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Secuencias espectrales: abrir la caja negra lentamente con un ejemplo

Mi amigo y yo estamos tratando de aprender acerca espectral de las secuencias en el momento, y hemos notado un tema común en los libros sobre espectral de secuencias: nadie parece hablar de los diferenciales.

Si bien hay algunos ejemplos notables de este (por ejemplo, la transgresión), parece que por lo general se supone que uno debe utilizar el espectro de la secuencia como uno utiliza una larga secuencia exacta de un par - espero que usted no tiene que pensar demasiado acerca de lo que el límite del mapa.

Así que, después de mirar algunas de las clásicas aplicaciones de la Serre espectral de la secuencia en cohomology, hemos decidido abrir la caja negra, y el trabajo a través de la construcción de la secuencia espectral asociada a una filtración. Y ahora que lo hemos hecho, y visto la definición de la diferencial dado que hay... queremos algunos ejemplos.

Para ser más específicos, estábamos buscando un ejemplo de una filtración de un complejo que es no trivial (es decir, su espectral de la secuencia no hundirse en la $E^2$ página o algo tonto como eso), pero todavía computable (es decir, podemos en realidad, con la suficiente paciencia, escriba lo que todas las diferencias están en todas las páginas).

Aviso que esto es diferente que la pregunta aquí: ejemplos Simples para el uso de la espectral de las secuencias, aunque es bastante similar. Estamos buscando cosas que no se derrumbe, sino específicamente para el propósito explícito de la computación (ninguna de las respuestas no admitir cálculo explícito de las diferencias, salvo en casos triviales, creo).

Por el momento voy a salir de esta y no para la comunidad wikified, ya que creo que el requerimiento de una respuesta es específica y no subjetiva suficiente que una persona que da una buena respuesta, merece más la reputación de la misma. Si alguien con el poder que cree, de lo contrario, a continuación, siéntase libre para golpear con el martillo.

45voto

Allen Hatcher Puntos 11823

Dos ejemplos sencillos con un montón de interesantes diferencias dadas por la Serre espectral de las secuencias de enteros de homología (en lugar de cohomology) para la fibrations $$K({\mathbb Z}_2,1) \to K({\mathbb Z}_4,1)\to K({\mathbb Z}_2,1)$$ and $$K({\mathbb Z}_2,1) \to K({\mathbb Z},2) \to K({\mathbb Z},2)$$ where in the second case the map $K({\mathbb Z},2) \K({\mathbb Z},2)$ induces multiplication by $2$ on $\pi_2$. En ambos casos se conoce la homología de los tres espacios y esto le permite a uno trabajar de lo que todos los diferenciales debe ser. Los diferenciales de dar un verdadero shoot-out, con trivial diferenciales en más de una página, y en el segundo caso hay que no sea trivial diferenciales en infinidad de páginas. Lo mejor es trabajar todo lo que fuera de uno mismo, pero si quieres comprobar tus respuestas de estos dos ejemplos son funcionado como Ejemplos 1.6 y 1.11 en el Capítulo 1 de mi espectral de la secuencia de notas, disponible en mi página web.

Estos ejemplos no puede ser realmente el tipo de cosa que usted está buscando, ya que están relacionados con la computación diferenciales puramente formal, no por el hecho excavar en la construcción de la secuencia espectral. Pero, por supuesto, un montón de espectral de la secuencia de los cálculos tienen que ser formales si uno va a tener alguna posibilidad de éxito.

34voto

darkdog Puntos 1944

Esto es más de lo que esperaba, pero es también una buena oportunidad para pasar de conectar un par fresco y fácil de leer artículos con impacto más allá de que contiene computable espectral de las secuencias. En la década de 1980 Ravenel y Wilson famoso usado de Hopf anillos para calcular algunos de los increíbles homologías de una variedad de familias de infinito loopspaces. En el caso específico en el cual el loopspaces son Eilenberg-Mac Lane espacios, que utiliza una barra de secuencia espectral (que surge como una filtración espectral de la secuencia), junto con Hopf anillo de la información, para calcular el $E_* K(G, *)$ por diversos $E$ e $G$. Una de las características interesantes de su trabajo es que todo lo involucrado es explícita y de identificación personal. Usted puede intentar:

Doug Ravenel y Steve Wilson, El Morava $K$-teorías de Eilenberg-Mac Lane espacios, publicado en 1980 en la Revista Americana de Matemáticas, vol. 102, no. 4, páginas 691-748

para un ligeramente complicado, pero muy gratificante ejemplo. O, las álgebras de $H_*(K(\mathbb{Z}/p, *); \mathbb{Z}/p)$ (junto con un millón de otras cosas!) se calculan en Wilson excepcionalmente buen libro

Steve Wilson, Brown-Peterson Homología: Una Introducción y Sampler, publicado en 1980, no. 48 en el trabajo se efectuó de la serie de notas de conferencia,

que utiliza la misma maquinaria como el Morava $K$-teoría de papel, pero emplea en singular homología y le dice a usted acerca de algunas de las álgebras de que ya se entiende. La familiaridad de estas dos cosas, probablemente, facilitar la digestión de las ideas.

