СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

advertisement
СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
«ИНСТИТУТ МАТЕМАТИКИ ИМ. С.Л. СОБОЛЕВА»
(ИМ СО РАН)
УДК 512
№ госрегистрации 01201067695
Инв.№ 02201151976
УТВЕРЖДАЮ
и.о. Директора ИМ СО РАН
д.ф.-м.н., чл.-корр. РАН
______________ С. С. Гончаров
«___»_________ 2011 г.
ОТЧЕТ
О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ
В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические
кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
по Государственному контракту от 20 сентября 2010 г. № 14.740.11.0346
Шифр заявки «2010-1.1-111-128-010»
по теме:
АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОЙ АЛГЕБРЫ
Наименование этапа: «Проведение исследований»
(промежуточный, этап № 2)
Руководитель НИР, д.ф.-м.н.
_________________
Е. П. Вдовин
подпись, дата
Новосибирск 2011
1
СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ
Руководитель темы
д.ф.-м.н.
______________
Вдовин Е.П. (раздел 4 )
подпись, дата
Исполнители темы
Советник РАН,
д.ф.-м.н., академик РАН
зав. отделом алгебры ИМ СО
РАН,
д.ф.-м.н., чл.-корр. РАН
г.н.с. ИМ СО РАН,
д.ф.-м.н.
г.н.с. ИМ СО РАН,
д.ф.-м.н.
г.н.с. ИМ СО РАН,
д.ф.-м.н.
в.н.с. ИМ СО РАН,
д.ф.-м.н.
в.н.с. ИМ СО РАН,
д.ф.-м.н.
Зав. лаб. ИМ СО РАН,
д.ф.-м.н.
в.н.с. ИМ СО РАН,
______________
Ершов Ю.Л.(раздел 1)
подпись, дата
______________
Мазуров В.Д. (раздел 4)
подпись, дата
______________
Васильев А.В. (раздел 4)
подпись, дата
______________
Желябин В.Н. (раздел 1)
подпись, дата
______________
Романовский Н.С. (раздел 4)
подпись, дата
______________
Бардаков В.Г. (раздел 4)
подпись, дата
______________
Заварницин А. В. (раздел 4)
подпись, дата
______________
Колесников П.С. (раздел 1)
подпись, дата
______________
Ревин Д.О. (раздел 4)
2
д.ф.-м.н.
с.н.с. ИМ СО РАН,
к.ф.-м.н.
с.н.с. ИМ СО РАН,
д.ф.-м.н.
с.н.с. ИМ СО РАН,
к.ф.-м.н.
н.с. ИМ СО РАН,
к.ф.-м.н.
н.с. ИМ СО РАН,
к.ф.-м.н.
н.с. ИМ СО РАН,
к.ф.-м.н.
н.с. ИМ СО РАН,
к.ф.-м.н.
н.с. ИМ СО РАН,
к.ф.-м.н.
Преподаватель СУНЦ НГУ,
к.ф.-м.н.
Студент НГУ
подпись, дата
______________
Гречкосеева М.А. (раздел 4)
подпись, дата
______________
Пожидаев А.П. (раздел 1)
подпись, дата
______________
Чуркин В.А. (раздел 3)
подпись, дата
______________
Бутурлакин А.А. (раздел 4)
подпись, дата
______________
подпись, дата
______________
Мамонтов А.С. (введение,
реферат, подготовка)
Гончаров М.Е. (раздел 1)
подпись, дата
______________
Кайгородов И.Б. (раздел 1)
подпись, дата
______________
Дудкин Ф.А. (раздел 3)
подпись, дата
______________
Гальт А.А. (раздел 4)
подпись, дата
______________
Губарев В.Ю. (раздел 1)
3
подпись, дата
Студент НГУ
______________
Воронин В.Ю. (раздел 1)
подпись, дата
Студент НГУ
______________
Руденко А.С. (раздел 1)
подпись, дата
Студент НГУ
______________
Захаров А.С. (раздел 1)
подпись, дата
Студент НГУ
______________
Лыткин Д.В. (раздел 4)
подпись, дата
Студент НГУ
______________
Курмазов Р.К. (раздел 4)
подпись, дата
Нормоконтролер
______________
Волков Ю.С.
подпись, дата
4
РЕФЕРАТ
Отчет 45 с., 2 прил.
Ключевые
слова:
Конечная
группа,
Йорданова
супералгебра,
Структуризуемая супералгебра, Конформная алгебра, Коалгебра, Диалгебра,
Биалгебра, Жесткая группа.
Объектами исследования являются фундаментальные проблемы в следующих
направлениях современной алгебры: теория неассоциативных алгебр, теория
конечных групп и алгебраическая геометрия.
Выполнение НИР в целом направлено на проведение фундаментальных
исследований в области современной алгебры, с целью получения научных
результатов мирового уровня, на подготовку и закрепление в сфере науки и
образования научных и научно-педагогических кадров, а также формирование
эффективных и жизнеспособных научных коллективов.
Частными целями проведения работ являются:
Выявление более глубоких взаимосвязей между современным аспектами
алгебры и
изучение особенностей возникающих проблем. Привлечение
студентов и аспирантов к научно-исследовательской работе, что позволит:
воспитать у студентов математическую культуру, необходимые интуицию и
эрудицию в вопросах приложения математики; развить системное мышление;
познакомить с ролью теоретической и прикладной математики в современной
жизни; выработать навыки математического исследования, интерпретации
результатов исследования и оценки точности полученного решения; выработать
навыки доведения решения до практически приемлемого результата – числа,
графика, точного качественного вывода с применением для этого современных
компьютерных технологий; выработать умение самостоятельно работать со
специальной математической литературой, получать и осознанно применять
полученные знания; сформировать стиль мышления, необходимый для
успешного использования компьютерных и информационных технологий при
исследовании прикладных задач.
В ходе выполнения 2 этапа получены следующие результаты:
5
Доказано, что структура биалгебры Мальцева, заданная на алгебре
Мальцева M, не индуцирует структуру ко-Пуассоно-Мальцевской алгебры на
универсальной обертывающей алгебре U(M) алгебры М. Классифицированы
простые ассоциативные Z-конформные алгебры конечного типа. Построен
пример исключительной двупорождённой йордановой диалгебры. Получена
классификация
простых
конечномерных
некоммутативных
йордановых
супералгебр характеристики 0. Найдены условия существования обобщенной
супералгебры векторного типа с четной частью A и нечетной частью M, где М –
конечный проективный модуль ранга 1. Доказывается, что периодическая
группа, в которой любая конечная подгруппа двуступенно нильпотентна,
обладает нормальной силовской двуступенно нильпотентной подгруппой,
порождающей вместе со своим централизатором всю группу. Доказана
алгоритмическая
разрешимость
проблемы
равенства
для
конечных
копредставлений жестких групп. Доказано, что в конечных простых Eπ-группах
число классов сопряженных π-холловых подгрупп является ограниченным πчислом. Доказано, что любая Dπ-группа является Bsπ-группой. Получено полное
описание линейных операторов пространства Минковского,
допускающих
полярное разложение, то есть разложение в произведение лоренцево
самосопряженного и лоренцево ортогонального линейных операторов. Для
групп Баумслага—Солитера с взаимно простыми параметрами описана
групповая структура абстрактного соизмерителя и для каждой подгруппы
конечного индекса найдено копредставление её группы автоморфизмов.
Доказано, что при действии конечной простой классической группы G
размерности не меньше 8 на векторном пространстве над полем положительной
характеристики, отличной от характеристики определения группы G, в
естественном полупрямом произведении всегда возникает элемент, порядок
которого отличен от порядка любого элемента группы G. Для каждой конечной
простой группы описаны коклики наибольшего размера в ее графе простых
чисел. Доказано, что простые линейные группы PSL(r,q), где r - нечетное
6
простое число и r не делит q-1, квазираспознаваемы по спектру. Найдены явные
формулы для нахождения максимальных порядков полупростых элементов
простых симплектических и ортогональных групп над полями характеристики
2. Доказано, что для произвольной алгебры Новикова-Пуассона коммутатор,
относительно умножения в алгебре Новикова, является йордановой скобкой на
ассоциативно-коммутативной алгебре. Для конечных простых линейных и
унитарных
групп
существование
простых
получены
нетривиальных
порядков
в
достаточные
неподвижных
арифметические
точек
эквихарактеристических
условия
элементов
модулях
таких
на
больших
групп.
Установлено достаточное условие существования корня многочлена над
гензелевым нормированным полем.
В результате исследований получены новые фундаментальные результаты
мирового уровня, которые вошли в дипломные и курсовые работы
исполнителей, доложены на различных научных форумах, опубликованы в
монографиях и статьях и внедряются в учебный процесс Новосибирского
государственного университета.
