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Segundo número de retículas Betti en$\mathrm{SL}_3(\mathbf{R})$

Reparamos $G=\mathrm{SL}_3(\mathbf{R})$.

Deje $\Gamma$ ser una de torsión libre de cocompact de celosía en $G$. Es $b_2(\Gamma)=0$?

Aquí el segundo número de Betti $b_2(\Gamma)$ es la dimensión de la cohomology grupo $H^2(\Gamma,\mathbf{Q})$ y la dimensión de de Rham cohomology en el grado 2 de la localmente simétrica espacio de $\Gamma\backslash G/K$, $K=\mathrm{SO}(3)$.

De Kazhdan la Propiedad de T, I ahora que

  1. $b_1(\Gamma)=0$, y,
  2. para cada finito índice subgrupo $\Lambda$ de $\Gamma$, el mapa de restricción $H^2(\Gamma,\mathbf{Q})\to H^2(\Lambda,\mathbf{Q})$ es inyectiva. En particular, $b_2(\Lambda)\ge b_2(\Gamma)$.

No sé la respuesta a la pregunta de un único ejemplo de $\Gamma$, por lo que me gustaría aceptar la respuesta en un solo caso.

En realidad, para un fijo $\Gamma$, me gustaría considerar un resultado positivo o negativo como notable, debido a:

  • Si $b_2(\Gamma)=0$, entonces el (5 dimensiones) localmente simétrica espacio de $\Gamma\backslash G/K$ es un racional de homología de la esfera (ver este MO pregunta);
  • Si $b_2(\Gamma)\neq 0$, entonces tenemos una central de extensión de la $1\to Z\to\widetilde{\Gamma}\to\Gamma\to 1$, con $Z\simeq\mathbf{Z}$, que no se dividen (y no de división en la restricción a cualquier finito índice de subgrupo, ya que $\widetilde{\Gamma}$ hereda la Propiedad T). Desde el grupo fundamental de la $G$ es cíclico de orden 2, se puede deducir, el uso de superrigidity ver que cualquier homomorphism de $\widetilde{\Gamma}$ en cualquier conectados Mentira grupo es trivial en $2Z$ (y, en particular, $\widetilde{\Gamma}$ es lineal). Si es así, estaría muy curioso acerca de este exótico central de extensión. Por ejemplo, ¿cómo es $Z$ distorsionada en $\widetilde{\Gamma}$? No puede ser más que cuadráticamente distorsionada, debido a que el Dehn función de $\Gamma$ es cuadrática.

    • [Editar, 2018 Dec 4] además, en el caso último caso tenemos otro par de posibilidades en el que ambas alternativas aparecen como sorprendente. De hecho, $H^2_\mathrm{b}(\Gamma,\mathbf{R})=0$ (desaparición de la limitada cohomology: Teorema 1.4 de Monod-Shalom 2004). Así que o bien (a) en la central por encima de extensión, $Z$ está distorsionada (en contraste con la central de extensiones que vienen de la conexión de los revestimientos de la Mentira grupos), o (b) $Z$ es sin distorsión, y esto sería una extensión central por $Z$ que no es representado por un delimitada cohomology de la clase. No estoy seguro de esto se sabe que existe. [/final editar]

En principio, mi pregunta se debe de equipo-responsable, si en un solo caso, se puede implementar una triangulación de los localmente simétrica del espacio, de un tamaño razonable.


Contextual adicional notas:

  • como tengo entendido, la desaparición de resultados (Matsushima, Zuckerman, Borel-Wallach...) por $b_2$ se aplicará cuando $G$ es sustituido por una simple Mentira grupo de bienes de rango $\ge 3$, por lo tanto no se aplican aquí.

  • por Abert-Bergeron-Biringer-Gelander-Nikolov-Raimbault-Samet (Anales de Matemáticas de 2017), tenemos, en $G$ arbitrarias simple Mentira grupo de clasificación $2$ y finito centro, y $\Gamma_n$ estrictamente disminución de la secuencia de cocompact celosías, $b_2(\Gamma_n)=o([\Gamma:\Gamma_n])$.

  • para no cocompact celosías en $G=\mathrm{SL}_3(\mathbf{R})$, el panorama es un poco diferente ya que el (racional) cohomological dimensión es 3 o 4 (en lugar de 5) y no hay ninguna dualidad de Poincaré. Por ejemplo, para un finito índice subgrupo de $\mathrm{SL}_3(\mathbf{Z})$, la racional cohomological dimensión es 3, la característica de Euler es 0, y por lo tanto, tenemos $(b_0,b_1,b_2,b_3,b_4,b_5)=(1,0,b_2,1+b_2,0,0)$. En efecto se puede (suele) tener $b_2>0$: es probado por la Ceniza (Toro AMS, 1977), para $\Gamma=\mathrm{Ker}(\mathrm{SL}_3(\mathbf{Z})\to \mathrm{SL}_3(\mathbf{Z}/7\mathbf{Z}))$que $b_2\ge 5814$. Es esto evidencia de que cocompact celosías también debe tener un valor distinto de cero $b_2$, no sé.

