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Planitud de representaciones residuales asociadas a formas modulares

Sea $f\in S_k(\Gamma_1(N),\chi)$ sea una eigenforma de Hecke de peso $k\geq 2$ , $p$ un primo impar que no divide $N$ y $K_f$ el campo numérico generado por los valores propios de Hecke de $f$ . Fijar un primo $\lambda$ de $K_f$ en $p$ se tiene el irreducible continuo $p$ -representación radical $\rho:G_\mathbf{Q}\rightarrow\mathrm{GL}_2(K_{f,\lambda})$ unramified outside $Np$ . Si $k$ es el campo de residuos de $K_{f,\lambda}$ reduciendo un enrejado y tomando la semisimplificación, obtenemos la representación residual $\bar{\rho}:G_\mathbf{Q}\rightarrow\mathrm{GL}_2(k)$ . Me interesa la restricción de $\bar{\rho}$ a un grupo de descomposición $D_p$ en $p$ . Concretamente, mi pregunta es: ¿existen condiciones generales sobre $f$ que garanticen que la restricción de $\bar{\rho}$ a $D_p$ ¿es plana?

Definición: Un finito $G_{\mathbf{Q}_p}$ -módulo $M$ de $p$ -se dice que es plana si es la representación de fibra genérica de un esquema de grupo plano finito sobre $\mathbf{Z}_p$ .

El único ejemplo que conozco es el siguiente cuando $k=2$ y $f$ corresponde a una curva elíptica $E/\mathbf{Q}$ con buena reducción en $p$ . En este caso, la representación residual sólo procede de $E[p]$ que es plana en $p$ (es decir, como $G_{\mathbf{Q}_p}$ -) porque es la representación genérica de la fibra del $p$ -torsión del modelo Neron de $E$ en $\mathbf{Z}_p$ y una buena reducción significa que el modelo Neron es un esquema abeliano, por lo que su $p$ -torsión es plana finita.

Sé que la noción de representaciones planas se utiliza en la demostración de Wiles de la modularidad de curvas elípticas semiestables sobre $\mathbf{Q}$ pero no sé si alguna de las representaciones planas que se utilizan proceden realmente de las representaciones residuales adjuntas a las formas modulares.

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Si $f$ es una nueva forma cuspidal, entonces la $p$ -representación de Galois $f$ es plana (más precisamente, cada uno de los mod $p^n$ Representaciones de Galois adjuntas a $f$ es plana) si y sólo si $f$ es de nivel primo a $p$ y de peso dos.

En particular, si $f$ es de nivel primo a $p$ y peso dos, entonces el mod $p$ Galois adjunta a $f$ es plana.

No podemos hacer una declaración if y sólo if cuando se habla sólo del mod $p$ Representación de Galois, debido a la posibilidad de congruencias de formas modulares. Por ejemplo, la (única) nueva forma de peso dos y nivel $33$ es congruente mod $3$ a la (única) nueva forma de peso dos y nivel $11$ por lo que su mod $3$ Las rep de Galois son iguales. Esta última rep'n es plana finita (al estar unida a una nueva forma de peso dos de primo a $3$ nivel), y por lo tanto también lo es el primero.

Hablando en términos más generales, los resultados del descenso de nivel (debido principalmente a Ribet) afirman que si $f$ es una nueva forma tal que mod $p$ Galois rep'n es plano finito, entonces hay una nueva forma $g$ de peso dos y nivel primo-a $p$ tal que $f$ y $g$ son congruentes mod $p$ (es decir, tienen el mismo mod $p$ representación de Galois).

En el argumento de Wiles, todas las representaciones planas finitas proceden de formas modulares de dos pesos de nivel primo a $p$ De hecho, el objetivo de esta condición es proporcionar un criterio teórico de representación de Galois para reconocer las formas modulares de dos pesos de nivel primo a $p$ .

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