7
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
9
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
1
АНАЛИЗ ПОСТАВЛЕННЫХ ЗАДАЧ
10
2
ИЗУЧЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ГРУПП
20
3
ОЦЕНКА КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ
22
ПОСТАВЛЕННЫХ ЗАДАЧ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
29
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
37
ПРИЛОЖЕНИЯ
39
ПРИЛОЖЕНИЕ А
39
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ИСПОЛНИТЕЛЕЙ
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
43
СПИСОК СДЕЛАННЫХ ИСПОЛНИТЕЛЯМИ ДОКЛАДОВ
8
ВВЕДЕНИЕ
Выполнение
НИР
направлено
на
проведение
фундаментальных
исследований в области современной алгебры, с целью получения научных
результатов мирового уровня, на подготовку и закрепление в сфере науки и
образования научных и научно-педагогических кадров, а также формирование
эффективных и жизнеспособных научных коллективов.
В состав разрабатываемой научной продукции входят математические
модели задач; алгоритмы и методы решения поставленных задач; публикации
результатов
исследований
в
отечественных
и
зарубежных
изданиях;
диссертации; отчет о НИР, содержащий обоснование развиваемых направлений
исследований, изложение методик проведения исследований, а также описание
полученных результатов.
Как
уже
отмечено
выше,
результаты
исследований
носят
фундаментальный характер и могут быть востребованы во многих сферах
научной деятельности. Например, при проведении современных исследований в
области теории колец и теории групп, в частности в теории супералгебр, теории
диалгебр, теории биалгебр, теории конечных групп, алгебраической геометрии
и в других областях.
Результаты исследований вошли в курсовые и дипломные работы
исполнителей.
Результаты НИР внедряются в образовательный процесс: при чтении
математических курсов для студентов старших курсов; при проведении курсов
повышения квалификации молодых преподавателей НГУ и проведении
специальных
семинаров
по
современным
разделам
математики
в
Новосибирском Государственном университете.
Результаты подтверждены публикациями в реферируемых журналах по
математике, а также выступлениями на российских и международных
конференциях по тематике НИР.
9
Хотя
исследования
2
этапа
являются
заделом
для
всей
НИР,
исполнителями уже получен ряд результатов мирового уровня. Получены новые
фундаментальные результаты, найдены новые подходы, разработаны новые
алгоритмы, найдены новые приложения, опубликованы новые научные статьи,
защищены диссертации и дипломные работы, и осуществляется внедрение
результатов в учебный процесс.
1. АНАЛИЗ ПОСТАВЛЕННЫХ ЗАДАЧ.
Первые примеры алгебр Хопфа естественным образом возникли при
изучении алгебраической топологии в 1941г. в работе Х. Хопфа [1]. Начиная с
конца 60-х годов, появилось новое направление в изучении алгебр Хопфа —
теория квантовых групп (ее развитие стимулируется связями с физикой). Одним
из первых фундаментальных изданий по алгебрам Хопфа была известная книга
Свидлера [2]. Наиболее важными примерами квантовых групп являются
деформации универсальных обертывающих алгебр для алгебр Ли, называемые
также квантованными универсальными обертывающими алгебрами. В середине
80-х годов В.Г. Дринфельд доказал, что любую биалгебру Ли L можно
“квантовать”, то есть построить квантовую универсальную обертывающую с
классическим пределом L. Алгебры Мальцева были введены А.И. Мальцевым
[2] как касательные алгебры локальных аналитических луп Муфанг. Они
являются обобщением алгебр Ли, и их теория достаточно хорошо развита.
Важным
примером
нелиевой
алгебры
Мальцева
является
векторное
пространство элементов с нулевым следом алгебры Кэли-Диксона относительно
операции коммутирования в качестве умножения. В.В. Вершининым изучались
некоторые свойства биалгебр Мальцева. В частности, были получены условия
на коумножение, при которых данная биалгебра является биалгеброй Мальцева.
М.Е. Гончаровым были описаны структуры биалгебр Мальцева на простой
нелиевой алгебре Мальцева M(7), а также структуры биалгебр Ли, возникающих
10
из альтернативных и йордановых биалгебр [4]. И.П. Шестаков и J.M. PerezIzquierdo доказали, что любая алгебра Мальцева является подалгеброй
коммутаторной алгебры обобщенного альтернативного центра некоторой
ассоциативной алгебры [5]. Среди этих неассоциативных обертывающих алгебр
Мальцева, как и в случае алгебр Ли, существует универсальная обертывающая
алгебра. Во многом свойства этих универсальных алгебр близки к свойствам
универсальных обертывающих алгебр Ли. В частности, универсальные
обертывающие
алгебр
Мальцева
являются
коассоциативными
кокоммутативными H-биалгебрами. Между тем до сих пор не известны
примеры некокоммутативных H-биалгебр. В случае алгебр Хопфа, важные
примеры некокоммутативных алгебр Хопфа возникают при квантовании
структур биалгебр Ли. Такие квантовые универсальные обертывающие играют
большую роль в таких разделах математики и физики как квантовый метод
обратной задачи, теория алгебраических групп, комбинаторика, геометрия над
полями конечной характеристики и др. За отчетный период была проведена
попытка перенести имеющуюся технику, используемую для получения
квантовых универсальных обертывающих для биалгебр Ли для квантования
биалгебр Мальцева. К сожалению оказалось, что данная техника не работает
при рассмотрении квантований биалгебр Мальцева. В работе удалось обобщить
коумножение, заданное на простой семимерной биалгебре Мальцева M(7) до
коскобки на универсальной обертывающей алгебре U(M(7)). Установлено, что
данная коскобка удовлетворяет ко-Лейбнецову тождеству. Но, в отличии от
случая алгебр Ли, где аналогичная коскобка будет коскобкой Пуассона-Ли, в
случае биалгебр Мальцева данное коумножение не будет коскобкой ПуассонаМальцева. Полученные результаты могут быть использованы в дальнейшем при
изучении квантования биалгебр Мальцева.
Антидифференцирования, то есть такие линейные отображения T, что
выполненно T(xy) = –T(x)y – xT(y), возникают и рассматриваются в работах Р.Б.
Брауна, Н.С. Хопкинс и В.Т. Филиппова [6,7,8]. Так у Р.Б. Брауна и Н.С.
Хопкинс
антидифференцирования
возникают
при
изучении
некоторых
11
некоммутативных йордановых алгебр, также Н.С. Хопкинс были получены
примеры ненулевых антидифференцирований на простой трехмерной алгебре
Ли sl2 и показано отсутствие ненулевых антидифференцирований на простых
конечномерных алгебрах Ли с нулевым центром и размерности строго выше 3
при некоторых ограничениях на характеристику основного поля. Результаты
Н.С. Хопкинс получили широкое обобщение в работах В.Т. Филиппова. Где он
рассматривал понятие δ-дифференцирования [9,10,11], то есть такого линейного
отображения U, где для фиксированного элемента δ из основного поля, верно
U(xy) = δ(U(x)y + xU(y)).
Данное
отображение
является
одновременно
обобщением дифференцирования и антидифференцирования. В результате, В.Т.
Филиппов дал описание δ-дифференцирований первичных альтернативных,
лиевых и мальцевских алгебр над ассоциативно-коммутативным кольцом с 1/6.
А именно, им было доказано, что первичные альтернативные и мальцевские
нелиевы алгебры не имеют нетривиальных δ-дифференцирований; первичные
алгебры Ли не имеют ненулевых δ-дифференцирований при δ отличном от –1, 0,
1/2,1; первичные алгебры Ли с невырожденной симметрической инвариантной
билинейной формой не имеют нетривиальных δ-дифференцирований; а также,
были приведены примеры нетривиальных 1/2-дифференцирований для простой
бесконечномерной алгебры Ли W1. В дальнейшем, исследования в области δдифференцирований продолжил П. Зусманович [12]. Им были описаны δдифференцирования и δ-супердифференцирования первичных супералгебр Ли и
в положительной характеристике им был дан положительный ответ на вопрос
В.Т.
Филиппова
о
существовании
делителей
нуля
в
кольце
1/2-
дифференцирований первичной алгебры Ли. А именно, было показано, что
первичная супералгебра Ли не имеет ненулевых δ-дифференцирований и δсупердифференцирований при δ отличном от –1,0,1/2,1, а пространство 1/2дифференцирований
совершенной
(соответственно,
супералгебры
Ли
с
1/2-супердифференцирований)
нулевым
центром,
обладающей
невырожденной суперсимметрической инвариантной билинейной формой,
совпадает с центроидом (соответственно, суперцентроидом) супералгебры. В
12
работах И.Б. Кайгородова дается полное описание δ-супердифференцирований
простых конечномерных лиевых и йордановых супералгебр над алгебраически
замкнутыми полями характеристики нуль [13,14,15,16]. Доказано отсутствие
нетривиальных δ-супердифференцирований у данного класса супералгебр. В
работе И.Б. Кайгородова и В. Н. Желябина, выполненной в рамках НИР, дается
полное
описание
δ-супердифференцирований
простых
конечномерных
унитальных йордановых супералгебр над алгебраически замкнутыми полями
характеристики отличной от 2. В тоже время, ими было дано описание δсупердифференцирований простых йордановых супералгебр Дубль Кантора,
построенных на ассоциативно-коммутативной алгебре с единицей. Как
оказалось, нетривиальные δ-супердифференцирования у данного класса
супералгебр, возможны лишь в случае δ=1/2 и возможны только у супералгебр
векторного типа. В работы было дано полное описание нетривиальных 1/2дифференцирований
приведены
супералгебр
новые
векторного
примеры
типа.