18voto

ubermajestix Puntos 11

La aritmética cocompact celosías construido en (6.7.1) de Witte-Morris libro que todos han de torsión libre finito índice de subgrupos con arbitrariamente grande, segundo número de Betti.

Voy a recordar brevemente la construcción debido a esto es necesario para la respuesta. Deje $F$ ser totalmente real número de campo con elementos $a,b,t \in F$ tal que $\sigma(a), \sigma(b), \sigma(t) < 0$ para todos, pero uno real $\sigma$ incrustación de $F$. Deje $L = F(\sqrt{t})$ ser el grado $2$ extensión con grupo de Galois $\mathrm{Gal}(L/F) = \{\mathrm{id}, \tau\}$y deje $\mathcal{O}_L$ denotar el anillo de enteros de $L$. Definir $$h = \left(\begin{smallmatrix}a & & \\ & b & \\ & & -1\end{smallmatrix}\right)$$ La media aritmética del grupo $$\Gamma = \{ g \in \mathrm{SL}_3(\mathcal{O}_L) \mid \tau(g)^T h g = h\} \subseteq \mathrm{SU}(h,L/F) $$ incrusta como una cocompact de celosía en $\mathrm{SL}_3(\mathbb{R})$ (a través de cualquiera de los dos incrustaciones $L \to \mathbb{R}$).

La no-trivial de Galois automorphism $\tau$ de $L/F$ induce un automorphism de la algebraicas grupo $\mathrm{SU}(h,L/F)$ que restringe a un automorphism $\tau$ de $\Gamma$. En particular, obtenemos automorfismos $$\tau^j\colon H^j(\Gamma,\mathbb{C}) \to H^j(\Gamma, \mathbb{C})$$ en la cohomology. Es posible calcular (o atados) el número de Lefschetz $$ L(\tau) = \sum_{j=0}^5 (-1)^j\mathrm{Tr}(\tau^j) $$ in the cohomology of $\Gamma$. Los métodos para esto han sido elaboradas por Jürgen Rohlfs (y otros) en los 80's y 90's. El truco es usar el Lefschetz teorema de punto fijo de los asociados localmente simétrica espacio, que dice que el número de Lefschetz es la característica de Euler de un conjunto de puntos fijos. En el ejemplo específico en el punto fijo debe constar de un montón de superficies (y un par de puntos aislados). De hecho, en $\mathrm{SL_3}(\mathbb{R})$ el automorphism es $g \mapsto h^{-1}(g^{-1})^Th$ y el grupo de puntos fijos es isomorfo a $SO(2,1)$. Ya que las superficies no-cero característica de Euler el método de los rendimientos de un límite inferior para el cohomology. Aquí uno puede encontrar una disminución de la secuencia de índice finito subgrupos $\Gamma_n \leq \Gamma$ tales que $$ \sum_{j=0}^5 b_j(\Gamma_n) \gg [\Gamma:\Gamma_n]^{3/8} $$ como $n \to \infty$; véase el Teorema 4 en mi artículo.

Asintóticamente tenemos el mismo límite inferior de $b_2(\Gamma_n)$. Tenemos la dualidad de Poincaré y por la propiedad (T) sabemos que $b_1(\Gamma_n) = 0 =b_4(\Gamma_n)$. Desde $b_0(\Gamma_n) = b_5(\Gamma_n) = 1$ y que sólo puede tener interesantes cohomology en grados $2$ e $3$, y por otra parte $b_2(\Gamma_n) = b_3(\Gamma_n)$.

(En el caso de que no se cocompact celosías un argumento similar ha sido llevado a cabo por Lee y Schwermer. Yo no comprueba si el resto de los ejemplos de cocompact aritmética de celosías en $\mathrm{SL}_3(\mathbb{R})$ útil algebraica finita fin de automorphism.)

3voto

Aurel Puntos 2901

Descargo de responsabilidad: no he tenido tiempo para comprobar los detalles aún, pero creo que el siguiente debería funcionar.

Deje $f$ ser el único newform de nivel $30$, peso $2$ y carácter trivial. Deje $\pi(f)$ ser el automorphic representación de ${\rm GL}_2$ correspondiente a $f$.

Deje $\sigma$ ser el Gelbart-Jacquet simétrica eleva al cuadrado de $\pi(f)$ a ${\rm GL}_3$. Tiene peso regular y por lo tanto es cohomological.

Deje $D$ ser la división de álgebra más de $\mathbb{Q}$ de la dimensión de $9$ con invariantes $1/3$ a $2$, $2/3$ a $3$ e $0$ en otros lugares. Deje $\Gamma$ el grupo de elementos de la reducción de la norma $1$ en un máximo de orden de $D$. Este es un cocompact de celosía en ${\rm SL}_3(\mathbb{R})$. Deje $\tau$ ser la Jacquet-Langlands transferencia de $\sigma$ a $D^\times$, la cual existe por $\sigma$ es Steinberg en $2$ e $3$ (por el trabajo de Badulescu), y es todavía cohomological.

Entonces por Matsushima la fórmula, $\tau$ contribuye trivial a la $H^2$ e $H^3$ de algunos de torsión libre de la congruencia de los subgrupos de $\Gamma$.

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