유니터리 표현: 두 판 사이의 차이
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[[군 표현론]]에서, '''유니터리 표현'''(unitary表現, {{llang|en|unitary representation}})은 모든 군 원소의 [[상 (수학)|상]]이 어떤 [[복소수 힐베르트 공간]] 위의 [[유니터리 작용소]]를 이루는 [[군 표현]]이다. |
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[[위상군]] <math>G</math>의 유니터리 표현 <math>\pi\colon G\to\operatorname U(V)</math>이 주어졌다고 하자. 만약 임의의 부분 [[복소수 벡터 공간]] <math>W\le V</math>가 다음 두 조건을 만족시킨다고 하자. |
[[위상군]] <math>G</math>의 유니터리 표현 <math>\pi\colon G\to\operatorname U(V)</math>이 주어졌다고 하자. 만약 임의의 부분 [[복소수 벡터 공간]] <math>W\le V</math>가 다음 두 조건을 만족시킨다고 하자. |
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* <math>G</math>의 작용에 대하여 불변이다. (즉, 임의의 <math>g\in G</math>에 대하여 <math>\pi(g)W=W</math>이다.) |
* <math>G</math>의 작용에 대하여 불변이다. (즉, 임의의 <math>g\in G</math>에 대하여 <math>\pi(g)W=W</math>이다.) |
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사실, 다음과 같은 '''제2 페터-바일 정리'''가 성립한다. |
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:임의의 콤팩트 [[위상군]] <math>G</math>의 유니터리 표현 <math>(\pi,V)</math>에 대하여, |
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::<math>\pi=\widehat\bigoplus\pi_i</math> |
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::<math>V=\widehat\bigoplus V_i</math> |
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:가 되는 유한 차원 [[기약 표현|기약]] 유니터리 표현들의 족 <math>(\pi_i,V_i)_{i\in I}</math>이 존재한다. |
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여기서 <math>\widehat\bigoplus</math>는 힐베르트 공간의 직합, 즉 (대수적) [[직합]]의 [[완비 거리 공간|완비화]]이다. |
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=== 제1 페터-바일 정리 === |
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[[콤팩트 공간|콤팩트]] [[위상군]] <math>G</math> 위의 [[르베그 공간]] <math>L^2(G;\mathbb C)</math>를 생각하자. 여기서 제곱 적분 가능이란 [[하르 측도]]에 따른 것이며, 편의상 <math>\operatorname{vol}(G)=1</math>로 규격화하자. |
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<math>G</math>의 임의의 유한 차원 유니터리 [[기약 표현]] <math>r\colon G\to\operatorname U(V_r)</math>에 대하여, <math>V_r</math>에 임의의 기저를 잡아 행렬 성분들 <math>r_{ij}\colon G\to\mathbb C</math> (<math>i,j=1,\dots,\dim_{\mathbb C} V_r)</math>)을 정의할 수 있다. '''페터-바일 정리'''(Peter-Weyl定理, {{llang|en|Peter–Weyl theorem}})에 따르면, 함수들 |
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:<math>\sqrt{\dim_{\mathbb C}V_r}r_{ij}\colon G\to\mathbb C</math> |
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은 <math>L^2(G;\mathbb C)</math>의 [[정규 직교 기저]]를 이룬다. |
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== 역사 == |
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페터-바일 정리는 프리츠 페터({{llang|de|Fritz Peter}})와 [[헤르만 바일]]이 1927년에 증명하였다.<ref>{{저널 인용|first=Fritz|last=Peter|저자고리2=헤르만 바일|이름2=H.|성2=Weyl|title=Die Vollständigkeit der primitiven Darstellungen einer geschlossenen kontinuierlichen Gruppe|journal=Mathematische Annalen|volume=97|날짜=1927|pages=737–755|doi=10.1007/BF01447892|언어=de}}</ref> |
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== 참고 문헌 == |
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{{각주}} |
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* {{서적 인용|last=Knapp|first=Anthony|title=Representation theory of semisimple groups|publisher=Princeton University Press|날짜=1986|isbn=0-691-09089-0|언어=en}} |
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* {{서적 인용|저자=계승혁|제목=군과 조화해석|날짜=1998-04|기타=대우학술총서 자연과학 120|출판사=민음사|isbn=89-3743620-5|url=http://www.math.snu.ac.kr/~kye/book/group-har.html}} |
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== 바깥 고리 == |
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[[분류:표현론]] |
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[[분류:위상군]] |
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[[분류:조화해석학]] |
2017년 3월 23일 (목) 10:28 판
군 표현론에서, 유니터리 표현(unitary表現, 영어: unitary representation)은 모든 군 원소의 상이 어떤 복소수 힐베르트 공간 위의 유니터리 작용소를 이루는 군 표현이다.