примеры
В
частности,
были
нетривиальных
δ-
супердифференцирований для йордановых супералгебр векторного типа. Как
следствие, был получен критерий специальности для простых йордановых
супералгебр Дубль Кантора. А именно, было показано, что если простая
супералгебра Дубль Кантора имеет нетривиальное δ-супердифференцирование,
то она должна быть специальной. Отметим, что понятие δ-дифференцирования
допускает широкое обобщение. Одним из примеров такого обобщения могут
являться
понятия
квазидифференцирования
и
обобщенного
дифференцирования. Напомним, что линейное отображение H называется
обобщенным
дифференцированием,
отображения G
и
если
существуют
такие
линейные
F, что при произвольных элементах x,y алгебры A
выполняется следующее равенство H(xy)=G(x)y+xF(y). Легко заметить, что в
случае
ассоциативной
алгебры
с
единицей
для
обобщенного
дифференцирования H верно соотношение H(xy)=H(x)y+xH(y)-xH(1)y. А с
другой стороны, H(xy)=H(x)y+xR(y), где R --- дифференцирование некоторое
алгебры A. Эквивалентность данных понятий в случае ассоциативной алгебры с
13
единицей была замечена в работе Х. Коматсу и А. Накаямы [53,54]. В тоже
время, обобщенные дифференцирования в первом смысле, рассматривались в
работах Леджера и Лакса [52], а также Жанга Р. И Жанга Я. [55]. Где ими были
рассмотрены вопросы описания обобщенных дифференцирований алгебр и
супералгеб Ли. В частности, были описаны квазидифференцирования простых
алгебр Ли ранга не ниже 1. В действительности. Тройки (H,G,F) относительно
операции комvутирования образуют алгебру Ли и называются тройные
дифференцирования. Тройные дифференцирования различных классов алгебр
изучались в работах Ж. Перез-Изкуедро и К. Жиманес-Гистал [56,57,58]. В
частности, для обобщеных алгебр Кэли-Диксона было показано, что все
компоненты тернарных дифференцирований конструируются посредством
дифференцирований и скалярных отображений. Стоит отметить, что возможны
и другие способы обобщений дифференцирований. Например, в работе [59]
было предложено понятие предифференцирования, то если такого линейного
отображения D, что для произвольных элементов x,y,,z алгебры А верно
D((xy)z)=(D(x)y)z+(xD(y))z+(xy)D(z). Ясно, что в случае ассоциативной алгебры
с единицей, понятие дифференцирования и предифференцирования совпадают.
Легко заметить, что понятие тернарного дифференцирования, как и
δ-
дифференцирования, алгебры допускает естественное обобщение на случай nарной
алгебры. Отметим,
что
в данном
случае,
тривиальными
δ-
дифференцированиями будут являться 1/n-дифференцирования, которые будут
являться элементами центроида n-арной алгебры. В рамках выполнения НИР,
Кайгородовым И.Б. Начато изучение δ-дифференцирований n-арных (n+1)мерных алгебр Филиппова, впервые описанных в [30], а также простой
тернарной алгебры Мальцева М8, впервые описанной в работе [60].
Конформные алгебры представляют собой алгебраические системы,
возникающие при формализации свойств коэффициентов сингулярной части
операторного разложения произведений полей (operator product expansion, OPE)
в двумерной конформной теории поля. С алгебраической точки зрения,
конформные
алгебры
—
это
линейные
пространства
над
полем
k
14
характеристики нуль, снабженные унарной
линейной операцией
D и
“многозначной” билинейной операцией (·(λ)·), принимающей на любых двух
элементах конечное число значений. Наиболее интересен случай конформных
алгебр конечного типа, в которых имеется конечное число полей и
коэффициенты сингулярной части OPE зависят только от этих полей и их
производных. Такие конформные алгебры являются аналогами обычных
конечномерных
алгебр
в
соответствующей
псевдотензорной
категории.
Обобщение понятия конформной алгебры — псевдоалгебры над алгебрами
Хопфа — активно изучаются. В частности, над всеми кокоммутативными
алгебрами Хопфа уже построена структурная теория ассоциативных, лиевых и
йордановых псевдоалгебр конечного типа. Но один из естественных классов
алгебр Хопфа — координатные алгебры алгебраических групп — состоит не
только из кокоммутативных алгебр. Нами получена классификация простых и
полупростых объектов конечного типа в классе градуированных конформных
алгебр, который охватывает псевдоалгебры над всеми такими линейными
алгебраическими группами, у которых компонента связности единицы
изоморфна аффинной прямой. Доказана следующая теорема. Пусть основное
поле k алгебраически замкнуто и имеет характеристику нуль. Тогда простая
градуированная ассоциативная конформная алгебра конечного типа изоморфна
конформной алгебре петель Cur A над простой конечномерной градуированной
ассоциативной алгеброй A; простая градуированная ассоциативная конформная
алгебра конечного типа изоморфна прямой сумме конечного числа простых.
Для завершения классификации ассоциативных псевдоалгебр над всеми
линейными алгебраическими группами размерности 1 остается рассмотреть
случай Z-конформных алгебр, отвечающих мультипликативной группе поля
(В.Ю. Губарев).
Диалгеброй называется векторное пространство с двумя операциями
левого и правого умножения. Ассоциативные диалгебры были введены Лодеем
в 1993 году, с их помощью строится универсальная обёртывающая для алгебр
Лейбница [17]. Далее в литературе появлялись различные типы диалгебр, и,
15
наконец, Колесников в 2008 году из общеалгебраических соображений,
основанных на теории операд, показал как для определённого многообразия
алгебр построить соответствующее многообразие диалгебр [18,19]. В частности,
были указаны 3 тождества, определяющие многообразие йордановых диалгебр.
Независимо Веласкес и Фелиппе из других соображений определили понятие
квазийордановой алгебры как некоммутативного аналога йордановой алгебры,
кроме
того
они
приведели
2
тождества,
которым
удовлетворяют
квазийордановы алгебры. Далее Бремнер указал недостающее тождество,
которому удовлетворяли все приведённые в статье Веласкеса и Фелиппе
примеры квазийордановых алгебр. Вместе с недостающим тождеством
получилось 3 тождества, алгебры удовлетворяющие этим 3 тождествам были
названы полуспециальными квазийордановыми алгебрами. После этого понятия
полуспециальной квазийордановой алгебры и йордановой диалгебры стали
эквивалентны. В работе Бремнера и Перези по аналогии с обычными алгебрами
введено понятие специальной йордановой диалгебры и специального тождества
(s-тождества) как тождества, которое выполнено во всех специальных
йордановых диалгебрах, но не выполняется во всех йордановых диалгебрах.
Одним из основых результатов работы Бремнера и Перези является
доказательство отсутствия s-тождеств степени ≤ 7 и пример s-тождества степени
8, этот результат получен методами компьютерной алгебры. Также Бремнер и
Перези поставили задачу обобщить классические результаты, известные для
специальных йордановых алгебр, на случай диалгебр. При решении задачи,
поставленной Бремнером и Перези, автором ранее были доказаны аналог
теоремы Кона о характеризации элементов свободной специальной йордановой
диалгебры от ≤ 2 порождающих как симметрических элементов свободной
ассоциативной диалгебры, а также аналоги теорем Ширшова и Макдональда
про специальные йордановый алгебры. В дальнейшем возможно обобщение
других классических результатов на случай диалгебр. Методами исследования
является сведение задач для диалгебр к задачам для обычных алгебр, также
существенно используются конформные алгебры.
16
Обобщением
некоммутативных
класса
йордановых
супералгебр
йордановых супералгебр.
Класс
является
класс
некоммутативных
йордановых алгебр чрезвычайно обширен - кроме (коммутативных) йордановых
алгебр он содержит также, например, все альтернативные и квазиассоциативные
алгебры, эластичные квадратичные алгебры, а также антикоммутативные
алгебры. Проблема классификации простых конечномерных некоммутативных
йордановых алгебр была решена Р.Шейфером [20]в случае характеристики 0 и
степени >2, Р.Оемке [21] для простых конечномерных эластичных алгебр со
строго ассоциативными степенями
в характеристике не 2,3 и степени >2,
К.Мак-Криммоном [22] для простых конечномерных
некоммутативных
йордановых алгебр степени >2 и K.Смитом [23] для степени два. Строго
первичные некоммутативные йордановы алгебры описаны В.Г.Скосырским
[24].
А.П.Пожидаевым
конечномерные
и
И.П.Шестаковым
некоммутативные
характеристики 0
йордановы
классифицированы
супералгебры
простые
над
полем
(без ограничений на степень алгебры) и доказан аналог
теоремы Оемке для случая произвольной характеристики.
Хорошо
известна
ассоциативно-коммутативной
конструкция
алгебре
Кантора
с
[25,26,27],
которая
дифференцированием
по
позволяет
построить йорданову супералгебру. Полученная таким образом, йорданова
супералгебра принадлежит классу супералгебр векторного типа. Супералгебры
векторного типа играют важную роль при построении контрпримеров. С.В.
Пчелинцевым были построены примеры первичных (-1,1)-алгебр и йордановых
алгебр с абсолютными делителями нуля, так называемых "Монстров
Пчелинцева" [28].
