Соединение (расслоенное многообразие) - Википедия - Connection (fibred manifold)

В дифференциальная геометрия, а слоистое многообразие является сюръективный погружение из гладкие многообразия YИкс. Локально тривиальные расслоенные многообразия - это пучки волокон. Следовательно, понятие связь на расслоенных многообразиях дает общий каркас связь на пучках волокон.

Формальное определение

Позволять π : YИкс - расслоенное многообразие. Обобщенный связь на Y это раздел Γ: Y → J1Y, куда J1Y это струйный коллектор из Y.[1]

Соединение как горизонтальное разделение

С указанным выше коллектором π есть следующие канонические короткая точная последовательность из векторные пакеты над Y:

 

 

 

 

(1)

куда ТY и ТИкс являются касательные пучки из Y, соответственно, VY это вертикальный касательный пучок из Y, и Y ×Икс ТИкс это обратный пакет из ТИкс на Y.

А связь на расслоенном многообразии YИкс определяется как морфизм линейного расслоения

 

 

 

 

(2)

над Y который раскол точная последовательность 1. Связь существует всегда.

Иногда эта связь Γ называется Связь Ehresmann потому что это дает горизонтальное распределение

из ТY и это горизонтальное разложение ТY = VY ⊕ HY.

В то же время под связностью Эресмана понимается также следующая конструкция. Любая связь Γ на расслоенном многообразии YИкс дает горизонтальный подъем Γ ∘ τ из векторное поле τ на Икс на Y, но не обязательно определяет аналогичную подъемную силу пути в Икс в Y. Позволять

быть двумя гладкими путями в Икс и Y, соответственно. потом ту(т) называется горизонтальным подъемом Икс(т) если

Связь Γ считается Связь Ehresmann если для каждого пути Икс([0,1]) в Икссуществует его горизонтальный подъем через любую точку уπ−1(Икс([0,1])). Расслоенное многообразие является расслоением тогда и только тогда, когда оно допускает такую ​​связность Эресмана.

Связность как касательная форма

Для расслоенного многообразия YИкс, наделим его атласом расслоенных координат (Иксμ, уя), и разреши Γ быть связью на YИкс. Это дает однозначно горизонтальный касательная однозначная форма

 

 

 

 

(3)

на Y которая проецируется на каноническую касательную форму (тавтологический однообразный или же форма припоя )

на Икс, и наоборот. При такой форме горизонтальное разделение 2 читает

В частности, связь Γ в 3 дает горизонтальный подъем любого векторного поля τ = τμμ на Икс в проецируемое векторное поле

на Y.

Связь как вертикально-значная форма

Горизонтальное расщепление 2 точной последовательности 1 определяет соответствующее расщепление двойственной точной последовательности

куда Т *Y и Т *Икс являются котангенсные пучки из Yсоответственно и V *YY это двойной комплект к VYY, называемый вертикальным котангенсным расслоением. Это расщепление дается вертикально-значной формой

который также представляет собой связность на расслоенном многообразии.

Рассматривая связь как вертикально-значную форму, мы приходим к следующей важной конструкции. Для расслоенного многообразия YИкс, позволять ж : Икс′ → Икс быть морфизмом и жYИкс то откатная связка из Y к ж. Тогда любое подключение Γ 3 на YИкс побуждает обратное соединение

на жYИкс.

Подключение в виде секции жиклера

Позволять J1Y быть струйный коллектор секций расслоенного многообразия YИкс, с координатами (Иксμ, уя, уя
μ
)
. Благодаря каноническому вложению

любая связь Γ 3 на расслоенном многообразии YИкс представлен глобальным разделом

струйного пучка J1YY, и наоборот. Это аффинный пучок по образцу векторный набор

 

 

 

 

(4)

Из этого факта вытекают следующие следствия.

  1. Связности на расслоенном многообразии YИкс составить аффинное пространство моделируется на векторном пространстве формы для пайки

     

     

     

     

    (5)

    на YИкс, т.е. сечения векторного расслоения 4.
  2. Коэффициенты связи подчиняются закону преобразования координат
  3. Каждое соединение Γ на расслоенном многообразии YИкс дает первый порядок дифференциальный оператор
    на Y называется ковариантный дифференциал относительно связи Γ. Если s : ИксY является сечением, его ковариантный дифференциал
    и ковариантная производная
    вдоль векторного поля τ на Икс определены.

Кривизна и кручение

Учитывая связь Γ 3 на расслоенном многообразии YИкс, это кривизна определяется как Дифференциал Nijenhuis

Это вертикальная горизонтальная двойная форма на Y.

Учитывая связь Γ 3 и форма пайки σ 5, а кручение из Γ относительно σ определяется как

Связка основных подключений

Позволять π : пM быть основной пакет со структурной группой Ли грамм. А основная связь на п обычно описывается одноформной алгеброзначной связностью на п. В то же время принципиальная связь на п это глобальный раздел струйного пучка J1пп который эквивариантный относительно канонического правого действия грамм в п. Следовательно, он представлен глобальным участком фактор-расслоения C = J1п/граммM, называется связка основных подключений. Это аффинный пучок моделируется на векторном расслоении Vп/граммM чье типичное волокно Алгебра Ли грамм структурной группы грамм, и где грамм действует по присоединенное представительство. Есть каноническое вложение C к фактор-расслоению Тп/грамм который также называется связка основных подключений.

Учитывая основу м} для алгебры Ли грамм, пучок волокон C наделен координатами пучка (Иксμ, ам
μ
)
, а его разделы представлены векторнозначные однозначные формы

куда

знакомые местные формы подключения на M.

Отметим, что струйный пучок J1C из C это конфигурационное пространство из Калибровочная теория Янга – Миллса. Он допускает каноническое разложение

куда

называется форма силы основного подключения.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Крупка, Деметра; Янышка, Йозеф (1990). Лекции по дифференциальным инвариантам. Univerzita J. E. Purkyně v Brně. п. 174. ISBN  80-210-0165-8.

Рекомендации