비가환 기하학에서 퍼지 구(fuzzy球, 영어: fuzzy sphere)는 일반적인 를 비가환 공간으로 일반화한 경우다. 3차원 각운동량 연산자로 생성된다.

정의 편집

스핀 SU(2) 표현   ( )를 생각하자. 이들은   에르미트 행렬이며, 다음과 같은 관계를 만족시킨다.

 

여기서  는 3차원 레비치비타 기호다.

다음과 같은 총 각운동량 연산자를 생각하자.

 

이제 다음과 같이 좌표  를 정의하자.

 

그렇다면

 

이 되므로,  반지름 의 좌표로 생각할 수 있다. 이 비가환 공간을 퍼지 구(영어: fuzzy sphere)라고 한다. 영어: fuzzy 퍼지[*]는 ‘흐릿한, 보풀이 이는’을 뜻하는 형용사로, 좌표의 비가환성을 보풀에 비유한 것이다.

퍼지 구의 좌표들  는 서로 가환하지 않는다.

 

다만, 각운동량이 매우 큰 고전적 극한  을 취하면,  이 되어 가환구로 수렴하게 된다.

퍼지 구 위의 미적분 편집

퍼지 구 위의 함수는   에르미트 행렬이다. 이러한 함수  미분은 다음과 같이 정의할 수 있다.

 

이는  를 대입하면 올바른 결과를 얻는 것을 알 수 있다. 이를 사용하여 라플라스 연산자도 유사하게 정의할 수 있다.

적분대각합에 비례하게 다음과 같이 정의한다.

 

이렇게 하면, 상수함수   (단위행렬)을 대입해 퍼지 구의 겉넓이를 구할 수 있다.

 

따라서 고전적 극한  를 취하면 겉넓이가 가환구의 겉넓이  로 수렴하는 것을 알 수 있다.

역사 편집

존 마도어(영어: John Madore)가 1991년에 도입하였다.[1]

참고 문헌 편집

  1. Madore, John (1992년 1월). “The fuzzy sphere”. 《Classical and Quantum Gravity》 (영어) 9 (1): 69–87. doi:10.1088/0264-9381/9/1/008. ISSN 0264-9381.