-- Bueno, esto es una mentira, ya que argumentan que la existencia o inexistencia de algunos de sus diferenciales por saber cuál es el $E^\infty$ página debe verse como junto con algún tipo de escasez de la $E^2$ página. Sin embargo, la manera de construir el espectro de la secuencia en realidad dar una fórmula para los diferenciales, y ciertamente es posible, aunque difícil, para hacer los cálculos pertinentes una vez que usted lea su argumento, así que usted sabe el paradero de mirar. En pequeños números primos (y pequeñas alturas, en el Morava K-teoría de papel), este es, probablemente, más accesible.

27voto

darkdog Puntos 1944

$\DeclareMathOperator{\Ext}{Ext} \newcommand{\A}{\mathcal{A}} \newcommand{\F}{\mathbb{F}} \newcommand{\Sq}{\mathrm{Sq}} \newcommand{\Z}{\mathbb{Z}}$Aquí otra otro ejemplo que vale la pena considerar. El método que voy a sugerir para el cómputo de los diferenciales es mucho hairier y técnicamente más complejo que el de otros, pero es un método genérico, y es muy gratificante ver el trabajo. Inmediatamente me conviene mencionar esto que la primera vez que escuché este de la Marca de Behrens, quien a su vez dijo que él oyó desde los Micrófonos de la Colina y Hopkins. No sé si la cadena se detiene allí o si continúa en.

Tilman Bauer mencionado un buen ejemplo de una secuencia espectral, la homotopy punto fijo espectral de la secuencia derivadas de la compleja conjugación $C_2$-acción en el complejo de $K$-teoría $KU$: $$E_2^{*, *} = H^*(C_2; \pi_* KU) \Rightarrow \pi_* KU^{hC_2} \cong \pi_* KO.$$ The $E_2$ page of this is simple enough to compute; it ends up looking like $E_2 = \Z[\eta, [\beta^2]^{\pm}] / (2 \eta)$, where $[\beta^2]$ is a class in degree $(4, 0)$ coming from $\beta^2 \en \pi_* KU = \Z[\beta^\pm]$, and $\eta$ is a class in degree $(1, 1)$ coming from the nontriviality of complex conjugation on the Bott bundle $\beta$. En buena medida, aquí está una foto de este espectro de la secuencia:

E2 of KU to KO

Lo que es mucho menos obvio para calcular es el primer trivial diferencial que he dibujado en: $$d_3 [\beta^2] = \eta^3.$$ The way people usually see this, as far as I've heard, is to independently identify $KU^{hC_2}$ with $KO$ y, a continuación, observe que este diferencial debe existir para que el real Bott periodicidad para ser verdad.

Pero eso no es lo que estaban pidiendo, como que usted estaba esperando para calcular los diferenciales más manualmente. Aquí está una ruta diferente a la producción de este diferencial. Como $KU$ es un anillo de espectro, viene con una unidad de mapa $\mathbb{S}^0 \to KU$, que es equivariant para el trivial $C_2$-acción en $\mathbb{S}^0$. La connaturalidad de punto fijo construcciones, a continuación, engendra un mapa espectral de secuencias $$\begin{array}{ccc} H^*(C_2; \pi_* \mathbb{S}^0) & \Rightarrow & \pi_* (\mathbb{S}^0)^{hC_2} \\ \downarrow & & \downarrow \\ H^*(C_2; \pi_* KU) & \Rightarrow & \pi_* KU^{hC_2}. \end{array}$$ This becomes useful after making an identification: $(\mathbb{S}^0)^{hC_2}$ for the trivial action is given by the function spectrum $F(BC_2{}_+, \mathbb{S}^0)$, i.e., for the Spanier-Whitehead dual spectrum $D \Sigma^\infty_+ \mathbb{R}\mathrm{P}^\infty$.

Ahora recordemos la estructura de la célula de la parte superior de bits de $D \Sigma^\infty_+ \mathbb{R}\mathrm{P}^\infty$. Esquemáticamente, esto es como $$\cdots \overbrace{\bullet - \bullet \phantom{{}-{}} \bullet} - \bullet \phantom{{}-{}} \bullet,$$ where each $\viñeta$ denotes a cell (with the rightmost one in dimension 0), each $-$ denotes the multiplication-by-2 map, and the brace denotes the element $\eta$ in the stable stem $\pi_1 \mathbb{S}^0$. This cell structure is actually what dictates the map $H^*(C_2; \pi_0 \mathbb{S}^0) \H^*(C_2; \pi_0 KU)$ in the spectral sequence: on the $E_1$-page, each cell is represented by a $\Z$ and sent isomorphically to a corresponding $\Z$ in the $E_1$-page for $\pi_* KU^{hC_2}$. The multiplication by $2$ attaching maps become $d_1$-differentials; the action of $d_1$ on the cell in dimension $-s$, corresponding to $H^s(C_2; \pi_0 \mathbb{S}^0)$, is given by multiplication by the degree of the attaching map, and what survives is sent to the elements $1$, $\beta^{-2} \eta^2$, $\beta^{-4} \eta^4$, ... in the $E_2$-page for $\pi_* KU^{hC_2}$.

