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Por qué Weil grupo, y no Absoluta, Galois grupo?

En muchos formulación de Campo de la Clase de teoría, el Weil grupo está a favor como en comparación con la Absoluta Galois grupo. Puede que yo me pregunto por qué es así? Sé que Weil grupo puede ser generalizado mejor programa de Langlands, pero hay una forma más natural respuesta?

También sabemos que el abelian Weil Grupo es isomorfo imagen de la reciprocidad mapa de la multiplicativo grupo (en el caso local) y de la idele-grupo de clase (en el global de los casos). ¿Hay algún sentido en el que la "derecha", la dirección de la flecha es la inversa de la reciprocidad mapa?

Por favor, siéntase libre de editar la pregunta en una forma que usted piensa que podría ser mejor.

42voto

Zameer Manji Puntos 1213

El Weil grupo aparece por varias razones.

En primer lugar: si $K$ es un no-arquímedes campo local con residuo de campo $k$, el local de la ley de reciprocidad induce una incrustación $K^{\times} \hookrightarrow G_K^{ab}.$ La imagen se compone de todos los elementos en $G_k$ cuya imagen es una parte integral de alimentación de Frobenius. Este es el abelianized Weil grupo; sólo aparece de forma natural.

En segundo lugar: supongamos que $K$ es un campo global de característica positiva, es decir, el campo de función de una curva sobre un campo finito $k$. A continuación, el global de la reciprocidad mapa identifica los idele grupo de clase de $K$ con un subgrupo de $G_K^{ab}$ compuesto de elementos que actúan en $k$ integral de los poderes de Frobenius. Así que, de nuevo, es el abelianized Weil grupo que aparece.

En tercer lugar: supongamos que $E$ es una curva elíptica sobre un cuadrática imaginario campo de $K$ con complejo multipliction por $\mathcal O$, el anillo de enteros en $K$. (Por eso yo estoy implícitamente la fijación de $K$ a tener conocimiento de la clase número uno, pero esto no es tan importante para lo que voy a decir a continuación.) Si $\ell$ es un número primo, entonces el $\ell$-ádico Tate módulo es libre de rango uno más de $\mathcal O_{\ell}$ ($\ell$- ádico de la finalización de $\mathcal O$), y el $G_K$-acción en este Tate módulo induce un carácter $\psi_{\ell}:G_K^{ab} \rightarrow \mathcal O_{\ell}^{\times}$.

Hay un sentido en el que los diversos $\psi_{\ell}$ son indepenent de $\ell$, pero ¿cuál es ese sentido?

Bueno, supongamos que $\wp$ es una de las principales de $K$, no dividiendo $\ell$, y en el que $E$ tiene buena reducción. A continuación, el valor de $\psi_{\ell}$ $Frob_{\wp}$ es indepenent de $\ell$, en el sentido de que su valor es un elemento de $\mathcal O$, y este valor es independiente de $\ell$. De manera más general, a condición de que $\wp$ es el primer a $\ell$, la restricción de $\psi_{\ell}$ a los locales Weil grupo en $\wp$ es independiente de $\ell$ (en el sentido de que el valor en un ascensor de Frobenius será un entero algebraico que es independiente de $\ell$, y su restricción a la inercia al $\wp$ será una imagen finita la representación, por lo tanto, definida sobre algebraica de los números enteros, que a su vez es independiente de $\ell$).

Tenga en cuenta que la independencia de $\ell$ no tiene sentido para $\psi_{\ell}$ en el local completo grupo de Galois en $\wp$, ya que en todo este grupo se ciertamente, se toman los valores que no son algebraicas, sino sólo algunos de $\ell$-ádico enteros, que no puede ser comparado con el uno al otro como $\ell$ cambios.

Ahora también hay un sentido en el cual la $\psi_\ell$, como global Galois personajes, son independientes de $\ell$. De hecho, podemos pegar juntas las varios locales de Weil grupo de representaciones para obtener una representación $\psi$ de la mundial Weil grupo $W_K$. Ya que es abelian, esto sólo será un idele carácter de clase $\psi$, o lo que también se llama un Hecke carácter o Grossencharacter. Se tomará los valores en los números complejos. (En el finito de lugares que incluso lleva algebraica de los valores de número, pero cuando nos organizamos bien las cosas, en los infinitos lugares, estamos obligados a pensar de ella como complejo de valoración.)

