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La rígida aditiva del tensor de la categoría libremente generada por un objeto

Me he encontrado a mí mismo a ser absolutamente desconcertado por algo en Deligne y Milne notas en Tannakian categorías. Es decir, en p. 16 de ellos están mostrando que hay una rígida aditiva del tensor de la categoría $\mathsf{C}$ con un distinguido objeto de $T$ tal que para cada rígidos otros aditiva del tensor de la categoría $\mathsf{D}$ hay una equivalencia de categorías

$$ \text{Hom}^{\otimes} (\mathsf{C}, \mathsf{D})\xrightarrow{\sim}\mathsf{D}, \quad F\mapsto F(T)$$

Ellos llaman a este par de $(\mathsf{C}, T)$ el rígido aditiva del tensor de la categoría freely generado por $T$, y su UMP es como un categorified versión de la representación de la "identidad functor" en el $2$-categoría de todos los aditiva del tensor de categorías (realmente no sé nada acerca de $2$-categorías así que no estoy seguro de cómo técnicamente precisa es esta!). Me parece un objeto interesante, y me gustaría ver cómo existe, pero la construcción me ha dejado completamente confundido. Voy a describir lo que dicen en las notas de integridad, aunque las notas no tienen muchos más detalles.


El programa de instalación en las notas

Se empieza por mirar a una construcción en módulos. Es decir, si $V$ es un servicio gratuito de $R$-módulo de rango finito que establezca $T^{a,b}(V) = T^{a,b} = V^{\otimes a} \otimes (V^\vee) ^{\otimes b}$ $R$- módulo de los tensores de covariante grado $a$ y contravariante grado $b$.Un mapa de $f:T^{a,b}\to T^{c,d}$ puede ser identificado con un elemento $"f"\in T^{b+c, a+d}$. El mapa de identidad $\text{id}: V \to V$ da un distinguido elemento $"\text{id}" \in T^{1,1}$ y la mayor tensor de poderes de este elemento están en $T^{b+c,a+d}$ siempre $a+d = b+c$. Podemos permutar el contravariante de los componentes de este elemento especial a través de los elementos del grupo simétrico $S_{a+d}$, dando un mapa

$$\epsilon: S_{a+d} \to T^{b+c, a+d} = \text{Hom} (T^{a,b}, T^{c,d})$$

lo que induce a un mapa de $R[S_{a+d}]\to \text{Hom} (T^{a,b}, T^{c,d})$ que es inyectiva proporcionado $\text{rank} (V)\geq a+d$. Si tenemos mapas

$$ T^{a,b}\xrightarrow{\epsilon(\sigma)} T^{c,d} \xrightarrow{\epsilon(\tau)} T^{e,f}$$

luego, aparentemente, $\epsilon (\tau) \circ \epsilon(\sigma)$ está dada por una fórmula universal

$$\epsilon (\tau) \circ \epsilon(\sigma) = \text{rank} (V)^N \epsilon (\rho).$$

A continuación, una categoría general en la que se construye mediante este caso de los módulos como un modelo.


Preguntas

Sé que esto es mucho pedir, pero realmente apreciaría si alguien que ha entendido esta construcción me podría ayudar con algunas preguntas básicas. Concretamente, algunas de las principales cosas que no entiendo son:

  • Si $"\text{id}"\in T^{1,1}$ se obtiene a partir de la identidad de mapa de $V\to V$, entonces podemos escribir $"\text{id}" = v\otimes f \in V\otimes V^\vee$. Entonces, para mí, el mayor tensor de poderes de $"\text{id}"$ son solo elementos de la forma

$$"\text{id}"^{\otimes n} = a\otimes \dots a \otimes f\otimes \dots \otimes f$$

Pero sin duda, entonces, permuting la contravariante de los componentes de este elemento por parte de elementos de la $S_n$ no hace nada, ya que todos ellos son el mismo. Así lo he interpretado mal, y también hay una razón para permuting la contravariante de componentes y no de la covariante?

  • Sospecho que esto depende en gran medida de mi forma de entender el mapa de $R[S_{a+d}]\to \text{Hom}(T^{a,b}, T^{c,d})$ (que es muy pobre, sin una respuesta a mi primera pregunta), pero ¿cómo se puede ir sobre el cálculo de la fórmula universal?
  • Por último, hay otras descripciones de esta construcción en la literatura, la posibilidad de ir por diferentes nombres? He buscado pero he sido incapaz de encontrar nada. Sería de gran ayuda para mi entendimiento para ver que hacer de varias maneras.

Muchas gracias por tu ayuda!

Edit: he aceptado la respuesta a continuación como, de manera más relevante contestado a mi pregunta. También he añadido algunos pensamientos de una manera diferente, escrito como otra respuesta, a pesar de que están lejos de una comprensión completa. Yo sin duda lo haría bienvenido otras respuestas o comentarios, incluso si ellos también están incompletos!

2voto

Alex Saad Puntos 594

No es realmente una respuesta, pero quería publicar esto aquí por si alguien más extremos de pensar acerca de esta cosa. Puede ayudar a ponerte en el camino correcto.

De todos modos, después de navegar a través de esta colección de diapositivas (ver "los Ingredientes de la Construcción" diapositiva) ahora sé que los morfismos en esta categoría puede ser descrito utilizando amurallada Brauer diagramas (ver, por ejemplo, la página 6-7 aquí). No he atado todos los agujeros en mi entendimiento, sino que también ha ayudado bastante.

