定義
まず,格子(lattice)とは,non-degenerate integral symmetric bilinear form のことをいう.
格子上のhomomorphismとは,群準同型かつformを保つものとし,
格子上の同型写像(isometry)とは,群の同型かつformを保つものとする.
φが格子L上の対合であるとは,homomorphismであって,φoφ=id_Lなること.
格子Lとその上の対合φの対(L, φ)を対合付き格子と呼ぶ.
定義(Nikulin)
偏極対合付き格子 (polarized integral involution) とは,triple
(L, φ, h)
で,L はunimodular lattice,φは格子L上の対合, h ∈ L, φ(h)=±h
なるものである.
p.136
Example 3.1.2
A を nonsingular projective algebraic variety of even dim k over R とする(曲面,4-folds など).
A(C) をそのcomplex point の集合とし,
H_k(A(C)) = H_k(A(C) ; Z)/tor
とおく.intersection form により, H_k(A(C)) はunimodular latticeである.(unimodularであることは,Poincare dualityより)
簡単のため,k=2 とする.
h ∈ H_2(A(C)) をhyperplane section のhomology class とすると,
conj_*(h) = -h
である.また,h^2 > 0 である. (ここで,h はprimitiveとは限らない)
すると, 偏極対合付き格子(polarized integral involution)
(H_2(A(C)), conj_*, h)
を得る.
p.137
さて,以後,polarized integral involutions (L, φ, h) の分類を考えていくが,
h^2 > 0,φ(h) = -h であるものを分類すれば十分である.
また,h を適当な自然数 k(h) で割ると,primitive in L となる.
この自然数 k(h) は (L, φ, h) のgenus invariant ("種"の不変量) である.
polarized integral involutions (L, φ, h) に対して,
L_+ = {x ∈ L | φ(x) = x },
L_- = {x ∈ L | φ(x) = -x },
とおく.(これらは,互いに直交補空間であることに注意)
L_+上のsignatureを (t_(+), t_(-)) とおく.
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以後,polarized integral involutions (L, φ, h) に対して,
L はunimodularかつevenで,signature (3, 19),
h^2 > 0, φ(h) = -h, h は Lの中でprimitive, t_(+)=1 (RSK3)
と仮定する.
(注 Nikulinの原論文よりも,強い条件を課した)
(明らかに,L_-上のsignatureは,(2, 19-t_(-)) となる)
さて,以下のように,polarized integral involution (L, φ, h) のgenus invariants を導入する:
n := h^2 (positive even integer),
L_+ のdiscriminant group は Z/2Z のいくつかの直和に同型となるが,
a 個の直和だとする.
δ_h = 0 if h・x ≡ 0 (mod 2) for ∀x ∈ L_-
1 otherwise
δ_φ = 0 if x ・φ(x) ≡ 0 (mod 2) for ∀x ∈ L
1 otherwise
δ_{φh} = 0 if x ・φ(x) ≡ x ・ h (mod 2) for ∀x ∈ L
1 otherwise
と定める.
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定理3.3.1
polarized integral involutions (L, φ, h) で (RSK3) を満たすものに対し,
(n, t_(-), a, δ_h, δ_φ, δ_{φh})
は, (L, φ, h) のgenusを決める.
ある場合(原論文参照)には,isomorphism class も決める.
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定理3.4.3
polarized integral involutions (L, φ, h) で (RSK3) を満たすし,不変量
(n, t_(-), a, δ_h, δ_φ, δ_{φh})
を持つものが存在するための必要十分条件は,
次のすべての条件:
I. Parity relation on L
n は偶数である.
II. Basic inequalities:
t_(-) ≦19
a ≦ min {1+t_(-), 21-t_(-)}
III. ・・・・・・不等式,合同式など(原論文を参照のこと)
IV. ・・・・・
V. ・・・・・・
VI. ・・・・・・
VII. ・・・・・・
を満たすことである![]()
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注意:
●定理3.4.3を用いて,polarized integral involutions (L, φ, h) で(RSK3)
と h^2 =n を満たすものに対して,不変量
(t_(-), a, δ_h, δ_φ, δ_{φh})
の取り得る値がすべてわかることになる!
すなわち,すべてのgenera (同型類より少し広い同値類) を数え上げることができる.そして,少しの例外を除いて,多くのgenus は同型類と一致している.
●定理3.10.1 のbijectiveな対応によれば,
Μ_{n,k}(R)に属する偏極実K3曲面に対して,そのassociated polarized integral involution の不変量 (t_(-), a, δ_h, δ_φ, δ_{φh}) の取り得る値がすべてわかることになる.
すると,不変量 t_(-), a, δ_h, δ_φ, δ_{φh} それぞれの位相的解釈がわかっていることから,
Μ_{n,k}(R)に属する偏極実K3曲面の位相的性質がわかることになる!