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Cuando se hace un mapa continuo $f:X\rightarrow \mathbb{H}P^n$ levantar a $S^{4n+3}$?

Considerar los paquetes de Hopf $$S^1\rightarrow S^{2n+1}\rightarrow \mathbb{C}P^n$$ and $$S^3\rightarrow S^{4n+3}\rightarrow \mathbb{H}P^n.$$

En esta pregunta (y también aquí), se muestra que para cualquier mapa continuo $f:X\rightarrow \mathbb{C}P^n$, hay un ascensor $\tilde{f}:X\rightarrow S^{2n+1}$ fib $f^\ast:H^2(\mathbb{C}P^2)\rightarrow H^2(X)$ $0$ mapa.

Me gustaría saber un similar caracterización de la quaternionic de Hopf paquetes.

Supongamos $f:X\rightarrow \mathbb{H}P^n$ es cualquier función continua. Hay una buena caracterización de cuando hay una elevación $\tilde{f}:X\rightarrow S^{4n+3}$?

La prueba de $\mathbb{C}P^n$ se basa en el hecho de que $\mathbb{C}P^\infty$$K(\mathbb{Z},2)$, y así un mapa de a $\mathbb{C}P^\infty$ es homotopically trivial iff la inducida por el mapa en $H^2$$0$. Esta parte de la prueba falla por $\mathbb{H}P^n$.

Ahora, una condición necesaria para que $f$ dispone de ascensor, es que $f^\ast$ $0$ mapa en $H^4$. Pero esta condición no suficiente, como muestra el siguiente ejemplo:

Por el largo de la secuencia exacta en homotopy grupos para la quaternionic de Hopf fibration, vemos que $\pi_5(\mathbb{H}P^n)$ surjects en $\pi_4(S^3)\cong\mathbb{Z}_2$, mientras $n\geq 1$. En particular, $\pi_5(\mathbb{H}P^n)\neq 0$.

Por lo tanto, vamos a $X= S^5$ y deje $f:X\rightarrow \mathbb{H}P^n$ ser homotopically trivial. A continuación, $f^\ast$ $0$ mapa en $H^4$ por razones triviales, pero no hay ascensor $\tilde{f}$ porque $f$ no puede factor a través de una $5$-conectado espacio.

Este ejemplo muestra que es también necesario que los $f$ inducir la $0$ mapa en $\pi_5$. Uno puede asimismo sostienen que $f$ debe inducir el $0$ mapa en $\pi_6$. Pero esto es lo más lejos que pueda conseguir.

Gracias!

5voto

guy-in-seoul Puntos 1001

El mapa de $S^{4n+3} \to \mathbb H P^n$ da cuenta de la fuente como un $SU(2)$-paquete sobre el objetivo. Por la característica universal de pull-backs (productos de fibra), una de morfismos $f: X \to \mathbb H P^n$ levanta a una de morfismos $\tilde{f}: X \to S^{4n + 3}$ si y sólo si la sacó de nuevo bundle $f^* S^{4n+3}$ ($SU(2)$- paquete de más de $X$) admite una sección.

Así que la pregunta parece romper en dos partes:

(a) ¿cuáles son los invariantes que clasificar a un $SU(2)$-bundle; y

(b) ¿cuáles son estos invariantes en el caso particular de $S^{4n+3}$$\mathbb H P^n$.

Ahora la respuesta a estas preguntas es al menos en parte relacionado con clases de Chern. Si $f^* S^{4n+3}$ es trivial, a continuación, $f^*$ al menos debe matar a las clases de Chern de $S^{4n+3} \to \mathbb H P^n$. En general, para un rango de $2$ paquete, hay dos clases de Chern, $c_1 \in H^2$$c_2 \in H^4$. Cuando el conjunto tiene estructura de grupo $SU(2)$, la clase $c_1$ se desvanece, y por ello la única interesante clase de Chern es $c_2 \in H^4$.

Esto encaja bien con el caso de $\mathbb H P^n$, lo que ha de fuga $H^2$, pero cuyas $H^4$ es unidimensional, generado por la $c_2$ de los Hopf paquete (Creo).

Hasta ahora, este análisis es totalmente en línea con el correspondiente $\mathbb C P^n$ de los casos. Pero hay una diferencia clave entre los dos:

Para $S^1$-paquetes, la primera clase de Chern $c_1$ es una completa invariante (si trabajamos con la integral cohomology), así que si se desvanece, el $S^1$-bundle es trivial. Así, en el caso de un morfismos $f: X \to \mathbb C P^n$, la trivialidad de la $f^* H^2$ es no sólo necesario, sino también es suficiente, para $f$ a levantar a $\tilde{f}: X \to S^{2n+1}$.

Para $SU(2)$-paquetes, la segunda clase de Chern $c_2$ es no una completa invariante. A mi entender (aunque puedo estar equivocado) es que se trata de una completa racional invariante. Pero hay otros torsión invariantes, tales como la clase en $\pi_5$ que encontró.

