n,F)与Sp(n)。后者有时也被称作紧致辛群以资区别。许多作者偏好不同的记法,通常是差个二的倍数。本条目采用的记法与矩阵的大小相称。

域F上次数为2n的辛群是由2n阶辛矩阵在矩阵乘法下构成的群,记为Sp(2n,F)。由于辛矩阵之行列式恒等于一,此群是SL(2n,F)的子群。

抽象而言,辛群可定义为F上一个2n维向量空间上保存一个非退化、斜对称双线性形的所有可逆线性变换。带有这种双线性形的向量空间称为辛向量空间。一个辛向量空间V产生的辛群记为Sp(V)。

当n=1,有Sp(2,F)=SL(2,F),当n>1时,Sp(2n,F)是SL(2n,F)的真子群。

通常将域F取为实数域 R {\displaystyle \mathbb {R} } 、复数域 C {\displaystyle \mathbb {C} } 或非阿基米德局部域,如p进数域 Q p {\displaystyle \mathbb {Q} _{p}} 。此时辛群Sp(2n,F)是维度等于 n ( 2 n + 1 ) {\displaystyle n(2n+1)} 的连通代数群。 S p ( 2 n , C ) {\displaystyle \mathrm {Sp} (2n,\mathbb {C} )} 是单连通的,而 S p ( 2 n , R ) {\displaystyle \mathrm {Sp} (2n,\mathbb {R} )} 的基本群则同构于 Z {\displaystyle \mathbb {Z} }

S p ( 2 n , F ) {\displaystyle \mathrm {Sp} (2n,F)} 的李代数可以刻划为满足下列条件的2n阶方阵 A {\displaystyle A}

其中 A T {\displaystyle A^{T}} 表示 A {\displaystyle A} 的转置矩阵,而 Ω {\displaystyle \Omega } 是下述反对称矩阵

紧辛群 S p ( n ) {\displaystyle \mathrm {Sp} (n)} 定义为 H n {\displaystyle \mathrm {H} ^{n}} H {\displaystyle \mathbb {H} } 表四元数)上保持标准埃尔米特形式

之可逆线性变换。换言之, S p ( n ) {\displaystyle \mathrm {Sp} (n)} 即四元数上的酉群 U ( n , H ) {\displaystyle \mathrm {U} (n,\mathbb {H} )} 。有时此群也被称为超酉群。 S p ( 1 ) {\displaystyle \mathrm {Sp} (1)} 即单位四元数构成之群,拓扑上同胚于三维球 S 3 {\displaystyle \mathbb {S} ^{3}}

S p ( n ) {\displaystyle \mathrm {Sp} (n)} 并不同构于之前定义的 S p ( 2 n , R ) {\displaystyle \mathrm {Sp} (2n,\mathbb {R} )} 。下节将解释其间的联系。

S p ( n ) {\displaystyle \mathrm {Sp} (n)} n ( 2 n + 1 ) {\displaystyle n(2n+1)} 维之紧致、连通、单连通实李群,并满足

其李代数由满足下述关系的 n 阶四元数矩阵构成

其中 A {\displaystyle A^{\dagger }} A {\displaystyle A} 的共轭转置(在此取四元数之共轭运算)。李括积由矩阵之交换子给出。

紧辛群 S p ( n ) {\displaystyle \mathrm {Sp} (n)} 有时称为酉辛群,记为 U S p ( 2 n ) {\displaystyle \mathrm {USp} (2n)}

以上定义之 S p ( 2 n , R ) {\displaystyle \mathrm {Sp} (2n,\mathbb {R} )} S p ( n ) {\displaystyle \mathrm {Sp} (n)} 之李代数在复化后给出相同的单李代数。此李代数记作 C n {\displaystyle C_{n}} 。此李代数也就是复李群 S p ( 2 n , C ) {\displaystyle \mathrm {Sp} (2n,\mathbb {C} )} 之李代数,记作 s p ( 2 n , C ) {\displaystyle \mathrm {sp} (2n,\mathbb {C} )} 。它有两个不同的实形式:

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