미분기하학이론물리학에서 남 변환(Nahm變換, 영어: Nahm transform)은 기본적으로 4차원 원환면 위에 정의된 양-밀스 순간자를 그 쌍대 원환면 위의 양-밀스 순간자 위에 대응시키는 변환이다.[1]

정의 편집

4차원 원환면   및 그 쌍대 원환면  이 주어졌다고 하자. 그렇다면,  의 임의의 점  에 대하여,   위의 자명한 4차원 복소수 벡터 다발   위의 평탄 접속

 

을 정의할 수 있다. 마찬가지로,  의 임의의 점  에 대하여,   위의 자명한 4차원 복소수 벡터 다발   위의 평탄 접속

 

을 정의할 수 있다.

이제, 다음이 주어졌다고 하자.

  •   위의  차원 복소수 벡터 다발  
  •   속의 접속  . 또한, 그 곡률은 반(半) 자기 쌍대이므로, 이는   양-밀스 순간자를 이룬다.

그렇다면, 남 변환   위의 복소수 벡터 다발   및 그 속의 양-밀스 순간자  에 대응시킨다.

구체적으로, 각  에 대하여,   위의  차원 차원 복소수 벡터 다발   위의 접속

 

을 정의할 수 있다. 그렇다면, 이에 대응되는 디랙 연산자

 

를 정의할 수 있다. 임의의  에 대하여 그 은 항상 0차원이며, 따라서 그 여핵  위의 복소수 벡터 다발을 이룬다.

 

복소수 힐베르트 공간  를 올로 하는 자명한 힐베르트 다발  을 생각하자. 그렇다면, 정의에 따라 자연스러운 사영 사상

 

이 존재하며, 따라서   의 부분 벡터 다발로 간주할 수 있다.

 

이에 따라서, 자명 벡터 다발   위의 자명한 접속으로부터   위의 자명한 접속을 유도할 수 있다. 이를  로 정의한다.

성질 편집

남 변환은   위의, 순간자수 n의 SU(k) 양-밀스 순간자  위의, 순간자수 k의 SU(n) 양-밀스 순간자에 대응시킨다. 이 변환은 또한 전단사 함수이며, 대합이다. 즉, 남 변환을 두 번 가하면, 원래 양-밀스 순간자를 얻는다.

응용 편집

남 변환은 초끈 이론으로 해석할 수 있다.[2] 구체적으로, 4차원 원환면   위에 감은  개의 D(4+p)-막을 생각하자. 그 위의 초대칭 게이지 이론 속에,  개의 양-밀스 순간자가 존재한다고 하자. 순간자는 D(4+p)-막 속에 녹은 Dp-막으로 해석할 수 있다. 이제, 4차원 원환면을 따라 T-이중성을 가하자. 그렇다면, k개의 D(4+p)-막들은 Dp-막이 되며, 반대로 n개의 Dp-막들은 D(4+p)-막이 된다. 이는 남 변환과 같다.

역사 편집

베르너 남(독일어: Werner Nahm)의 이름을 땄다.

참고 문헌 편집

  1. Jardim, Marcos (2004년 11월). “A survey on the Nahm transform”. 《Journal of Geometry and Physics》 (영어) 52 (3): 313–332. arXiv:math/0309305. Bibcode:2004JGP....52..313J. doi:10.1016/j.geomphys.2004.03.006. 
  2. Hori, Kentaro (1999). “D-branes, T-duality, and index theory”. 《Advances in Theoretical and Mathematical Physics》 (영어) 3: 281–342. arXiv:hep-th/9902102. 

외부 링크 편집