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Búsqueda de invariantes diferenciales

Me acabo de graduar y tengo que empezar a pensar en temas para mi tesis doctoral y áreas en las que me voy a especializar. El caso es que una cosa que me parece divertida es clasificar las variedades lisas hasta el difeomorfismo, buscando "invariantes diferenciales", que es la forma de llamar a los invariantes que permiten distinguir las variedades homeomorfas pero no difeomorfas. Si esto ya tiene un nombre estándar, por favor dime cuál es.

¿Es una zona interesante para investigar?

He leído el artículo de Milnor sobre la existencia de 7 esferas exóticas (que aún no entiendo del todo), y parece que no tiene ninguna herramienta buena para resolver su problema, así que tiene que biulizar su propio invariante. Además, todas las teorías de homología que conozco hasta ahora son invariantes bajo equivalencia de homotopía, así que a pesar de ser sofisticadas, son inútiles para este propósito, ¿no? Estas son las razones por las que creo que esto puede ser interesante.

Si es así, ¿qué debo aprender a partir de ahora para llegar a las "invariantes diferenciales" ya conocidas?

Gracias.

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ray247 Puntos 3268

Creo que este es el comienzo de la asignatura llamada "topología diferencial". Las herramientas básicas aquí son las clases características, varias construcciones como el plumbismo y el cobordismo, la descomposición de asas y la teoría de Morse, etc. Hay un gran número de libros y artículos sobre este tema. Prueba a buscar en Google libros de introducción a la topología diferencial.

En la dimensión $1-3$ es bien sabido que el $Diff$ categoría coinciden con $Top$ para los colectores. Así que la clasificación que tenemos para superficies compactas y la geometrización es "suficiente". En la dimensión $4$ parece que hay incontables estructuras diferenciales no equivalentes disponibles. Este es un resultado de Taubes que utiliza la teoría de Selberg-Witten. Hay un artículo "expositivo" de alto nivel disponible escrito por Witten pero puede no ser legible para un estudiante de posgrado principiante. También hay varios tesoros sobre este tema, como el de John Morgan .

La clasificación de las variedades de dimensión superior a 5 se realiza mediante la teoría de la cirugía, y hay algunas notas en aquí . Yo mismo asistí a esta clase. Mi impresión es que hay que leer seriamente los artículos para entender realmente lo que ocurre, porque la mayor parte del trabajo se hace construyendo ejemplos explícitos. Sin embargo, como has escrito, el tema está lejos de ser completo y todavía sabemos poco sobre las variedades de mayor dimensión. Estoy seguro de que habrá algún verdadero experto en el sitio que estará encantado de responder a tu pregunta con más detalle.

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