El emocionante (y final) de la observación es que este mismo procedimiento se determina el $d_3$-diferencial: actúa en $H^2(C_2; \pi_0 \mathbb{S}^0)$ (es decir, el $(-2)$-celular representante) mediante la asignación a $\eta$ veces $H^4(C_2; \pi_0 \mathbb{S}^0)$ (es decir, el $(-4)$-celular representante). La idea de impulsar este en el espectro de la secuencia de $\pi_* KU^{hC_2}$ engendra el diferencial de $$d_3(\beta^{-2} \eta^2) = \beta^{-4} \eta^4 \cdot \eta = \beta^{-4} \eta^5.$$ de la Traducción de este diferencial en torno al uso de la Leibniz estructura recupera el diferencial puse al inicio.

Estos son un montón de palabras de fantasía, y probando todas las relaciones que he reclamado en esta respuesta no es una tarea fácil, pero el resultado final es muy bueno! También es una muy técnica general: el estudio de estos equivariant células en otras $G$-espectros (por ejemplo, algunas variantes de tmf) permite producir decenas de interés diferenciales de que usted no sabía antes. Este ejemplo concreto no es algo que me iba a empujar a alguien "abrir la caja negra" de la primera vez, pero tal vez el segundo o tercer centésima vez parece una muy buena idea.

En tanto, el mensaje es que la importación de los diferenciales por connaturalidad de un filtrado espectral de la secuencia que usted entiende bien es una poderosa herramienta a la hora de la filtración complejo por tu favorito espectral de la secuencia no es tan fácil de escribir o a calcular con directamente.

Piense en el ejemplo específico como algo que esperamos que después de la digestión del resto de las respuestas a esta pregunta.

20voto

Brennan Puntos 4532

Hay algunos ejemplos en http://www.shef.ac.uk/nps/courses/bestiary/ss.pdf que pueden ser útiles o no.

14voto

user4183 Puntos 61

Computación diferencias espectrales de las secuencias puede ser divertido y muy útil, y estoy totalmente de acuerdo con OP que la literatura no cubre esta adecuadamente -- seguramente no en un libro, pero incluso artículos de uso son pocos y distantes entre sí (Ravenel-Wilson excelente, como Eric mencionado). Creo que hay un número de razones para esto:

  • Como el diagrama de rozas (pero a un nivel superior), imprimir el formulario sin el tiempo de coordenadas no se presta para una buena presentación de lo que está pasando de una página a otra en una secuencia espectral
  • Espectral gráficos de secuencia son difíciles de dibujar (pero, si no lo sabes, echa un vistazo a la "sseq" TeX paquete)
  • para muchas personas, la informática, la mayor diferenciales en espectral de las secuencias es el epítome de tecnicismo, y no quieren leer.

Por tanto, parece que para ser considerado más de una embarcación de algo que puede ser presentado en un libro de texto. Además, me corrigen si estoy equivocado, esto solo se hace en homotopy teoría. Yo no entiendo muy bien por qué es, hay un montón de espectral de las secuencias en la geometría algebraica, por ejemplo, pero que tienden a colapsar. Veo que está basado en Seattle, así que mi fuerte recomendación sería la de ir a preguntar a un experto para que te enseñe ... tienes Ethan Devinatz y Juan Palmieri allí, ¿verdad?

Voy a añadir unos cuantos comentarios acerca de cosas que aprender. Uno de mis favoritos (simple) ejemplos para el cálculo de la homotopy grupos de conectivos de la K-teoría 1) producir una resolución libre de $F_2$ sobre $A(1)$, el subalgebra de la mod-2 álgebra de Steenrod generado por $Sq^1$ e $Sq^2$. A continuación, observe que esto es $H^*(bo;F_2)$ y ejecute el Adams espectral de la secuencia de esta. También puede calcular la homotopy grupos de real K-teoría de los puntos fijos de la conjugación de la acción sobre el complejo K-teoría con la homotopy punto fijo espectral de la secuencia. Si te gustó, te puede llevar a este cromática paso (calcular el homotopy grupos de topológica de las formas modulares) y ver un montón de técnicas en acción, usted encontrará que en algunos fácilmente disponible notas por Charles Rezk o (discúlpenme por la publicidad de nuevo) mi papel de "Cálculo de la homotopy del espectro tmf".

Una cosa que sucede muy a menudo cuando hay más de un par de diferenciales es que hay una fuerte interacción entre los multiplicativo extensiones, Massey productos/Toda soportes y diferenciales. A menudo, uno tiene que calcular todos los tres elementos de datos a la vez a inductivamente derivar más diferenciales de los/las extensiones más largas. Esto es lo que sucede por tmf. Por cierto, hay algo completamente ausente en cualquier tratamiento de espectral secuencias sé: multiplicativo extensiones en $E^r$ términos ($r<\infty$).

Me doy cuenta de que esto se está convirtiendo en algo bastante desestructurado despotricar, lo voy a dejar y lo reitero: ir a preguntar a los maestros para enseñar en persona.

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