Е. И. Зельманов, Ю.А. Медведев
и И.П. Шестаков с
помощью йордановых супералгебр векторного типа были даны другие
конструкции "Монстров Пчелинцева". Йордановы супералгебры векторного
типа с одним дифференцированием изучались в работах К. Маккримона им был
найден критерий простоты йордановой супералгебры и доказана специальность
таких йордановых супералгебр [27]. Е.И. Зельманов и К. Мартинес построили
универсальную
ассоциативную
обертывающую
алгебру
для
простой
17
йордановой супералгебры векторного типа с одним дифференцированием. В. Н.
Желябиным и И.П. Шестаковым [29] были
описаны унитальные простые
специальные йордановы супералгебры с ассоциативной четной частью A,
нечетная часть M которых является ассоциативным
супералгебра
не
является
супералгеброй
A-модулем. Если
невырожденнойбилинейной
суперформы, то ее четная часть A --- дифференциально простая алгебра
относительно некоторого множества дифференцирований, а нечетная часть M конечнопорожденный проективный A-модуль ранга 1. Умножение в M задается
с помощью фиксированных конечных множеств дифференцирований и
элементов алгебры A. Если число порождающих A-модуля M равно 1, то
исходная йорданова супералгебра является супералгеброй векторного типа
J(A,D). Первый пример простой йордановой супералгебры векторного типа
над полем действительных чисел, у который M не является однопорженным Aмодулем был построен И.П. Шестаковым. Пример подобной супералгебры, но
уже над полем характеристики ноль, в котором нельзя извлечь квадратный
корень из -1, построил В.Н. Желябин.
Последние
десятилетия
большой
интерес
представляет
вопрос
нахождения надлежащего обобщения алгебр Ли на случай n-арной операции.
Одним из таких обобщений являются алгебры Филиппова, введённые В.Т.
Филипповым в 1985 году [30]. Помимо прочего, этот класс алгебр является
алгебраическим аппаратом механики Намбу, предложенной Й. Намбу, как
обобщение классической гамильтоновой механики. Однако, в отличие от алгебр
Ли, данный класс алгебр содержит незначительное число простых объектов (в
конечномерном случае характеристики 0), поэтому представляет интерес
нахождение класса n-арных алгебр, обобщающего класс алгебр Ли и более
насыщенного простыми объектами. В работе А. С. Руденко вводится понятие
редуцированно лиевых тернарных алгебр (RLT-алгебр), как обобщение
тернарных алгебр Филиппова. Доказано, что многообразие RLT-алгебр
содержит
многообразие
подмногообразия.
Также
алгебр
Филиппова
строятся
в
некоторые
качестве
примеры
собственного
RLT-алгебр
18
минимальной размерности как фактор-алгебр свободных тернарных алгебр от
различного числа порождающих, что является одним из возможных подходов в
описании RLT-алгебр малых размерностей. Доказан аналог теоремы Энгеля для
RLT-алгебр. Показано, что на пространстве операторов правого умножения
RLT-алгебры
можно
задать
структуру
алгебры
Ли,
которая
является
полупростой подалгеброй специальной алгебры Ли, если рассматриваемая RLTалгебра проста и конечномерна над полем характеристики 0, и также показано
отсутствие RLT-алгебры с невырожденной (косо)симметрической формой,
отличной от тернарной алгебры Филиппова.
Алгебры Новикова возникли в 1979 в работе И.М. Гельфанда и И.Я.
Дорфмана [31] как формализм, описывающий условие гамильтоновости
операторов определенного вида, действующих на гладких
конечномерных
многообразиях со значениями в алгебрах Ли векторных полей. В работе А.А.
Балинского и С.П. Новикова [32] алгебры Новикова были введены для изучения
свойств
локальных
алгебр
Ли,
возникающих
из
скобок
Пуассона
гидродинамического типа. Простые конечномерные алгебры Новикова над
полем нулевой характеристики были описаны Е.И. Зельмановым [33]. Как
оказалось, всякая такая алгебра является полем. Примеры неассоциативных
конечномерных простых алгебр Новикова над полем ненулевой характеристики
и
бесконечномерных
простых
алгебр
Новикова
над
полем
нулевой
характеристики получены В.Т. Филипповым [34]. Классификации простых
алгебр Новикова с идемпотентом посвящены работы М. Осборна [35,36,37].
Алгебры Новикова-Пуассона были введены К. Ксу [38,39,40]. Как
оказалось, каждая алгебра Новикова-Пуассона с ассоциативной коммутативной
единицей
может
дифференциальной
быть
получена
алгебры.
из
ассоциативной
коммутативной
Связь
между
ассоциативными
дифференциальными алгебрами и алгебрами Новикова была также указана в
работе И.М. Гельфанда и И.Я Дорфмана. В работе А.С. Тихова установлено
соответствие
между алгебрами Новикова-Пуассона
с ассоциативной
коммутативной единицей и йордановами супералгебрами. В частности, А.С.
19
Тиховым было анонсировано, что алгебра Новикова-Пуассона проста тогда и
только тогда, когда проста соответствующая ей йорданова супералгебра. В.Н.
Желябиным и А.С. Тиховым [41] были описаны алгебры Новикова-Пуассона, у
которых алгебра Новикова не является простой алгеброй, а соответствующая ей
ассоциативная
коммутативная
дифференциально
простой.
В
дифференциальная
частности,
алгебра
доказано,
что
является
над
полем
характеристики ноль алгебра Новикова проста тогда и только тогда, когда
дифференциально проста ее ассоциативная коммутативная дифференциальная
алгебра. В связи с вышесказанным возникает вопрос как устроены алгебры
Новикова-Пуассона с произвольной ассоциативной-коммутативной алгеброй и
простой алгеброй Новикова?
В рамках выполнения проекта на 2 этапе работы коллективом исследователей
опубликовано 9, принято к печати 8, сдано в печать 7 научных статей (см.
Приложение А); сделано 6 докладов на отечественных и 10 докладов на
международных научных форумах (см. Приложение Б). В штат ИМ СО РАН
приняты молодые научные сотрудники: Гончаров Максим Евгеньевич, Дудкин
Федор Анатольевич и Кайгородов Иван Борисович.
2. ИЗУЧЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ГРУПП
Задача
Минковского
о полярном разложении линейных операторов
пространства
была сформулирована ак. Годуновым С.К. в связи с задачей
построения термодинамики в условиях специальной теории относительности.
Известна полная классификация лоренцево ортогональных операторов (см.,
например, [42] ). Известна жорданова классификация самосопряженных
операторов в эрмитовых пространствах с индефинитной метрикой [43]. Задача о
метрической классификации самосопряженных операторов в пространствах с
индефинитной метрикой
решение
задачи
о
также решена [44]. Мы предлагаем независимое
классификации
самосопряженных
операторов
в
пространствах Минковского.
20
Задача о полярном разложении потребовала решения задачи извлечения
квадратного самосопряженного корня S из оператора вида A*A , который в
данном случае
может и не существововать – критерий разрешимости был
найден. Существование полярного разложения линейного оператора A=QS, где
Q – лоренцево ортогональный, а S -- лоренцево самосопряженный линейный
оператор, приводит к еще одному необходимому дополнительному условию
совпадения ядер S и A. Ак. Годунов С.К. предложил далее 1) развить численные
алгоритмы для построения полярного разложения линейных операторов в
пространствах Минковского, 2) построить спектральные портреты для
некоторых лоренцево самосопряженных матриц. Чуркиным В. А. получено
полное
описание
линейных
операторов
пространства
Минковского,
допускающих полярное разложение, то есть разложение в произведение
лоренцево
самосопряженного
и
лоренцево
ортогонального
линейных
операторов.
Пусть G – группа. Обозначим через Ω(G) множество изоморфизмов
подгрупп конечного индекса группы G. Два таких изоморфизма φ1: H1 → H1’ и
φ2: H2 → H2’ назовем эквивалентными (пишем φ1~φ2), если существует такая
подгруппа конечного индекса H группы G, что оба изоморфизма определены на
H и φ1|H = φ2|H. Для двух данных изоморфизмов φ1 и φ2 из Ω(G) определим их
произведение φ1 φ2: φ1-1(H1’ H2) → φ2(H1’ H2) – изоморфизм из Ω(G). Фактор
множество Ω(G)/ ~ наследует умножение [α][β]=[αβ] и является группой
отностельно такой операции. Будем называть такую группу абстрактным
соизмерителем группы G (англ. abstract commensurator) или, для краткости,
соизмерителем группы G и обозначать Comm(G). Группа Comm(G), как
правило, гораздо больше, чем Aut(G). Например, Aut(Zn)
GL(n,Z), в то время,
как Comm(Zn) GL(n,Q). Соизмерители точно описаны лишь для нескольких
классов групп. Для группы MCGg классов отображений поверхностей Иванов
нашел Comm(MCGg). Фарб и Хэндэль доказали, что Comm(Out(Fn)) Out(Fn) для
n≥4. Лейнингер и Маргалит нашли соизмеритель группы кос Bn на n≥4 нитях.
