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Politopos Coxeter hiperbólicos y superficies Del-Pezzo

Añadido. En el siguiente enlace hay una prueba de la observación realizada en esta pregunta: http://dl.dropbox.com/u/5546138/DelpezzoCoxeter.pdf


Me gustaría encontrar una referencia para una bonita construcción que asocia a las superficies Del-Pezzo los politopos Coxeter hiperbólicos de volumen finito y hacer algunas preguntas relacionadas .

Recordemos que a politopo hiperbólico de Coxeter es un dominio en $\mathbb H^n$ delimitada por una colección de hiperplanos geodésicos, tales que cada par de hiperplanos intersecantes se intersecan bajo ángulo $\frac{\pi}{n}$ ( $n=2,3,...,+\infty$ ). Del Pezzo es una superficie proyectiva obtenida a partir de $\mathbb CP^2$ explotando (genéricamente) como máximo $8$ puntos.

Ahora, la construcción Del Pezzo $\to$ Politopo de Coxeter es la siguiente.

Considere $H_2(X,\mathbb R)$ se trata de un espacio dotado de forma cuadrática de índice $(1,n)$ (la forma de intersección), y existe una colección finita de vectores $v_i$ líneas complejas correspondientes en $X$ con auto-intersección $-1$ . Es bien sabido, por ejemplo, que en una superficie cúbica en $\mathbb CP^3$ hay $27$ líneas y esta colección de líneas tiene $E_6$ simetría (si se considera como un subconjunto en $H_2(X,\mathbb Z)$ ). Ahora tomamos el cono nef de $X$ o, en términos sencillos, el cono en $H_2(X,\mathbb R)$ de vectores que se emparejan no negativamente con todos los vectores $v_i$ . Este cono corta un politopo del espacio hiperbólico correspondiente a $H_2(X,\mathbb R)$ y es fácil comprobar que este politopo es Coxeter, con ángulos $\frac{\pi}{2}$ y $0$ (algunos puntos de este politopo están en el infinito, pero su volumen es finito). En efecto, los ángulos son $\frac{\pi}{2}$ y $0$ desde $v_i^2=-1$ , $v_i\cdot v_j=0 \;\mathrm{or}\; 1$ .

Ejemplo . Si explotamos $\mathbb CP^2$ en dos puntos esta construcción produce un triángulo hiperbólico con un ángulo $\frac{\pi}{2}$ y dos ángulos $0$ .

La conexión entre las superficies algebraicas y la geometría hiperbólica es muy conocida, y explotada todo el tiempo, pero por alguna razón no he sido capaz de encontrar la referencia a este hecho sin duda clásico (después de buscar en Google). Así que..,

Pregunta 1. ¿Existe alguna referencia (agradable) de este hecho clásico?

Esta pregunta está motivada en particular por el siguiente artículo http://maths.york.ac.uk/www/sites/default/files/Preprint_No2_10_0.pdf donde se utiliza el politopo correspondiente a la superficie cúbica. Los autores mencionan la relación del politopo con 27 líneas sobre la cúbica, pero no dicen que la relación sea de hecho casi canónica.

Pregunta 2. El grupo de simplectomorfismos (diffeos) de cada superficie Del-Pezzo $X$ actúa sobre $H_2(X,\mathbb R)$ denotamos por $\Gamma$ su imagen en las isometrías del espacio hiperbólico correspondiente. ¿Cuál es la relación entre $\Gamma$ y el grupo generado por las reflexiones en las caras del correspondiente politopo de Coxeter?

PS Se consideran superficies racionales con haces semi-amplios anti-canónicos, es decir, superficies que sólo pueden tener curvas racionales con auto-intersección $-1$ y $-2$ se obtienen más ejemplos de politopos de Coxeter; las caras de tales politopos se intersecan bajo ángulos $(\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{3}, \frac{\pi}{4}, 0)$ .

Aquí tiene una referencia sobre " Superficies algebraicas y geometría hiperbólica " de Burt Totaro (pero no creo que la respuesta a la primera pregunta esté contenida ahí).

6voto

Michal M Puntos 2436

Quizás el bonito artículo "Reflection groups in Algebraic Geometry" de Dolgachev lo describa: link http://www.math.lsa.umich.edu/~idolga/reflexiones.pdf

Otros lugares donde buscar: artículos de Vinberg y Nikulin, y el libro de Manin sobre "Formas cúbicas".

5voto

RodeoClown Puntos 3949

Intenté investigar la cuestión durante algún tiempo y envié correos electrónicos a varios expertos en la materia. Por el momento, la conclusión parece ser la siguiente:

La afirmación es bien conocida por los expertos, se ha utilizado muchas veces, pero nunca se ha escrito como lema, proposición o teorema en ningún artículo o libro.

La única referencia relativamente inequívoca que he conseguido encontrar son las líneas 14-0 de la parte inferior de la página 4 del artículo de Viacheslav V. Nikulin "On algebraic varieties with finite polyhedral Mori cone" que puedes encontrar aquí http://arxiv.org/abs/math/0305040

Puede ser, que buscando mejor uno sea capaz de encontrar una referencia real, y rogaría a cualquiera que conozca tal referencia que dé la respuesta a la pregunta...

Mientras tanto me gustaría formular un hermoso (y aparentemente más fuerte) resultado conocido en esta dirección, que está omnipresente en el libro de Alexeev y Nikulin (me gustaría dar las gracias a ambos autores por señalármelo), pero de nuevo nunca declarado explícitamente.El nombre del libro es Clasificación de las superficies log del Pezzo de índice $\le 2$ puede encontrarlo aquí: http://arxiv.org/abs/math/0406536

Teorema, Alexeev, Nikulin. Sea $S$ sea una superficie Log del Pezzo de índice 2. Entonces $S$ admite una resolución particular (posiblemente no mínima) de singularidades de modo que el conjunto de vectores unitarios en el cono Nef de la resolución es un politopo Coxeter hiperbólico de volumen finito.

He aquí una explicación de la terminología. log-del Pezzo es una superficie racional (posiblemente singular) con un amplio haz anticanónico. La dirección índice de dicha superficie es el número mínimo $n$ tal que $nK$ es un divisor de Cartier. Las superficies Log del Pezzo de índice dos sólo tienen singularidades de cociente, isomorfas a $\mathbb C^2/\Gamma$ donde $\Gamma$ es un grupo finito con elementos con determinantes $\pm 1$ .

La demostración del teorema es una combinación del Teorema del cono (esto da la finitud del volumen) y la siguiente simple

Observación. Supongamos que tenemos vectores $v_i$ en $\mathbb R^{1,n}$ tal que $v_i\cdot v_j=0,1$ , $v_i\cdot v_i=-1,-2,-4$ y $v_i \cdot v_j=0$ si $v_i\cdot v_i=-2$ , $v_j\cdot v_j=-4$ . Entonces los ángulos entre hiperplanos ortogonales a vectores $v_i$ sólo puede ser $\pi/2$ , $\pi/3$ , $\pi/4$ o $0$ .

Finalmente sólo hay que encontrar una resolución adecuada de las singularidades de $S$ .

5voto

Christian Puntos 21

Para $Q2$ en mi trabajo conjunto con T.-J. Li http://arxiv.org/abs/1012.4146 hay una descripción por reflejos de $\Gamma$ y Shevchishin demostró la misma conclusión en http://arxiv.org/abs/0904.0283 pero su lenguaje es más Coxeter En realidad tratamos todas las superficies racionales.

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