스핀 다양체: 두 판 사이의 차이

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[[미분기하학]]에서, '''스핀 다양체'''(spin多樣體, {{llang|en|spin manifold}})는 [[스피너]]장을 정의할 수 있는 [[다양체]]다. 즉 [[틀다발]] <math>P_\mathrm{SO}M\to M</math>을 이중 [[피복 공간]] <math>\operatorname{Spin}(n)\to\operatorname{SO}(n)</math>에 대하여 적절히 [[주다발]] <math>P_\mathrm{Spin}M\to M</math>으로 확장할 수 있는 [[가향다양체가향 다양체|가향]] ([[준 리만 다양체|준]]) [[리만 다양체]]다.
 
==스핀 구조==
<math>n</math>차원 [[가향 (다양체)|가향]] ([[준 리만 다양체|준]]) [[리만 다양체]] <math>(M,g)</math> 위의 '''스핀 구조'''({{llang|en|spin structure}})는 다음을 만족하는 [[스핀 군|Spin(''n'')]]-주다발 <math>\pi_{\operatorname{Spin}}\colon P_{\mathrm{Spin}}(M)\to M</math>과 이중 [[피복 공간]] <math>p\colon P_{\operatorname{Spin}}(M)\to P_{\operatorname{SO}}(M)</math> 으로 구성된다.
* <math>\pi_{\operatorname{SO}}\circ p=\pi_{\operatorname{Spin}}</math>
* 임의의 <math>x\in P_{\operatorname{Spin}}</math>, <math>h\in\operatorname{Spin}(n)</math>에 대하여 <math>p(x\cdot h)=p(x)\cdot\rho(h)</math>이다. (여기서 <math>\cdot</math>은 적절한 [[군의 작용]]이다.) 즉 군의 작용은 <math>p</math>와 가환한다.
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여기서 <math>\rho\colon\operatorname{Spin}(n)\to\operatorname{SO}(n)</math>은 [[군 준동형]]이고, <math>\pi_{\operatorname{SO}}\colon P_{\operatorname{SO}}(M)\to M</math>은 <math>M</math>의 [[접다발]] <math>TM</math>의 [[계량 텐서]] <math>g</math>에 대하여 불변인 회전 ([[로런츠 변환|로런츠]]) 변환으로 이루어진 <math>SO(n)</math> (또는 부호수에 따라 <math>SO(n-k,k)</math>) [[주다발]]이다.
 
'''스핀 다양체'''는 스핀 구조를 지닌 [[가향 다양체|가향]] ([[준 리만 다양체|준]]) 리만다양체다[[리만 다양체]]다.
 
<math>n</math>차원의 (적절한 부호수를 지닌) [[스피너]]의 복소 [[벡터 공간]]을 <math>\Delta</math>이라고 부르자. [[스핀 군]]은 스피너 공간에 [[유니터리 군|유니터리]]하게 작용한다. 즉 <math>\kappa\colon\operatorname{Spin}(n)\to\mathrm U(\Delta)</math>이다. 이에 따라, 그 [[올다발|올]]이 <math>\Delta</math>인 복소 [[벡터 다발]]
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다음과 같은 다양체들은 적어도 하나의 스핀 구조를 갖는다.
* 종수 ''g''의 콤팩트 [[리만 곡면]]은 2<sup>2''g''</sup>개의 스핀 구조를 갖는다. 이들은 대수기하학에서 '''[[세타 지표]]'''({{llang|en|theta characteristic}})라고 불린다.
* 모든 3차원 이하 [[콤팩트 공간|콤팩트]] [[유향다양체유향 다양체]]는 스핀 구조를 갖는다.
* [[초구]] ''S<sup>n</sup>''는 모두 스핀 구조를 갖는다.
* 홀수 차원 [[복소수 사영 공간]] <math>\mathbb{CP}^{2k+1}</math>은 스핀 구조를 갖는다.
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다음과 같은 다양체들은 적어도 하나의 스핀C 구조를 갖는다.
* 모든 4차원 이하 [[콤팩트 공간|콤팩트]] [[유향다양체유향 다양체]]는 스핀C 구조를 갖는다.
* 모든 [[개복소 다양체]]는 스핀C 구조를 갖는다.
* 모든 스핀 다양체는 스핀C 구조를 갖는다.