Для группы Ноттингема соизмеритель подсчитал Ершов. В 1962 году Г.
21
Баумслаг и Д. Солитер [45] нашли серию нехопфовых групп с одним
соотношением простого вида в классе групп BS(p,q)= < a, t | t-1 ap t=aq >. Здесь p
и q – пара ненулевых целых чисел (параметры). На протяжении почти 50 лет эти
группы активно исследовались. Мескин доказал, что группа BS(p,q) финитно
аппроксимируема тогда и только тогда, когда p|q или q|p. Коллинз описал
группу автоморфизмов BS(p,q) при взаимно простых p и q. Коллинз и Левин
заметили, что группа BS(p,q), где |p| и |q| не равны единице и одно из чисел p и q
делит другое, имеет бесконечно порожденную группу автоморфизмов.
Доказано, что группа BS(p,q) при |p| не равном |q| не может быть подгруппой
фундаментальной группы связного ориентируемого 3-многообразия. Никакая
группа Баумслага-Солитера не может быть подгруппой гиперболической
группы. Группа BS(p,q) обладает автоматной структурой тогда и только тогда,
когда |p|=|q|. Таким образом, группы Баумслага-Солитера в настоящее время
исполняют роль тестовых групп. Многие вопросы об этих группах до сих пор не
решены. Несомненно, специалисты по теории групп будут в дальнейшем
обращаться к группам Баумслага-Солитера. Поэтому целесообразно иметь
наиболее полное описание их свойств, для облегчения исследований. Заметим,
что
для
разрешимых
групп
Баумслага-Солитера
вида
BS(1,n)
О.
В.
Богопольский уже описал абстрактный соизмеритель [46]. Полученный
результат охватывает более широкий класс групп Баумслага-Солитера и
дополняет результат Богопольского на случай взаимно простых параметров, не
равных единице.
3. ОЦЕНКА КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ
ПОСТАВЛЕННЫХ ЗАДАЧ
Локально конечные группы являются важным объектом теоретикогрупповых исследований, весьма близким к хорошо изученному классу
конечных групп. С другой стороны, как было впервые продемонстрировано
академиками П.С. Новиковым и С.И. Адяном, локально конечные группы
составляют весьма узкий подкласс класса в периодических групп. Так, в
22
свободных
бернсайдовых
группах
большого
периода
любая
конечная
подгруппа является циклической, что невозможно в неабелевых локально
конечных группах ограниченного периода. Поэтому актуальной является
проблема нахождения условий на строение и вложение конечных групп в
периодичесую группу, которые гарантируют её локальную конечность. К
настоящему времени в России и за рубежом получено много впечатляющих
результатов по этой проблематике и первенство здесь принадлежит российским
учёным. В первую очередь здесь следует назвать фамилии Шункова, Созутова,
Сучкова, Шлёпкина и их учеников. Успех в решении указанной проблемы
основывается на впечатляющих результатах Беляева и Боровика, показавших,
что группа, являющаяся объединением возрастающей последовательности
конечных простых групп лиева типа, изоморфна простой группе лиева типа над
локально конечным полем. В последнее время для решения проблемы успешно
привлекаются методы локального анализа, развитые при решении задачи
классификации конечных простых групп. Последним из полученных в этом
направлении результатов является теорема о том, что периодическая группа, в
которой любая конечная подгруппа двуступенно нильпотентна, обладает
нормальной локально конечной силовской 2-подгруппой, порождающей вместе
со своим централизатором всю группу. Она получена Д.В. Лыткиной и В.Д.
Мазуровым
[47], обоснована полным доказательством, и
поэтому её
достоверность не вызывает сомнения. Она распространяет ранее полученные
аналогичные результаты с класса 2-групп на произвольные периодические
группы и является результатом мирового уровня. С другой стороны, общая
проблема далеко не исчерпана и требует продолжения исследований.
Ближайшей задачей является изучение периодических групп, в которых каждая
конечная подгруппа удовлетворяет тождеству [x,y][x,y]=1.
Н.С.Романовским и А.Г.Мясниковым был найден широкий класс
разрешимых групп – жесткие группы, в котором удачно работают методы
алгебраической геометрии над группами. Затем первый автор доказал
принципиальный результат о нетеровости по уравнениям жестких групп и в
23
серии статей развил алгебраическую геометрию над делимыми распавшимися
жесткими группами [48, 49, 50]. Разработанные методы и техника применяются
нами к изучению возможности задания жестких групп через определяющие
соотношения и решению алгоритмических проблем над жесткими группами.
Доказывается, что если рассмотреть множество всех жестких групп ступени
разрешимости не выше m с данным конечным алфавитом X порождающих
элементов, на которых выполняется данный набор соотношений R, то в нем
существует лишь конечное число максимальных по накрытию групп, которые,
по сути, и определяются соотношениями R. Множество соотношений
называется полным, если максимальная группа всего одна. Доказывается, что
всякая конечно порожденная жесткая группа полно конечно определена. Указан
эффективный алгоритм построения по данному конечному множеству
соотношений R конечного набора эффективных представлений жестких групп,
содержащих все максимальные группы, тем самым решается вопрос о том,
является ли данное соотношение в классе жестких групп ступени разрешимости
не выше m следствием соотношений R, другими словами, доказывается
алгоритмическая разрешимость проблемы равенства. Есть надежда, что
подобными методами удастся решить и проблему сопряженности в жестких
группах. В этом направлении будут продолжены исследования. Планируется
также исследовать вопрос об алгоритмической разрешимости элементарной
теории делимой распавшейся жесткой группы.
Хорошо известно, что в теории конечных групп p-группы p-подгруппы и
p-элементы играют особую роль. Благодаря особенностям строения и, в
частности, нильпотентности, для таких групп, подгрупп и элементов удается
доказывать особые утверждения (условимся называть их p-теоремами), аналоги
которых для произвольных групп, подгрупп и элементов неверны, а зачастую
даже не могут быть сформулированы. Примерами таких утверждений являются:
теоремы
Силова
(краеугольный
камень
теории
конечных
групп
по
единодушному признанию специалистов);
теорема о нетривиальности центра произвольной нетривиальной p-группы и ее
24
следствие - теорема о нильпотентности p-групп;
теоремы о существовании нормального p-дополнения;
теорема Бэра-Судзуки, дающая критерий принадлежности произвольного
элемента p-радикалу;
теорема Пассмана-Зенкова о пересечениях силовских подгрупп.
Если рассмотреть некоторое множество π простых чисел, то для многих pтеорем можно сформулировать утверждения (как правило, неверные в общем
случае), которые получаются заменой числа p на множество π. Мы будем
называть такие утверждения π-аналогами соответствующих p-теорем или
просто π-теоремами. Можно также попытаться доказать справедливость той или
иной π-теоремы для того или иного класса конечных групп, а также изучить
свойства класса всех конечных групп, для которых эта теорема верна. Так
Ф.Холлом были введены в рассмотрение свойства (классы) Eπ, Cπ и Dπ
конечных групп, обозначающие справедливость для группы π-аналога одной из
трех теорем Силова. Более точно, говорят, что конечная группа G обладает
свойством (принадлежит классу)
Eπ, если G содержит π-холлову подгруппу (аналог силовской p-подгруппы);
Cπ , если G принадлежит Eπ и любые две π-холловы подгруппы группы G
сопряжены;
Dπ , если G принадлежит Cπ и всякая π-подгруппа группы G содержится в
некоторой π-холловой подгруппе.
Еще в 20-е годы Холл доказал, что всякая разрешимая группа обладает
свойством Dπ (или, как еще говорят, является Dπ-группой) для произвольного
множества
π
простых
чисел.
В
дальнейшем
многими
авторами
предпринимались попытки доказать одно из свойств Eπ , Cπ , Dπ для того или
иного класса конечных групп, а также научиться строить Eπ-, Cπ - и Dπ-группы
из уже известных. Была обнаружена тесная связь холловых свойств с
нормальным и композиционным строением группы. Более точно, было
доказано, что класс Eπ замкнут относительно взятия нормальных подгрупп и
гомоморфных образов, но не замкнут относительно расширений;
25
класс Cπ замкнут относительно взятия расширений, но не замкнут относительно
нормальных подгрупп;
класс Dπ замкнут относительно взятия гомоморфных образов.
Участникам проекта Д.О.Ревину и Е.П.Вдовину удалось завершить
описание холловых подгрупп в конечных просых группах и доказать
замкнутость класса Dπ относительно расширений и нормальных подгрупп, а
класса Cπ относительно гомоморфных образов. Из этих результатов следует,
что конечная группа обладает свойством Dπ тогда и только тогда, когда каждый
ее композиционный фактор обладает этим свойством. Поскольку для любой
конечной простой группы (в терминах ее естественных арифметических
параметров) был найден простой критерий ее принадлежности классу D π, для
любой конечной группы c известными композиционными факторами и любого
множества простых чисел π можно легко определить, обладает эта группа
свойством Dπ или нет. Для классов Eπ
и Cπ
были найдены критерии
принадлежности конечной группы G этим классам в терминах т.н. групп Gиндуцированных автоморфизмов. Таким образом, вопрос о справедливости
ослабленных аналогов Eπ и Cπ
теоремы Силова сведен к почти простым
группам. На сегодняшний день одной из наиболее актуальных задач данного
направления является получение арифметической характеризации почти
простых Eπ и Cπ -групп. Важно также изучить π-аналоги других p-теорем,
попытаться проследить связь между ними и, по возможности, получить
арифметическую характеризацию по образцу групп со свойством Dπ.