La regla para pasar de un elemento a $\sigma \in S_{a+d}$ a un mapa de $\epsilon(\sigma):T^{a,b}\to T^{c,d}$ es como sigue: dibujar el elemento $\sigma$ como en mi siguiente diagrama como una colección de hilos de unirse a la $a+d = b+c$ puntos a lo largo de dos líneas de arriba a abajo. Además, hay un verde "muro" entre el $a$th y $(a+1)$st puntos en la parte superior conectado a punto entre el $c$th y $(c+1)$st en la parte inferior (este muro representa la "división" entre covariante y contravariante factores en el mapa). Luego "voltear" el derecho (contravariante) parte del diagrama a lo largo de la pared verde para obtener una descripción gráfica de un mapa de $T^{a,b}\to T^{c,d}$. Se obtiene un diagrama similar, pero con diferentes números de nodos en la parte superior y la parte inferior (la parte superior ha $a+b$ nodos, el fondo ha $c+d$ nodos). Las líneas que cruzaban el verde de la pared, a continuación, convertirse en "semi-loops" conectado a uno de los bordes, que he tomado de "evaluación" y "coevaluation". Las otras líneas muestran que los factores son enviados a otros factores en el mapa correspondiente

La fórmula universal se mencionó anteriormente se siente dentro de su alcance cuando se siga la regla formal

$$\text{closed loop in a Brauer diagram} = \text{factor of } \text{rank}(V) \text{ multiplying the diagram without the loop.}$$

Suponiendo que esta regla funciona en esta vaga interpretación, me las arreglé para demostrar la fórmula en la imagen de abajo para un elemento determinado $(2,3)$ del grupo simétrico $S_5$. Por qué uno debe seguir esta regla todavía no está claro para mí, pero supongo que es algo como esto: en una composición $$T^{a,b}\xrightarrow{\epsilon(\sigma)} T^{c,d}\xrightarrow{\epsilon(\tau)}T^{e,f}$$ donde$a+d = b+c$$c+f = e+d$, hay algún número $N$ de las evaluaciones y coevaluations que ocurren entre los elementos de las $V$$V^\vee$, que puede ser visto como un bucle cerrado en el centro de la Brauer diagrama. Cuando cada uno de estos emparejamientos entre coevaluations y evaluaciones en las que se produce, una suma de vectores de la base de la forma $\delta_i(e_i)$ (notación en respuesta a esta pregunta) multiplica los morfismos mediante un factor de rango de $V$. Por lo tanto, cada vez que se produce un bucle en el diagrama, por lo tanto, recoger otro factor de la clasificación.

Al calcular lo que el mapa correspondiente $\epsilon(\tau\sigma): T^{a,b}\to T^{e,f}$ hace, algunos "doble superposición" de la pared de la mata de algunos aspectos en los diagramas, que se correlacionan con bucles cerrados después de "dar vuelta" el diagrama. Multiplicando por el número de hebras que se matan por esto le da lo mismo: de ahí $$\epsilon(\tau)\circ\epsilon(\sigma) = \text{rank} (V)^N \epsilon(\tau\sigma).$$

Este es un duro procedimiento para describir, y después de leer sobre ella, parece que hay un montón de muy profundo de las matemáticas relacionadas con esta construcción, incluyendo enlaces a la supersimetría en la física. Espero que alguien más puede encontrar que esto sea útil y/o interesante nota. Por supuesto, si alguien quiere corregirme o añadir a lo que he escrito en esta respuesta que yo sería muy feliz!

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1voto

tolomea Puntos 286

Deje $V$ tienen base $e_1, \ldots, e_n$. Hay una base $\delta_, \ldots, \delta_n$ $V^\vee$ llama la base dual se caracteriza por la propiedad $\delta_i(e_j) = \begin{cases}1 & \text{if }i=j \\ 0 & \text{otherwise}\end{cases}$.

El elemento $"\mathrm{id}" \in T \otimes T^\vee$ correspondiente a la identidad $V \to V$ luego $\sum_{i=1}^n e_i \otimes \delta_i$. Como se puede ver el tensor de poderes de $"\mathrm{id}"$ son bastante complicados y permuting la contravariante componentes definitivamente no es la identidad.

Así que, ¿por qué ese elemento se corresponden con la identidad? Vamos a ir hacia atrás: dado $\sum_i v_i \otimes \alpha_i \in V \otimes V^\vee$, la transformación lineal $V \to V$ correspondiente a la que se da por $F(x) = \sum_i \alpha_i(x)v_i$. Si usted intenta esto en el candidato para $"\mathrm{id}"$, que corresponde a $x \mapsto \sum_{i=1}^n \delta_i(x) e_i$. Puesto que el $\delta_i$ dar las coordenadas respecto a la base $e_1, \ldots, e_n$, lo que suma es, precisamente,$x$.


EDIT: Acerca de la correspondencia entre los mapas de $T^{a,b} \to T^{c,d}$ y elementos de $T^{b+c,a+d}$. La correspondencia descrita anteriormente $V\otimes V^\vee \to \mathrm{Hom}(V,V)$ generaliza de forma directa para dar un mapa de $V \otimes W^\vee \to \mathrm{Hom}(W,V)$ ---sólo tiene que utilizar la misma fórmula! (Advertencia: este mapa es un isomorfismo sólo si $W$ es finito dimensionales.) Luego tenemos a $T^{b+c,a+d} \cong T^{c,d} \otimes T^{b,a} \cong T^{c,d} \otimes (T^{a,b})^\vee \to \mathrm{Hom}(T^{a,b},T^{c,d})$.

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