瞬子Floer同调与Khovanov同调
批准号:
12071005
项目类别:
面上项目
资助金额:
52.0 万元
负责人:
谢羿
依托单位:
学科分类:
代数拓扑与几何拓扑
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
谢羿
中文摘要
瞬子Floer同调是利用Yang-Mills方程定义的三维流形以及三维流形中的链环的不变量。作为数学上第一个拓扑量子场论,瞬子Floer理论在低维拓扑中得到了广泛的应用。Khovanov同调是一个以纯组合的方式定义的链环不变量,被看作是是Jones多项式的范畴化。Khovanov同调和高能物理、辛拓扑、表示论等诸多领域都有着联系。最有趣的一点是,存在着联系Khovanov同调和Floer同调的谱序列。尽管定义的方式不复杂,但是Khovanov同调的几何本质依然没有被很好的理解。促进对其几何本质的理解的一个重要途径是证明Khovanov同调的侦测性结果。申请人计划进一步发展瞬子Floer同调,尤其是SU(N)结构群的高秩瞬子Floer同调,并用以证明纽结基本群的SU(N)表示的相关结果;同时利用瞬子Floer同调和Khovanov同调的联系来证明Khovanov同调对各类复杂链环的侦测性。
英文摘要
Instanton Floer homology is an invariant of 3-manifolds (or links in 3-manifolds) defined by Yang-Mills equations. As the first topological quantum field theory in mathematics, it has been used widely in the low dimensional topology. Khovanov homology is a link invariant defined in a purely combinatorial way. It can be regarded as a categorification of the Jones polynomial. Khovanov homology is related to high energy physics, symplectic topology and representation theory. Most interestingly, there exists spectral .sequences relating Khovanov homology to Floer theories. Even though the definition of Khovanov homology is not complicated, the geometric nature of Khovanov homology is still mysterious. One important way to understand the geometric nature of Khovanov homology is to study its detection property. The applicant plans to continue developing the instanton Floer theory, especially Instanton Floer theory of structure group SU(N), and use it to study the SU(N) representation of knot groups. Meanwhile, the applicant plans to study whether Khovanov homology detects specific classes of non-trivial links.
低维拓扑学研究的是低维(不超过4维)的几何和拓扑对象,为现代数学的重要分支,主要的研究内容包括了三维和四维流形,纽结和链环等。规范理论来自于现代物理学,研究的是具有无穷维对称性的系统。Khovanov 同调是 Jones 多项式的范畴化,是比 Jones 多项式更强的链环不变量。Khovanov 同调的定义是纯组合的,从定义出发就能得到计算方法,但是其拓扑性质非常神秘。研究 Khovanov 同调的拓扑 性质的一个重要途径是研究哪些纽结和链环能被其侦测(即能被 Khovanov 同调所完全决定)。Kronheimer和Mrowka于2011年利用瞬子 Floer 同调证明了 Khovanov 同调可以侦测平凡纽结,这是关于 Khovanov 同调拓扑性质的突破性结果。. .在本项目中,我们的研究内容有两个方面: 一个方面是进一步发展瞬子Floer同调理论并利用瞬子Floer同调来研究流形的拓扑性质; 另一方面为利用瞬子Floer同调来研究Khovanov同调的拓扑性质。..我们一方面利用瞬子Floer同调得到了链环补的基本群表示的结果:任意分支数多于1的链环,只要不是Hopf链环,那么其补的基本群一定存在不可约SU(2)表示。另一方面,我们得到了大量瞬子Floer同调的拓扑性质:可以探测加厚曲面中的平凡纽结,加厚环面中的平凡链环以及环面链环,缝补(sutured)三维流形中的平凡纽结等。.利用上面发展的瞬子Floer理论,我们建立了从瞬子Floer同调到各种情况的Khovanov同调的谱序列,包括圆环和二维球面的乘积及加厚的紧曲面中的链环。.基于这些谱序列我们得到了大量Khovanov同调的的链环探测结果:我们分类了三维球面中固定分支数后具有最小秩2^n的Khovanov同调的n个分支的链环,证明了Khovanov同调可以侦测Hopf链环的连通和以及无交并,Khovanov同调能够分辨Khovanov同调的秩在12以下的全部链环。..本项目的成果从规范场理论(Floer理论)和量子不变量(Khovanov同调)两方面着手,深化了这两类不变量的联系,完善了它们的理论框架,对低维流形及其中的纽结与链环的问题进行了深入研究,建立了拓扑学与数学物理,表示论,算法复杂度理论等众多方向的新联系,从而推动相关领域的科学研究进展。
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