Спектром конечной группы называется множество порядков ее элементов.
Группы называются изоспектральными, если имеют одинаковые спектры.
Группа G называется распознаваемой по спектру, если все изоспектральные ей
конечные группы изоморфны между собой, т.е. изоморфны G. Группа G
называется почти распознаваемой по спектру, если с точностью до изоморфизма
существует только конечное число конечных групп, изоспектральных G.
Наибольший интерес проблема распознаваемости по спектру представляет для
неабелевых простых групп и групп, близким к ним.
Около 2000 г. была
26
видвинута гипотеза о том, что конечные простые классические группы
достаточно большой размерности почти распознаваемы по спектру.
За последние несколько лет сложилась следующая схема исследования
проблемы распознаваемости по спектру для простых групп. Простая неабелева
группа L называется
квазираспознаваемой по спектру, если любая
изоспектральная ей конечная группа содержит единственный неабелев
композиционный фактор и этот фактор изоморфен L. Накрытием группы L
называется конечная группа, гомоморфно отображающаяся на L. Группа L
называется
распознаваемой
по
спектру
среди
накрытий,
если
любое
собственное накрытие группы L не изоспектрально группе L. Отметим, что
квазираспознаваемая и распознаваемая среди накрытий группа L является почти
распознаваемой; более того, любая конечная группа, изоспектральная L,
изоморфна расширению группы L посредством некоторого автоморфизма.
Таким образом, упомянутая выше схема влючает в себя два этапа: проверка
свойства квазираспознаваемости и изучение спектров накрытий.
Графом простых чисел группы G называется граф, вершинами которого
являются простые делители порядка группы G и в котором две различные
вершины r и s соединены ребром тогда и только тогда, когда в G есть элемент
порядка rs. Ясно, что граф простых чисел группы восстанавливается по ее
спектру. К настоящему моменту свойство квазираспознаваемости изучено для
всех простых классических групп с несвязным графом простых чисел, кроме
групп из серий PSL(r,q), PSL(r+1,q), PSU(r,q) и PSU(r+1,q), где r - нечетно
простое число. В.Д. Лыткиным получен следующий результат.
Теорема 1. Пусть L=PSL(r, q), где r - нечетное простое число и r не делит q-1.
Тогда L квазираспознаваема по спектру.
В 2008 г. А.В. Заварницин показал, что все простые линейные группы
размерности больше четырех распознаваемы по спектру среди накрытий. Таким
образом, верно следующее
Следствие 1. Пусть L=PSL(r, q), где r - нечетное простое число и r не делит q-1.
Если G - конечная группа, изоспектральная L, то G изоморфна некоторой
27
группе H со свойством
L≤ H≤ Aut (L).
В частности, группа L почти
распознаваема по спектру.
Отметим, что методы, применяемые для доказательства теоремы 1, могут
быть использованы исследования квазираспознаваемости групп PSL(r, q), где r
- нечетное простое число и r делит q-1.
Как было уже отмечено, простые линейные группы распознаваемы среди
накрытий. М.А. Гречкосеевой рассматривалась соответствующая задача для
остальных классических групп, т. е. для унитарных, ортогональных и
симплектических групп. Как несложно показать, группа L распознаваема по
спектру среди накрытий тогда и только тогда, когда для любого конечного
векторного пространства V, на котором действует группа L, спектр
естественного полупрямого произведения VL строго содержит спектр группы L.
Хорошо известно, что свойства представлений конечных классических групп в
характеристике определения отличаются от свойств остальных представлений.
В соответствии с этим фактом задача о спектрах накрытий распадается на две
независимые части: одна часть касается произведений VL, где V и L
определены над полями одной характеристики, а второй - произведений VL,
где V и L определены над полями различных характеристик (вопросы 17.73 и
17.74 в "Коуровской тетради" соответственно).
Теорема 2. Пусть L - одна из простых групп PSU(n,q), где n ≥ 4, PSp(2n,q) и
Ω(2n+1,q), где n ≥ 3, PΩ(+,2n,q) и PΩ(-,2n,q), где n ≥ 4, и V - конечный L-модуль
над полем характеристики r, которая не делит q. Если L отлична от PSU(5,2) или
r отлично от 3, то спектр естественного полупрямого произведения VL строго
больше спектра группы L. Если L=PSU(5,2), то существует L-модуль V над
полем характеристики 3 такой, что спектры групп VL и L совпадают.
Доказательство теоремы 2 основывается на результате В.Д. Мазурова о
действии
циклического фробениусова дополнения и на результатах Л. Ди
Мартино и А. Е. Залесского
о степени минимального аннулирующего
многочлена элементов примарного порядка в представлениях классических
групп. Теорема 2 дает исчерпывающий ответ на вопрос 17.74 из "Коуровской
28
тетради" для классических групп. В дальнейшем планируется получить
аналогичные результаты для простых исключительных групп лиева типа, а
также изучить вопрос 17.73.
Как
уже
отмечалось,
граф
простых
чисел
конечной
группы
восстанавливается по ее спектру, поэтому утверждения о графе простых чисел
конечной группы могут быть использованы при решении проблемы ее
распознаваемости по спектру. В 2005 г. А.В. Васильев и Е.П. Вдовин [51]
указали критерий смежности в графе простых чисел для каждой конечной
простой группы. В частности, ими было найдено число вершинной
независимости этого графа, т.е. наибольший размер коклики. Как оказалось,
интерес представляет наибольший размер колики, но и описание всех коклик
такого размера. В рамках проекта А.В. Васильев и Е.П. Вдовин получили
соответствующее описание для всех конечных простых групп.
В 2009 г. У. Кантор
и А. Сереш нашли формулы для наибольших
порядков элементов в простых группах лиева типа над полями нечетных
характеристик. На основе этих формул ими была доказана теорема о том, что
три наибольших элемента спектра простой
группы лиева типа над полем
нечетной характеристики однозначно определяют эту характеристику. В.Д.
Лыткиным были найдены формулы для наибольших порядков полупростых
элементов в простых симплектических и ортогональных группах над полями
характеристики 2. Этот результат может быть использован для обобщения
теоремы Кантора и Сереша на весь класс простых групп лиева типа.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. 1. Hopf H., Über die Topologie der Gruppen-Mannigfaltigkeiten und ihre
Verallgemeinerungen. (German) Ann. of Math. (2) 42, (1941). 22–52.
2. Sweedier M. E.rHopf algebras, W. A. Benjamin, Inc., New York, 1969
29
3. Мальцев А. И., Аналитические лупы, Матем. сб., 36(78):3 (1955), 569–
576
4. Гончаров М. Е., Биалгебры Ли, возникающие из альтернативных и
йордановых биалгебр, Сиб. матем. журн., 51:2 (2010), 268–284
5. Pérez-Izquierdo, José M.; Shestakov, Ivan P. An envelope for Malcev
algebras. J. Algebra 272 (2004), no. 1, 379–393.
6. Brown, Robert B.; Hopkins, Nora C. Noncommutative matrix Jordan
algebras, Cayley-Dickson algebras, and Schafer's theorem. Comm. Algebra 23
(1995), no. 1, 373–397.
7. Hopkins N. C., Generalizes Derivations of Nonassociative
Algebras, Nova J. Math. Game Theory Algebra, 5 (1996), \No 3, 215--224.
8. Филиппов В. Т., Об алгебрах Ли, удовлетворяющих тождеству 5-ой
степени, Алгебра и логика, 34 (1995), \No 6, 681--705.
9. Филиппов В. Т., О δ-дифференцированиях алгебр Ли, Сиб. матем. ж., 39
(1998), \No 6, 1409--1422.
10. Филиппов В. Т., О δ-дифференцированиях первичных алгебр Ли},
Сиб. матем. ж., 40 (1999), \No 1, 201--213.
11. Филиппов В. Т., О δ-дифференцированиях первичных альтернативных
и мальцевских алгебр, Алгебра и Логика, 39 (2000), \No 5, 618--625.
12. Zusmanovich P., On δ-derivations of Lie algebras and superalgebras, J. of
Algebra, 324 (2010), \No 12, 3470--3486.
30
13. Кайгородов И. Б., О δ-дифференцированиях простых конечномерных
йордановых супералгебр, Алгебра и Логика, 46 (2007), \No 5, 585--605.
14. Кайгородов И. Б., О δ-дифференцированиях классических супералгебр
Ли, Сиб. матем. ж., 50 (2009), \No 3, 547--565.
15.
Кайгородов
И.
Б.,
О
δ-супердифференцированиях
простых
конечномерных йордановых и лиевых супералгебр, Алгебра и Логика, 49
(2010), \No 2, 195-215.
16. Кайгородов И. Б., Об обобщенном дубле Кантора, Вестник Самарского
гос. университета, 78 (2010), \No 4, 42-50.
