実4次曲面のrigid isotopy classes | K3 surfaces with involutions

K3 surfaces with involutions

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非特異実4次曲面のrigid isotopy classesは 169個 とわかっている.

(V.M. Kharlamov, Classification of nonsingular surfaces of degree 4 in RP^3 with respect to rigid isotopies, Funct Anal Appl. 18 (1984))


これには,まず,

Nikulinによる,

「偏極対合付きK3格子の同型類と,実K3曲面のモジュライ空間の連結成分(粗射影的同値類=coarsely projectively equivalence class)とのbijectiveな対応定理」を用いて,

n=4の場合に,

偏極対合付きK3格子の同型類の同型類が134 (see [共立2001, p.268])(私の計算では・・・135以上・・・・後日,計算し直しておきます)であることを数え上げる.


偏極対合付き格子の (genus,これは,同型類より弱い同値類である)は,Nikulinの研究によれば,有限個の不変量の組で表すことができ,その取り得る値のすべてを数え上げることができる.得られた各組は,偏極対合付き格子の種を表しているわけだが,実は,一部の例外を除いて,種は同型類と一致しているのである.
だから,例外的な種について,その中に同型類がいくつあるか,個々に調べれば,すべての同型類を得ることができる.その結果が,134 (or 135?) 個 ということである.


Nikulinの定理により,

「偏極対合付きK3格子の同型類と粗射影的同値類=coarsely projectively equivalence classは,bijectiveに対応」するが,

この粗射影的同値類とは,ある固定された「次数」の偏極実K3曲面のモジュライ空間の連結成分のことである.

このモジュライ空間は,ヒルベルトスキームのある部分集合を,PGL(N+1,R)の作用で割った空間である.

(4次曲面は,次数4のK3曲面, 6次曲線で分岐するCP^2の2重被覆は,次数2のK3曲面である.ほかの例は,Nikulinの論文参照.)


しかし,次数4の場合,この粗射影的同値類は,

実係数4変数4次斉次多項式の係数空間

        RP^N \ D_R

を,実射影線型変換群 PGL(4) の作用で割った空間の連結成分

のことである!!


よって,(RP^N \ D_R)/PGL(4) の連結成分が,

n=4に対する偏極対合付き格子の同型類と対応する.

だから,まずは,(RP^N \ D_R)/PGL(4) の連結成分の全体が,

偏極対合付き格子の同型類の全体という形で,

不変量の値の組を用いて,explicitに判明するのである


次に,Hilbert 第16問題では,Rokhlinにより導入されたrigid isotopy」という概念がある.rigid isotopy classes は,実4次曲面の場合,PGL(4)で割る前の,係数空間 RP^N \ D_R の連結成分である.


しかし,上で述べたように,Nikulinの結果を用いて,,(RP^N \ D_R)/PGL(4) の連結成分のほうを先に知るので,rigid isotopic classes を知るためには,

PGL(4)の作用で同一視されてしまうような RP^N \ D_R の連結成分がどれであるかを調べなければならない.

PGL(4)の連結成分は2個(1つは,恒等写像を含む連結成分,もう1つは,超平面に関する鏡映を含む連結成分)なので,

RP^N \ D_R の各連結成分は,鏡映によって,別の連結成分に移るか,あるいは,それ自身に移る(この場合は,PGL(4)の作用で閉じているということ).

後者のような連結成分(rigid isotopy class) は amphichiral であると呼ばれる.

従って,(RP^N \ D_R)/PGL(4) の各連結成分は,rigid isotopy classes を,1個,あるいは,2個含む.

Kharlamovは,RP^N \ D_R の各連結成分に対して,amphichiralであるかそうでないかを個々に調べ,RP^N \setiminus D_R の連結成分の数が169個であると結論したのである.


参考文献

●Rokhlin; Complex topological characteristic of ・・・・・ (1978)

●Kharlamov; Isotopy types of ・・・・ (1978)

●Kharlamov, Classification of nonsingular surfaces of degree 4 in RP^3 with respect to rigid isotopies, ・・・・(1984)

●[共立2001] 石川・齋藤・福井; 「代数曲線と特異点」 第II部 「実代数幾何学と特異点」 --ヒルベルト第16問題とその周辺-- 特異点の数理4,共立出版,2001.



(2009/5/25 修正しました)