De hecho, tenemos que $BSU(2) = \mathbb HP^{\infty}$, con $S^{\infty} \to \mathbb H P^{\infty}$ el universal $SU(2)$-bundle. (Ver, por ejemplo, la discusión aquí en la página.81.) Ahora $S^{\infty}$ es contráctiles, y así vemos que el $\pi_i(\mathbb H P^{\infty}) = \pi_{i-1}(S^3).$, En particular, si trabajamos con rational homotopy, ya $S^3$ sólo tiene un no-fuga racional homotopy grupo, en el grado $3$, podemos ver que $\mathbb H P^{\infty}$ sólo tiene un no-fuga racional homotopy grupo, en el grado $4$. (Y su generador de es $c_2$ de la universal bundle; así que supongo que mi sugerencia de que $c_2$ es una completa racional invariante es correcta.)

Pero $S^3$ tiene un montón de torsión más alto homotopy, y por lo tanto también lo hace $\mathbb H P^{\infty}$.

En este punto, tengo que dejar, ya que no estoy seguro de cómo ir sobre, aparte de señalar ciertas explícito de torsión obstrucciones, como en el OP.

Añadido: yo creo que estamos, literalmente, en el contexto de esta wikipedia discusión acerca de los obstáculos para el levantamiento de las secciones de los principales paquetes.

La clase $c_2 \in H^4$ es la primera obstrucción, procedentes de $\pi_3(S^3)$. El próximo obstrucción (si éste desaparece) será una clase en $H^5$ con coeficientes en $\pi_4(S^3) = \mathbb Z/2;$ para el mapa de $S^5 \to \mathbb H P^n$ que se discute, esta obstrucción puede ser distinto de cero.

Desde $S^3$ tiene muchas (!) otros no desapareciendo homotopy grupos, habrá mayor obstrucciones demasiado (al menos como $n$ crece).

Para lo que vale, Creo que el problema de la informática, estos mayores obstáculos también está relacionado con el problema de calcular una Postinikov torre para $\mathbb H P^{\infty}$.

3voto

Matt Dawdy Puntos 5479

Aquí están algunas declaraciones generales. Supongamos $X$ es un espacio de y $\pi : E \to B$ es un mapa de los espacios. Dado un mapa de $f : X \to B$, que puede ser que desee saber cuándo $f$ admite un ascensor a $E$ hasta homotopy (es decir, un mapa de $\tilde{f} : X \to E$ junto con un homotopy $\pi \circ \tilde{f} \cong f$). La razón de esto es una diversión más la pregunta de la pregunta de si $f$ admite un ascensor es que es un homotopically invariante pregunta, y tenemos la esperanza de conseguir un homotopically invariante de la respuesta.

La respuesta general es el siguiente. Supongamos por simplicidad que $B$ es la ruta de acceso conectado y elegir un punto de referencia. Deje $f$ ser el homotopy de fibra de $\pi$, por lo que el $E$ (hasta homotopy) $F$- fibration $B$. Teniendo en cuenta la homotopy retroceso del diagrama de $X \xrightarrow{f} B \xleftarrow{\pi} E$ muestra que un ascensor hasta homotopy iff la homotopy pullback $F$-fibration $X \times_B E$ $X$ tiene un homotopy sección.

Ahora, yo creo que es por otra parte el caso de que si reemplazamos $\pi$ real fibration, entonces podemos reemplazar "homotopy levante" con "el ascensor", "la homotopy retroceso" con "retroceso" y "homotopy sección" con la "sección". Pero no me fijé en esto.

En cualquier caso, en general obstrucciones a la existencia de un homotopy sección de una $F$-fibration más de un espacio vivo en el (local) cohomology grupos $H^{n+1}(X, \pi_n(F))$ donde $\pi_n(F)$ denota un sistema local y no sólo un grupo (puede omitir este si $X$ es simplemente conectado). Si $F$ tiene infinitamente muchos distinto de cero homotopy grupos, a continuación, hay infinitamente muchos de estos obstáculos, aunque si $X$ ha finito cohomological dimensión, a continuación, todos, pero un número finito de ellos automáticamente se desvanecen. Que puede tener que asumir que el fibration tiene una torre de Postnikov.

Las cosas se ponen más simple si $\pi$ es en sí mismo el homotopy de fibra de un nuevo mapa de $\phi : B \to Y$ para algunas basado en el espacio $Y$, por lo que tenemos una secuencia de fibra

$$F \cong \Omega Y \to E \xrightarrow{\pi} B \xrightarrow{\phi} Y.$$

En este caso, $E$ es ahora un homotopy principales "$\Omega Y$- bundle" $B$ y la situación se simplifica: por la característica universal de la homotopy fibra, $f$ admite un homotopy de elevación si el compuesto $\phi \circ f : X \to Y$ es nullhomotopic. En el mejor de los casos $Y$ es un producto de Eilenberg-MacLane espacios por lo que de inmediato ver que tenemos un conjunto completo de obstrucciones dadas por varios cohomology clases, pero incluso si este no es el caso todavía podemos obtener un conjunto completo de obstrucciones por mirar una torre de Postnikov de $Y$ si existe; ahora vivo en $H^n(X, \pi_n(Y))$ (que es lo que uno espera si $Y$ es un producto de Eilenberg-MacLane espacios).

En este caso en particular podemos tomar $Y = BSU(2)$ que tiene infinitamente muchos distinto de cero homotopy grupos, por lo que hay infinitamente muchos obstáculos como ya se mencionó, a pesar de todo, pero un número finito de ellos puede ser ignorado dependiendo de la cohomological dimensión de $X$.

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