Tenga en cuenta que $\psi$ no factor a través del componente conectado grupo, es decir, no va a ser un personaje de $G_K^{ab}$. No es un Galois de carácter, pero una Weil grupo de caracteres. Se almacena en un objeto de la información contenida en un conjunto de la colección de $\ell$-ádico Galois caracteres, y le da un sentido preciso a la idea de que estos diversos $\ell$-ádico caracteres son independientes de $\ell$.

Esta es una importante función general de Weil grupos.

En cuarto lugar: La Hecke carácter $\psi$ anterior será algebraica de Hecke carácter, es decir, en los infinitos lugares, implican elevar a potencias integrales. Pero también podemos elevar los números reales a un arbitrario de poder compleja $s$, y así hay Hecke caracteres que no provienen de la anterior construcción (o de otros similares); en otras palabras, hay no algebraicas, o no motivic, Hecke caracteres. Pero son abelian caracteres de la global Weil grupo, y que tienen un significado; la variable $s$ a que se nos pueden plantear los números reales es la misma variable $s$ como aparece en $\zeta$- o $L$-funciones.

En resumen: Porque Weil grupos son "menos terminado", o "menos profinite", de Galois grupos, juegan un papel importante en la descripción de cómo un sistema de $\ell$-ádico representaciones pueden ser independientes de $\ell$. También, permiten describir los fenómenos que se automorphic, pero no motivic (es decir, que corresponden a los no-integral los valores de la $L$-función de la variable $s$). (No describir todos los automorphic fenómenos, a pesar de que --- se necesita toda la Langlands grupo para que.)

14voto

Una razón por la que prefieren las Weil grupo sobre el grupo de Galois (al menos en el caso local) es que el Weil grupo localmente compacto, por lo que tiene "más" representaciones ( $\bf C$ ). De hecho, todos los $\bf C$valores de los caracteres de $Gal(\bar{\bf Q_p} / \bf Q_p)$ tiene imagen finita, en donde, como la de $W_{\bf Q_p}$ puede muy bien tener el infinito de la imagen. Lo mismo va para representaciones generales de estos grupos (recordemos que $\bf{GL}_n(\bf C)$ no tiene ningún pequeños subgrupos.)

El mundial de Weil group (que es mucho más complicado que el local), por otro lado, es un lugar misterioso objeto que es bastante virgen en la moderna teoría de números como de lo que puedo decir. Supuestamente el mundial de Langlands grupo utilizó en el mundial de Langlands la correspondencia debe ser la extensión de la global Weil group por parte de un grupo compacto, pero esto es todavía en gran parte se basa en conjeturas.

El estándar de referencia es Tate "Teoría de números" de Fondo en el Corvallis volúmenes (disponible de forma gratuita en ams.org). También Brooks Roberts tiene notas en Weil representaciones disponible en su sitio web.

14voto

NimChimpsky Puntos 376

Tal vez algo que vale la pena destacar, en relación a cómo el Weil grupo aparece de forma natural: el que surge de un sistema compatible de grupo de extensiones finitas de los niveles. De hecho, uno de los "axiomas" de campo de la clase de teoría, es la existencia de una "clase fundamental de la" uL/*K* en $H^2(\operatorname{Gal}(L/K),C_L)$ por cada finita de Galois de la extensión de $L/K$ (donde $C_L$ es el módulo de clase). Cada uno de estos le da a un grupo de extensión $$ 1\rightarrow C_L\rightarrow W_{L/K}\rightarrow \operatorname{Gal}(L/K)\rightarrow 1.$$ El proyectiva límite de estos le da la absoluta Weil grupo de montaje en $$ 1\rightarrow C\rightarrow W_K\rightarrow G_K$$ con el de más a la derecha del mapa denso de la imagen (y $C$ es la formación del módulo de la clase de formación). Por lo tanto, se puede pensar en el Weil grupo como derivadas canónicamente de los resultados de campo de la clase de teoría, por lo que es un reemplazo natural de $G_K$ en las preguntas relacionadas con la CFT. Me gusta la sección 1 del capítulo III de Neukirch–Schmidt–Wingberg del Cohomology de los campos de número y el último capítulo de Artin–Tate para este material.

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