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¿Cuáles son los "buenos" ejemplos de colectores de giro?

Estoy tratando de entender lo que significa que un colector de girar. Mi pregunta es, a grandes rasgos:

¿Cuáles son algunos ejemplos "buenos" (en el sentido de ilustrar el concepto) de variedades que son espín (o no espín) (y por qué)?


A modo de comparación, yo consideraría que el cilindro y la banda de Mobius son "buenos" ejemplos de haces orientables (o no).


He leído las respuestas a Interpretación geométrica clásica de los espinores que son útiles, pero me gustaría tener ejemplos concretos (no ejemplos) en los que pensar.

37voto

Matthew Read Puntos 35808

Está la perspectiva tradicional de la teoría de la obstrucción. Orientabilidad significa que el haz tangente se trivializa sobre un 1-esqueleto. También se puede pensar que el complemento de una co-dimensión $2$ tiene un haz tangente trivial.

Así que admitir una estructura de espín es lo mismo, pero será el haz tangente trivializa sobre un 2-esqueleto, dually el complemento de un subcomplejo co-dimensión tres admite un haz tangente trivial.

Una superficie es orientable si y sólo si no contiene bandas de Moebius -- una vecindad regular de cualquier curva cerrada simple debe ser un cilindro. En dimensiones superiores, esto se traduce en que una variedad es orientable si y sólo si no contiene haces retorcidos. $D^{n-1} \rtimes S^1$ es decir, las vecindades regulares de curvas cerradas simples son difeomorfas a $D^{n-1} \times S^1$ .

Para las estructuras de giro hay algo muy parecido. Por supuesto, una superficie admite una estructura de espín si y sólo si es orientable. Es una noción más interesante en dimensiones superiores. En este caso, la afirmación es que la variedad es orientable, y si se toma una vecindad regular de cualquier superficie de la variedad, entonces tiene un haz tangente trivial. Así que variedades como $\mathbb RP^3$ son variedades de espín perfectamente válidas -- $\mathbb RP^3$ contiene $\mathbb RP^2$ pero el espacio total de su haz normal tiene un haz tangente perfectamente trivializable. Técnicamente, la condición es un poco más fuerte que eso -- se puede trivializar el haz tangente del complemento de una co-dimensión $3$ subconjunto. Así pues, no sólo se pueden trivializar los espacios totales de haces normales de superficies, sino incluso las vecindades regulares de uniones de superficies.

Así que si quieres una variedad que no tenga espín, el arquetipo sería un haz vectorial sobre una superficie de modo que el espacio total no tenga un haz tangente trivializable. Tomemos el $D^2$ -bundle over $S^2$ con clase Euler $\chi$ . Creo que esto ocurre si y sólo si $\chi$ es par. Supongo que tienes ejemplos más entretenidos cuando se trata de la vecindad regular de un 2-complejo que no es en sí mismo un múltiple.

edit: "Spin structures on manifolds" de Milnor en L'Enseignement Mathematique Vol 9 (1963) es una excelente referencia para la mayoría de los puntos anteriores. No creo que entre en todas las descripciones anteriores ya que creo que quiere mantener el artículo simple. La interpretación de la dualidad de Poincare es un modo de pensar muy habitual que se emplea en gran parte de la topología de baja dimensión. El libro de Kirby sobre los 4-manifolds es un buen lugar para buscar este material. En concreto, R. Kirby "The topology of 4-manifolds" Springer-Verlag (1989). Una referencia más moderna sería Gompf y Stipsicz, pero de nuevo no creo que utilicen todas las descripciones anteriores. En "Characteristic Classes" de Milnor y Stasheff se describen la mayoría de las construcciones básicas anteriores, en la sección de teoría de la obstrucción. Dentro de un par de meses publicaré en arXiv un artículo en el que expondré algunas formas muy combinatorias de describir el espín y las estructuras de espín^c en variedades (sobre todo para su implementación informática). Espero que también sea una buena referencia. Pero el artículo sigue siendo ilegible.

19voto

Johannes Ebert Puntos 13705

Una conexión simple $4$ -es espín si todas las superficies orientadas embebidas tienen un número de auto-intersección par o, equivalentemente, si la forma cuadrática $H_2 (M;Z) \to Z$ inducida por la forma de intersección toma valores pares. Esto es por la siguiente cadena de argumentos:

  1. $M$ es espín si $w_2 (TM)=0$ .

  2. $w_2 (TM)=0$ si la forma lineal $H_2 (M; Z/2) \to Z/2$ , $a \mapsto \langle w_2 (TM);a\rangle$ es nulo.

  3. Cualquier clase $a \in H_2 (M;Z)$ puede representarse como la clase fundamental de una superficie orientada incrustada $F \subset M$ .

  4. $w_2 (TM)|_F = w_2 (\nu_F)$ por la fórmula del producto para las clases de Stiefel-Whitney y porque $F$ es girar.

  5. $w_2 (\nu_F)$ es el mod $2$ reducción de la clase de Euler del haz normal de $F$ .

  6. $\langle [F]; \chi(\nu_F) \rangle $ es el número de autointersección de $F$ o, lo que es lo mismo, el valor de la forma cuadrática en $[F]$ .

Ahora deberías jugar un poco con $4$ -manifolds y podría tener una idea de la condición de giro.

14voto

eriko Puntos 140

Si conoces las operaciones Steenrod, aquí tienes una caracterización muy conveniente:

Un colector $M$ es Gira si su dualidad de Poincare en $H^*(M,\mathbb Z/2)$ i compatible con $Sq^1$ y $Sq^2$ .

Del mismo modo, orientado son aquellas cuya dualidad de Poincare en $H^*(M,\mathbb Z/2)$ es compatible con $Sq^1$ .

La historia continúa: Cadena tienen una dualidad de Poincare en $H^*(M,\mathbb Z/2)$ compatible con $Sq^1$ , $Sq^2$ y $Sq^4$ (pero ahora, eso ya no es un si y solo un si). Mi documento http://arxiv.org/abs/0810.2131 con Chris Douglas y Mike Hill describe todo esto en detalle y ofrece muchos ejemplos concretos.

8voto

Jestep Puntos 165

Si $M$ es una múltiple de espín, entonces cualquier submanifold de codimensión 1 es también una múltiple de espín. Esto da muchos ejemplos, por ejemplo, que $S^n$ es giro, etc.

(Puede que no haya entendido del todo su punto de vista).

Edición: Como se ha señalado en los comentarios, hay que exigir también que el submanifold es orientable.

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