17. Loday, Jean-Louis; Pirashvili, Teimuraz Universal enveloping algebras of
Leibniz algebras and (co)homology. Math. Ann. 296 (1993), no. 1, 139–158.
18. Kolesnikov, P. S. Conformal representations of Leibniz algebras. (Russian)
Sibirsk. Mat. Zh. 49 (2008), no. 3, 540--547.
19. Kolesnikov, P. S. Varieties of dialgebras, and conformal algebras. (Russian)
Sibirsk. Mat. Zh. 49 (2008), no. 2, 322--339.
20. Schafer R. D., “Noncommutative Jordan algebras of characteristic 0”, Proc.
Am. Math. Soc., 6 (1955), 472–475
21. Oehmke R. H., “On flexible algebras”, Ann. Math. (2), 68 (1958), 221–230
22. McCrimmon K., “Structure and representations of noncommutative Jordan
algebras”, Trans. Am. Math. Soc., 121 (1966), 187–199
31
23. Smith K. C., “Noncommutative Jordan algebras of capacity two”, Trans.
Am. Math. Soc., 158:1 (1971), 151–159
24. Скосырский В. Г., “Строго первичные некоммутативные йордановы
алгебры”, Исследования по теории колец и алгебр, Тр. Ин-та матем. СО
АН СССР, 16, Наука, Новосибирск, 1989, 131–163
25. Кантор И. Л.,
Йордановы и лиевы супералгебры, определяемые
алгеброй Пуассона, в сб. <<Алгебра и анализ>>, Томск, изд-во ТГУ
(1989), 55--80.
26. Kantor I. L., Connection between Poisson brackets and Jordan and Lie
superalgebras, in ``Lie Theory, Differential Equations and Representation
Theory'', publications in CRM, Montreal (1990), 213--225.
27. King D., McCrimmon K., The Kantor construction of Jordan Superalgebras,
Comm. Algebra, 20 (1992), \No 1, 109--126.
28. Пчелинцев С. В., Первичные алгебры и абсолютные делители нуля,
Изв. АН СССР. Сер. матем., 50:1 (1986), 79–100
29. Желябин В. Н., Шестаков И. П., Простые специальные йордановы
супералгебры с ассоциативной четной частью, Сиб. матем. журн., 45:5
(2004), 1046–1072
30.
Филиппов В. Т., n-Лиевы алгебры, Сиб. мат. ж., 26 (1985), \No 6,
126-140.
31. Гельфанд И. М., Дорфман И. Я., Гамильтоновы операторы и связанные
32
с ними алгебраические структуры, Функц. анализ и его прил., 13:4 (1979),
13–30
32.
Балинский
А.
А.,
Новиков
С.
П.,
Скобки
Пуассона
гидродинамического типа, фробениусовы алгебры и алгебры Ли, ДАН
СССР, 283, №5 (1985), 1036--1039.
33. Зельманов Е. И., Об одном классе локальных трансляционно
инвариантных алгебр Ли, ДАН СССР, 292, №6 (1987), 1294--1297.
34. Филиппов В. Т., Об одном классе простых неассоциативных алгебр,
Матем. заметки, 4, №1 (1989), 101--105.
35. Osborn J. M., Modules for Novikov algebras, in: L. A. Bokut' (ed.) et al.,
Second int. conf. algebra ded. mem. A. I. Shirshov, Proc. conf. algebra (August
20-25, 1991, Barnaul, Russia), Providence, RI, AM. Math. Soc., (Contemp.
Math., 184), (1995), 327--338.
36. Osborn J. M., Novikov algebras, Nova J. Algebra Geom., 1, №1 (1992), 113.
37. Osborn J. M., Simple Novikov algebra with an idempotent, Commun.
Algebra, 20, №9 (1992), 2729--2753.
38. Xu X., Novikov-Poisson algebra, J. Algebra, 190, №2 (1997), 253--279.
39. Xu X., Classification of simple Novikov Algebra and their irreducible
modules of characterestic 0, J. Algebra, 246, №2 (2001), 673--707.
40. Xu X., On simple Novikov algebras and their irreducible modules, J.
33
Algebra, 185, №3 (1996), 905--934.
41. Желябин В. Н., Тихов А. С., Алгебры Новикова-Пуассона и
ассоциативные коммутативные дифференциальные алгебры, Алгебра и
логика, 47, №2 (2008), 186—202.
42. Шафаревич И.Р., Ремизов А.О., Линейная алгебра и геометрия, М.
Физматлит, 2009.
43. Понтрягин Л.С., Эрмитовы операторы в пространстве с индефинитной
метрикой, Известия АН СССР, сер. Матем., 1944, Т. 8, N 6, С. 243—280
44. I.Gohberg, P.Lancaster, L.Rodman, Indefinite Linear Algebra and
Applications, Birkhauser-Verlag, 2005
45. Baumslag, Gilbert; Solitar, Donald Some two-generator one-relator nonHopfian groups. Bull. Amer. Math. Soc. 68 1962 199–201.
46. Bartholdi, L.; Bogopolski, O. On abstract commensurators of groups. J.
Group Theory 13 (2010), no. 6, 903–922
47. Лыткина Д. В., Мазуров В. Д., О периодических группах,
порожденных парой почти квадратичных автоморфизмов абелевой
группы, Сиб. матем. журн., 51:3 (2010), 599–603
48. Романовский Н. С., “Нётеровость по уравнениям жёстких разрешимых
групп”, Алгебра и логика, 48:2 (2009), 258–279
49. Романовский Н. С., “Делимые жёсткие группы”, Алгебра и логика,
47:6 (2008), 762–776
34
50. Романовский Н. С., “Неприводимые алгебраические множества над
делимыми распавшимися жёсткими группами”, Алгебра и логика, 48:6
(2009), 793–818
51. Васильев А. В., Вдовин Е. П., Критерий смежности в графе простых
чисел конечной простой группы, Алгебра и логика, 44:6 (2005), 682–725
52. Leger G.F., Luks E. M., Generalized derivations of Lie algebras, J. Of
Algebras, 228 (2000), 1, 165-203.
53. Komatsu H., Nakajama A., Generalized derivations with invertible values,
Comm. Algebra, 32 (2004), 5, 1937–1944.
54. Komatsu, H., Nakajima, A. (2003). Generalized derivations of associative
algebras. Quaestiones Math. 26:213–235.
55.
Zhang R.,
Zhang Y.,
Generalized
Derivations
of
Lie
superalgebras, Communications in Algebra,38:10 (2010), 3737–3751
56. Perez-Izquerdo, J., Unital algebras, ternary derivations, and local
triality., Algebras, representations and applications, 205–220, Contemp. Math.
483., Amer. Math. Soc., Providence, RI, 2009.
57. Jimenes-Gestal C., Perez-Izquierdo J.,Ternary derivations of finitedimensional real division algebras. Linear Alg. Appl., 428 (2008), 8-9, 2192–
2219.
58. Jimenes-Gestal C., Perez-Izquierdo J., Ternary derivations of generalized
Cayley-Dickson algebras. Comm. Alg., 31 (2003), 10, 5071–5094.
35
59. Burde, D., Lie algebra prederivations and strongly nilpotent Lie algebras.,
Comm. Algebra., 30 (2002), 7, 3157–3175.
60. Пожидаев А.П., n-арные алгебры Мальцева, Алгебра и логика, 40:3
(2001), 309–329.
36
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе исполнения 2 этапа «Постановка задач» получены следующие
результаты:
Доказано, что структура биалгебры Мальцева, заданная на алгебре Мальцева
M,
не
индуцирует
структуру
ко-Пуассоно-Мальцевской
алгебры
на
универсальной обертывающей алгебре U(M) алгебры М. Классифицированы
простые ассоциативные Z-конформные алгебры конечного типа. Построен
пример исключительной двупорождённой йордановой диалгебры. Получена
классификация
простых
конечномерных
некоммутативных
йордановых
супералгебр характеристики 0. Найдены условия существования обобщенной
супералгебры векторного типа с четной частью A и нечетной частью M, где М –
конечный проективный модуль ранга 1. Доказывается, что периодическая
группа, в которой любая конечная подгруппа двуступенно нильпотентна,
обладает нормальной силовской двуступенно нильпотентной подгруппой,
порождающей вместе со своим централизатором всю группу. Доказана
алгоритмическая
разрешимость
проблемы
равенства
для
конечных
копредставлений жестких групп. Доказано, что в конечных простых Eπ-группах
число классов сопряженных π-холловых подгрупп является ограниченным πчислом. Доказано, что любая Dπ-группа является Bsπ-группой. Получено полное
описание линейных операторов пространства Минковского,
допускающих
полярное разложение, то есть разложение в произведение лоренцево
самосопряженного и лоренцево ортогонального линейных операторов. Для
групп Баумслага—Солитера с взаимно простыми параметрами описана
групповая структура абстрактного соизмерителя и для каждой подгруппы
конечного индекса найдено копредставление её группы автоморфизмов.
