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Cartan 矩陣


Cartan 矩陣是一個方陣整數矩陣,其元素 (A_(ij)) 滿足以下條件。

1. A_(ij) 是一個整數,是 {-3,-2,-1,0,2} 中的一個。

2. A_(ii)=2 對角線元素都為 2。

3. A_(ij)<=0 非對角線上。

4. A_(ij)=0 當且僅當 A_(ji)=0

5. 存在一個對角矩陣 D 使得 DAD^(-1) 給出對稱正定二次型

Cartan 矩陣可以與半單李代數 g 相關聯。它是一個 k×k 方陣,其中 kg李代數秩李代數單根是基向量,並且 A_(ij) 由它們的內積決定,使用 Killing 型

 A_(ij)=2<alpha_i,alpha_j>/<alpha_j,alpha_j>
(1)

實際上,它更像是一個值表,而不是一個矩陣。透過重新排序基向量,可以得到另一個 Cartan 矩陣,但它被認為與原始 Cartan 矩陣等價。

李代數 g 可以透過 3k 個生成元 {e_i,f_i,h_i} 重構,直到同構,這些生成元滿足 Chevalley-Serre 關係。實際上,

 g=h direct sum e direct sum f
(2)

其中 h,e,f 是由相同字母的生成元生成的李子代數

例如,

 A=[ 2 -1; -1  2]
(3)

是一個 Cartan 矩陣。李代數 g 有六個生成元 {h_1,h_2,e_1,e_2,f_1,f_2}。它們滿足以下關係。

1. [h_1,h_2]=0.

2. [e_1,f_1]=h_1[e_2,f_2]=h_2[e_1,f_2]=[e_2,f_1]=0

3. [h_i,e_j]=A_(ij)e_j.

4. [h_i,f_j]=-A_(ij)f_j.

5. e_(12)=[e_1,e_2]!=0f_(12)=[f_1,f_2]!=0

6. [e_i,e_(12)]=0[f_i,f_(12)]=0

從這些關係中,不難看出 g=sl_3 與標準的李代數表示

h_1=[ 1  0  0; 0  -1  0; 0  0  0]
(4)
h_2=[ 0  0  0; 0  1  0; 0  0  -1]
(5)
e_1=[ 0  1  0; 0  0  0; 0  0  0]
(6)
e_2=[ 0  0  0; 0  0  1; 0  0  0]
(7)
e_(12)=[ 0  0  1; 0  0  0; 0  0  0]
(8)
f_1=[ 0  0  0; 1  0  0; 0  0  0]
(9)
f_2=[ 0  0  0; 0  0  0; 0  1  0]
(10)
f_(12)=[ 0  0  0; 0  0  0; -1  0  0].
(11)

此外,Weyl 群可以直接從 Cartan 矩陣構建,其中它的行決定了對單根的反射。


另請參閱

Dynkin 圖, 李代數, 李代數根, 根系, 半單李代數, Weyl 群

本條目由 Todd Rowland 貢獻

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引用為

Rowland, Todd. "Cartan 矩陣." 來自 網路資源,由 Eric W. Weisstein 建立. https://mathworld.tw/CartanMatrix.html

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