정의
위상군 의 유니터리 표현은 다음과 같은 데이터로 주어진다.
이는 다음 조건을 만족시켜야 한다.
같은 위상군 의 두 유니터리 표현 , 사이의 유니터리 얽힘 연산자(영어: unitary intertwining operator)는 다음 조건을 만족시키는 유니터리 작용소 이다.
두 유니터리 표현 사이에 유니터리 얽힘 연산자가 존재한다면, 서로 유니터리 동치(영어: unitarily equivalent)라고 한다.
성질
제2 페터-바일 정리
위상군 의 유니터리 표현 이 주어졌다고 하자. 만약 임의의 부분 복소수 벡터 공간 가 다음 두 조건을 만족시킨다고 하자.
- 의 작용에 대하여 불변이다. (즉, 임의의 에 대하여 이다.)
그렇다면 와 역시 닫힌 불변 부분 공간이며,
로 분해된다.
증명:
가 불변 공간임을 보이려면, 임의의 및 및 에 대하여,
임을 보이면 족하다. 그런데 유니터리 표현의 정의에 의하여
이다. 특히, 역시 닫힌 불변 부분 공간이다. 이에 따라: 이다.
사실, 다음과 같은 제2 페터-바일 정리가 성립한다.
여기서 는 힐베르트 공간의 직합, 즉 (대수적) 직합의 완비화이다.
제1 페터-바일 정리
콤팩트 위상군 위의 르베그 공간 를 생각하자. 여기서 제곱 적분 가능이란 하르 측도에 따른 것이며, 편의상 로 규격화하자.
의 임의의 유한 차원 유니터리 기약 표현 에 대하여, 에 임의의 기저를 잡아 행렬 성분들 ()을 정의할 수 있다. 페터-바일 정리(Peter-Weyl定理, 영어: Peter–Weyl theorem)에 따르면, 함수들
은 의 정규 직교 기저를 이룬다.
역사
페터-바일 정리는 프리츠 페터(독일어: Fritz Peter)와 헤르만 바일이 1927년에 증명하였다.[1]
참고 문헌
- ↑ Peter, Fritz; Weyl, H. (1927). “Die Vollständigkeit der primitiven Darstellungen einer geschlossenen kontinuierlichen Gruppe”. 《Mathematische Annalen》 (독일어) 97: 737–755. doi:10.1007/BF01447892.
- Knapp, Anthony (1986). 《Representation theory of semisimple groups》 (영어). Princeton University Press. ISBN 0-691-09089-0.
- Bump, Daniel (2004). 《Lie groups》 (영어). Springer. ISBN 0-387-21154-3.
- 계승혁 (1998년 4월). 《군과 조화해석》. 대우학술총서 자연과학 120. 민음사. ISBN 89-3743620-5.
바깥 고리
- “Unitary representation”. 《Encyclopedia of Mathematics》 (영어). Springer-Verlag. 2001. ISBN 978-1-55608-010-4.
- “Peter-Weyl theorem”. 《Encyclopedia of Mathematics》 (영어). Springer-Verlag. 2001. ISBN 978-1-55608-010-4.
- “Unitary representation”. 《nLab》 (영어).
- “Super-unitary representation”. 《nLab》 (영어).
- “Unitary representation of the Poincaré group”. 《nLab》 (영어).
- “Unitary representation of the super Poincaré group”. 《nLab》 (영어).
- Vogan, David A., Jr. “Computing the unitary dual” (PDF) (영어).