Доказано, что при действии конечной простой классической группы G
размерности не меньше 8 на векторном пространстве над полем положительной
характеристики,
отличной
характеристики
определения
группы
G,
в
37
естественном полупрямом произведении всегда возникает элемент, порядок
которого отличен от порядка любого элемента группы G. Для каждой конечной
простой группы описаны коклики наибольшего размера в ее графе простых
чисел. Доказано, что простые линейные группы PSL(r,q), где r - нечетное
простое число и r не делит q-1, квазираспознаваемы по спектру. Найдены явные
формулы для нахождения максимальных порядков полупростых элементов
простых симплектических и ортогональных групп над полями характеристики
2. Доказано, что для произвольной алгебры Новикова-Пуассона коммутатор,
относительно умножения в алгебре Новикова, является йордановой скобкой на
ассоциативно-коммутативной алгебре. Для конечных простых линейных и
унитарных
групп
получены
достаточные
арифметические
условия
на
существование нетривиальных неподвижных точек элементов больших простых
порядков в эквихарактеристических модулях таких групп. Установлено
достаточное условие существования корня многочлена над гензелевым
нормированным полем.
Выполненные на 2 этапе работы соответствуют требованиям технического
задания, календарного плана и нормативной документации.
Приведены списки опубликованных работ, выступлений на научных
форумах, а также другие показатели успешной работы в рамках данного
проекта.
Полученные
результаты
имеют
мировой
уровень,
а
исполнители
представляют передовой фронт науки в указанных областях.
По результатам НИР напрашивается вывод о целесообразности продолжения
работ.
38
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ A. Список публикаций исполнителей
Опубликованные статьи:
1. Gubarev V. Yu, Kolesnikov P.S, The Tits-Kantor-Koecher Construction for Jordan
Dialgebras // Communications in Algebra. V. 39, № 2. P. 497— 520.
Импакт-Фактор :0.44
(см. http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/General/files/Impact-factor2009.zip )
2. Васильев А.В., Гречкосеева М.А., Старолетов А.М. О конечных группах,
изоспектральных простым линейным и унитарным группам // Сиб. мат.
журн. Т. 52, № 1. С. 39-53.
Импакт-Фактор :0.475
(см. http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/General/files/Impact-factor2009.zip )
3. Ревин Д. О., О π-теоремах Бэра-Судзуки // Сиб. матем. Журн., 52:2 (2011),
430–439
Импакт-Фактор :0.475
(см. http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/General/files/Impact-factor2009.zip )
4. Revin D.O., Vdovin E.P., An existence criterion for Hall subgroups of finite
groups, J. Group Theory 14:1 (2011), 93-101
Импакт-Фактор :0.471
(см. http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/General/files/Impact-factor2009.zip )
5. Kolesnikov P.S., On finite representations of conformal algebras // J. Algebra, 331
(2011), 169-193.
Импакт-Фактор :0.632
39
(см. http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/General/if-2009rus.html )
6. Beites P.D., Nicolas A.P., Pozhidaev A.P., Saraiva P., On a ternary quaternion
algebra, Comm. in Alg. 39, (2011) 830—842.
Импакт-Фактор :0.44
(см. http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/General/files/Impact-factor2009.zip )
7. Bardakov V.G., Bellingeri P., On representations of Artin-Tits and surface braid
groups, J. Group Theory, 14 (2011), 1, 143-163.
Импакт-Фактор :0.471
(см. http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/General/files/Impact-factor2009.zip )
8. Романовский Н.С., Копроизведения жестких групп // Алгебра и логика, 49, N
6 (2010), 803-818.
Импакт-Фактор :0.479.
(см. http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/General/if-2009rus.html )
9. Ершов Ю. Л., Об одной статье Р. Брауна // Сиб. матем. Журн., 52, N:2
(2011), 292–296
Импакт-Фактор :0.475
(см. http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/General/files/Impact-factor2009.zip )
Статьи, принятые к печати:
1. Желябин В. Н., Кайгородов И. Б., О δ-супердифференцированиях простых
супералгебр йордановых скобок // Алгебра и анализ.
2. Кайгородов
И.
Б., О δ-супердифференцированиях
полупростых
конечномерных йордановых супералгебр // Математические заметки.
3. Васильев А. В., Вдовин Е.П., Коклики максимального размера в графе
простых чисел конечной простой группы // Алгебра и логика
40
4. Ревин Д. О., О связи между теоремами Силова и Бэра-Судзуки // Сиб.матем.
Журн.
5. Voronin V., Special and exceptional Jordan dialgebras // Journal of Algebra and its
Applications.
6. Goncharov M. E., Structures of Malcev Bialgebras on a simple non-Lie Malcev
algebra. // Communications in Algebra.
7. Vdovin E. P. On the base size of a transitive group with point stabilizer // Journal
of Algebra and Computations.
8. Grechkoseeva M.A. On element orders in covers of finite simple classical groups //
Journal of Algebra.
Статьи, сданные в печать:
1. Желябин В. Н., Новые примеры простых йордановых супералгебр над
произвольным полем характеристики ноль // Алгебра и анализ.
2. Кайгородов И. Б., Об обобщенных δ-дифференцированиях // Сиб. Матем. ж.
3. Вдовин Е. П., Ревин Д. О., Обобщения теорем Силова // Успехи
математических наук.
4. Вдовин Е. П., Ревин Д. О., Шеметков Л. А., Формации Cπ-групп // Алгебра и
анализ.
5. Романовский Н. С., О представлениях жестких разрешимых групп через
определяющие соотношения // Алгебра и логика.
41
6. Желябин В. Н., Йордановы супералгебры векторного типа // Сиб. матем. ж.
7. Дудкин Ф. А., Об абстрактном соизмерителе групп Баумслага-Солитера //
Алгебра и логика
42
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Список сделанных исполнителями докладов
На всероссийских конференциях и семинарах:
1. Кайгородов И.Б. Об обобщенном дубле Кантора // 42-я Всероссийской
молодежной школы-конференции "Современные проблемы математики",
Екатеринбург, 30 января-6 февраля 2011 г. (секционный доклад).
2. Мазуров В. Д. Нерешенные задачи теории групп // 42-я Всероссийской
молодежной школы-конференции "Современные проблемы математики",
Екатеринбург, 30 января-6 февраля 2011 г. (пленарный доклад).
3. Воронин В. Ю. Специальные тождества для диалгебр // 42-я Всероссийской
молодежной школы-конференции "Современные проблемы математики",
Екатеринбург, 30 января-6 февраля 2011 г. (секционный доклад).
4. Губарев В.Ю., Симметрическая степень многообразия Грассмана // Вторая
школа-конференция «Алгебры Ли, алгебраические группы и теория
инвариантов» Москва, 2011г. 31 января-5 февраля 2011.
5. Лыткин
Д.В.,
О
максимальных
порядках
элементов
простых
симплектических и ортогональных групп в характеристике 2 // 42-я
Всероссийской молодежной школы-конференции "Современные проблемы
математики", Екатеринбург, 30 января-6 февраля 2011 г. (секционный
доклад).
6. Гречкосеева М. А., Порядки элементов в накрытиях исключительных групп
лиева типа //
42-я Всероссийской молодежной школы-конференции
"Современные проблемы математики", Екатеринбург, 30 января-6 февраля
2011 г. (секционный доклад).
43
На международных конференциях и семинарах:

Ревин Д. О. An Analogue of theBaer–Suzuki Theorem for the π–Radical of Finite
Groups (пленарный доклад) // Международный семинар Finite Groups and
Their Automorphisms, Стамбул (Турция), 7-11 июня 2011 год

Васильев А. В. On finite groups with the given set of element orders //
Международный семинар Finite Groups and Their Automorphisms, Стамбул
(Турция), 7-11 июня 2011 год

Воронин В. Ю. Теорема Макдональда для диалгебр // Международная
научная
конференция
"Студент
и
научно-технический
прогресс",
Новосибирск, 16-20 апреля 2011

Вдовин Е.П. On the base size of a transitive group with point stabilizer //
Международная конференция "Groups, combinatorics, computing", 11--16
апреля, г. Гэлуэй, Ирландия.

Мазуров В. Д. Нерешенные задачи теории групп // Международная
конференция “The first biennial international group theory conference 2011”,
Малайзия, 14-18 февраля 2011 г.

Чуркин В. А. Полярное разложение линейных операторов в пространствах
Минковского // 9-я Международная школа «Пограничные вопросы теории
моделей и универсальной алгебры» Эрлагол-2011, Россия, Новосибирск, 2227 июня 2011 г.

Кайгородов И. Б. δ-дифференцирования алгебр // 9-я Международная летняя
школа «Пограничные вопросы теории моделей и универсальной алгебры»
44
Эрлагол-2011, Россия, Новосибирск, 22-27 июня 2011 г.

Губарев В. Ю., Простые ассоциативные Z-конформные алгебры конечного
типа //
Международная научная конференция
"Студент и научно-
технический прогресс", Новосибирск, 16-20 апреля 2011

Руденко А. С., Редуцированно лиевы тернарные алгебры // Международная
научная
конференция
"Студент
и
научно-технический
прогресс",
Новосибирск, 16-20 апреля 2011

Лыткин Д.В. О группах, изоспектральных конечным простым линейным
группам простой размерности // Международная научная конференция
"Студент и научно-технический прогресс", Новосибирск, 16-20 апреля 2011
45
Download