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1. Aqui se pretende expor os elementos
de grupos qu�nticos de
forma simples e direta.
As constru��es n�o ser�o
apresentadas da maneira mais geral
poss�vel, e ser�o sempre
acompanhadas no exemplo
(j� extremamente interessante) do grupo qu�ntico
``mais simples'' Slq(2), deforma��o
do grupo alg�brico semisimples Sl(2). Um contexto
definitivamente alg�brico ser� adotado:
por exemplo,
evitaremos men��es a �lgebras C*, e outros
objetos anal�ticos. A virtude maior desta
filosofia � destacar claramente
a natureza (co- ou contra- variante)
das opera��es
envolvidas, dos diversos tipos de produtos,
de cada conceito.
2.
N�o h� defini��o satisfat�ria
universalmente reconhecida do que seja um grupo
qu�ntico. Todas as propostas
em vigor sugerem a id�ia
de deforma��o de um objeto cl�ssico,
que pode ser,
por exemplo, um grupo alg�brico, ou um grupo
de Lie. E em todas as propostas os objetos deformados
perdem as propriedades de grupo: assim,
``grupos" qu�nticos n�o s�o grupos. O que sempre
se procura preservar nas deforma��es �
o entendimento das diversas representa��es
que os objetos admitem.
3.
Fixemos as id�ias postulando
uma dualidade b�sica que a
Matem�tica deste s�culo refletiu
em uma quantidade de linguagens
diferentes: por um lado, s�o estudados
objetos X que possuem uma estrutura geom�trica
ou topol�gica. A tais objetos s�o associadas
constru��es alg�bricas A(X), que podem
ser, por exemplo, �lgebras de fun��es
definidas no conjunto X, ou o espa�o
de se��es de um fibrado vetorial.
Frequentemente gostar�amos de reler
nestas �lgebras as estruturas geom�tricas
originais, isto �, gostar�amos de recuperar
em A(X) nossos objetos iniciais X atrav�s
de alguma no��o de espectro S(A(X))
da �lgebra A(X):
a situa��o mais desejada � quando
voltamos a ter alguma forma de isomorfismo
.
O retorno � Geometria a partir das
�lgebras A(X) atrav�s
de um espectro sugere considerarmos espectros
S(A) de �lgebras mais gerais A. Tais
espectros s�o
objetos que possuem ainda uma Geometria reminescente,
quase sempre muito interessante.
4.
Esta separa��o b�sica,
por um lado a �lgebra
em A, e por outro a Geometria (ou Topologia)
em X ou em S(A), � uma situa��o
ideal: os objetos que vemos na realidade
matem�tica nos chegam frequentemente
misturados. São,
por exemplo, grupos topol�gicos,
ou espa�os vetoriais topol�gicos, objetos
que tem simultaneamente estruturas alg�bricas
e geom�tricas de alguma forma
compat�veis. A aplica��o
dos funtores usuais A de algebriza��o
em um objeto X assim
fornece estruturas alg�bricas adicionais
sobre os objetos j� alg�bricos A(X), que
passam ent�o a admitir, por dualidade,
co-multiplica��es.
5.
Como um exemplo-paradigma tomamos
um grupo alg�brico linear X: algebricamente,
um grupo, geometricamente uma variedade...
alg�brica (a nota��o consagrada n�o
pode evitar armadilhas); al�m disso, as
opera��es de grupo s�o morfismos
de variedades alg�bricas. O exemplo
que nos ser� mais caro � o
grupo alg�brico Sl2(k). Como para toda
variedade alg�brica, podemos considerar
um funtor de algebriza��o que associa
a cada variedade X seu anel de fun��es
regulares R(X). A estrutura adicional de
grupo em X doa, por dualidade � la Yoneda,
uma estrutura de co-algebra em R(X)
(defini��es precisas mais tarde).
Como segundo exemplo-paradigma tomemos
X um grupo de Lie, isto �: geometricamente
uma variedade, algebricamente um grupo, com
a compatibilidade fundamental de
serem diferenci�veis as opera��es
alg�bricas. Tamb�m aqui se manifesta
o ub�quo Sl2. Um funtor
de algebriza��o b�sico para uma variedade
� a considera��o de seu fibrado tangente;
no caso do grupo de Lie X, este funtor fornece
a �lgebra de Lie
,
o espa�o
tangente na identidade. Um funtor intra-alg�brico
agora asocia a cada �lgebra de Lie
a �lgebra (associativa)
envolvente
de forma
universal (este funtor, que deve ser chamado de
funtor de Poincar�-Birkhoff-Witt, � o
adjunto � esquerda do funtor que a cada �lgebra
associativa A associa a �lgebra de Lie
com o colchete dado da forma ``usual'':
[a,b]=ab-ba).
Estes exemplos ser�o nossos guias.
6.
Se o objeto inicial X for um objeto assim misto,
dotado de estruturas alg�bricas e geom�tricas
simultaneamente, as deforma��es que procuramos
operam nas �lgebras A(X),
enriquecidas por co-multiplica��es, para gerar
objetos Aq(X) da mesma natureza
igualmente enriquecida.
O par�metro q de deforma��o intervem
nas defini��es das �lgebras A(X)
(ou mais simplesmente A) de uma forma
que a primeira vista
pode parecer arbitr�ria: confiamos
ent�o na relev�ncia destas defini��es
distorcidas que uma quantidade de aplica��es
f�sicas, muitas vezes n�o relacionadas
entre si, indica.
Poder�amos pensar em aplicar espectros e obter
alguma Geometria em
S(Aq(X)), mas a �nfase
maior das aplica��es tem sido em recuperar
a teoria de representa��es de X, que
em geral � equivalente � de A(X), para
as �lgebras deformadas Aq(X).
7. (Sobre estas notas)
O conceito de grupos
qu�nticos foi motivado por problemas vindos
de um grande n�mero de situa��es f�sicas,
e com isso o entendimento das id�ias que motivaram
a teoria requer naturalmente um amplo conhecimento
anterior. No entanto, o trabalho de manipula��o
da teoria pode ser efetuado em um n�vel muito
mais modesto; estas notas procuram contemplar
situa��es de pr�-requisitos bastante diversas.
Idealmente, qualquer leitor com algum interesse
poderia achar nelas um lugar de trabalho matem�tico
ativo. Alguma informa��o categ�rica est�
recolhida em ap�ndice: a mistura de estruturas
que os grupos qu�nticos exemplificam torna
a linguagem categ�rica um dado essencial.
Índice do Capítulo 5
I. Bons Antecedentes Algébricos
I.1 Grupos Clássicos: Definições
I.2 A Geometria dos Grupos Clássicos
I.3 A Álgebra dos Grupos Clássicos
I.4 Álgebras de Lie e Álgebras Envolventes
I.5 Representações
II. Grupos Quânticos
II.1 O Plano Quântico, as Matrizes
Quânticas e os Grupos Quânticos
II.2 A Álgebra Envolvente
II.3 Módulos
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Nicolau C. Saldanha
1999-08-10