対合付き格子の不変量の位相的解釈 | K3 surfaces with involutions

K3 surfaces with involutions

Local and global Torelli theorems for complex K3 surfaces, periods of K3 surfaces, non-symplectic holomorphic involutions, anti-holomorphic involutions, Hilbert schemes of K3 surfaces, Nikulin's lattice theory, lattice-polarized K3 surfaces. . .

Nikulinの論文の紹介の続きです.


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定理3.10.5

Н_{n,k}(R)_{t_(-), a, δ_h, δ_φ, δ_{φh}} を,

(RSK3)を満たし,不変量 (n, t_(-), a, δ_h, δ_φ, δ_{φh}) をもつpolarized itentegral involution (L, φ, h) の同型類

に対応するcoarse projective equivalence class とする.


A ∈ Н_{n,k}(R)_{t_(-), a, δ_h, δ_φ, δ_{φh}} に対し,


       χ(A(R)) = 2t_(-) - 18.



(t_(-), a, δ_φ) = (9, 10, 0) のとき, A(R)は空である.

そうでないとき, A(R)は空ではなく,


       dimH_*(A(R); Z_2) = 24 - 2a


となる.つまり,(A, conj) は(M - a)-manifoldである.


A(R)が空でないとき,

δ_h = 0 ならば,

十分大きなある奇数mに対して,very ample linear system |mh| でAを射影空間P^Mに複素共役についてequivariantに埋め込んだとき,

Aのhyperplane sectionの実部(S^1のdisjoint union)は,H_1(A(R); Z_2)において0を代表する.またこの逆も成り立つ.

また,このことは,この埋め込みから誘導されるhomomorphism

    H_1(A(R); Z_2) → H_1(P^M(R) ; Z_2)

が0であることと同値である.



δ_φ = 0 ⇔ [A(R)]=0 in H_2(A(C) ; Z_2)


δ_{φh} = 0 ⇔ [A(R)]=h (mod 2) in H_2(A(C) ; Z_2)

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注意:

最後の2つの主張は,

格子 L = H_2(A(C) ; Z) において,

[A(R)] (mod 2L) が 対合 conj_* の characteristic element であることから.


(恒等写像のcharacteristic element は,c_1(A(C))で,K3曲面の場合は0)




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定理3.10.6 (real algebraic K3 surfaces の位相型)

Н_{n,k}(R)_{t_(-), a, δ_h, δ_φ, δ_{φh}} を,

(RSK3)を満たし,不変量 (n, t_(-), a, δ_h, δ_φ, δ_{φh}) をもつpolarized itentegral involution (L, φ, h) の同型類

に対応するcoarse projective equivalence class とする.



A ∈ Н_{n,k}(R)_{t_(-), a, δ_h, δ_φ, δ_{φh}} に対し,


A(R)は空または,orientableな(非連結かも知れない)閉曲面であり,

その位相型は,


1空集合               if (t_(-), a, δ_φ) = (9, 10, 0)

22つのトーラスのdisjoint union  if (t_(-), a, δ_φ) = (9, 8, 0)

3Σ_g ∪ k S^2 (残りの場合),

  ここで, g = (21 - t_(-) - a)/2, k = (1 + t_(-) -a)/2

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注意:

反シンプレクティック正則対合(anti-symplectic holomorphic involution)を持つK3曲面 (2-elementary K3 surfaces)

    (X, τ)

の場合も,τの不動点集合は,空集合またはX上の複素曲線となり,

その位相型(genus と P^1の数が重要)は,

対合付き格子

        (H_2(X, Z), τ_*)

の不変量

        (t_(-), a, δ_φ)

をpolarized integral involution の場合と同様に定めることにより,

上の定理3.10.6と全く同様に,


1空集合               if (t_(-), a, δ_φ) = (9, 10, 0)

22つのトーラスのdisjoint union  if (t_(-), a, δ_φ) = (9, 8, 0)

3genus g の曲線 ∪ k P^1 (残りの場合),

  ここで, g = (21 - t_(-) - a)/2, k = (1 + t_(-) -a)/2


となる!!


(V.V. Nikulin,

Factor groups of groups of automorphisms of hyperbolic forms with respect to subgroups

generated by 2-reflections,

J. Soviet Math. 22 (1983), 1401--1476. を参照)