Pjateckii-Shapiro and Shafarevich (1971) その1 | 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. . .

I.I. Pjateckii-Shapiro, I.R. Shafarevich,

A Torelli theorem for algebraic surfaces of type K3,

Math. USSR Izvestija, 5-3 (1971) 547--588.



この論文は,代数的な K3 surfaceに対するThe global Torelli theoremを証明した論文である.


注意したいのは,この論文における「marked K3 surface」とは,

(代数的な) marked polarized K3 surface

を意味するということ.


これらに対しては,後に考案されたBurns-Rapoport periodでなく,従来の

   周期 [α_C(η)]  ∈ Ω(l)

  (ここで,ηは,X上のa nowhere vanishing holomorphic 2-form)


を考えるだけで,「marked polarized K3 surface」 を識別できることが書かれている.


marking を付すこと,Hodge isometry,さらに,effective Hodge isometry のアイデアが,代数的K3曲面に関するこの論文の中ですでに現れている.



●K3曲面に関するNikulinの論文を勉強するためには,

Pjateckii-Shapiro and Shafarevich のこの論文を(結果だけでも)読むことが必須です.




内容は以下のとおり:

Introduction

§1 Statement of the problem. Basic results

 marked polarized K3 surfaceの定義,それが同型であることの定義,

 周期領域 Ω

 Ω(l)・・・・Ωにおいて,l の直交補空間,これは,

 C^19におけるIV型対称領域の2つのコピーのdisjoint unionである.

 

 周期(period)の定義.


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 Torelli theorem for K3 surfaces

 marked polarized K3 surfaces(の同型類)はその周期により決まる.


 The second form of Torelli theorem

 X, X' を代数的K3曲面とし,それぞれの2次元ホモロジー群をH_X,H_X'

 とする.lattices H_X から H_X' へのisometryで,

 Xの周期をX'の周期に写し,

 Xのeffective classesをX'のeffective classesに写すもの

 (つまり,effective Hodge isometry)

 は,XからX'への(uniqueな)isomorphismから誘導される.


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 K3曲面Xに対するリーマン・ロッホの不等式と,

 それから導かれるX上のdivisorsに関する基本的性質の確認.



§2 Families of marked (polarized) K3 surfaces


 X を代数的K3曲面とし,FをX上のvery ample sheafとし,

 X ⊂ P^n を対応する埋め込みとする.(このnを固定する

 C を対応するdivisor classとする.(つまり,hyperplane sectionsのclass)

 すると,l(C)=n+1,C^2=2n-1,Cのgenus g(C) = n である.


 このような代数的K3曲面の集合は,

 the Hilbert scheme のa Zariski open set S' 上のfamilyを成す.

 (Grothendiek [9],p.23)


 Proposition 1 (p.554)

 scheme S' はsmoothである.(連結とは限らぬ)

           (注意: 後でわかる事から,S'の次元は19よりかなり大きいはず)



 このS'上のfamilyを考え,改めて,f' : X' → S'  とおく.

 各fiberにおいて,hyperlplane section の homology class ξ_s' を指定する.(polarized K3 surface)


 Lの元 l を指定する.


 S'の点s'で,H_{X'_s'}からLへのisometryで,ξ_s'を l に写すものが存在するようなs'の全体を

 S'_0

 とおく. (そのようなisometryが存在するためには,

 ξ_s'と l の最大約数が一致し, (ξ_s')^2 = l^2 であることが必要十分!)

 

すると,S'_0 は,S' のZariski connected component となっている.

このようにして,S'の各点s'で,このような S'_0 が得られる.



~~~~


 次に,S'の各点s'で,

 H_{X'_s'}からLへのisometryで,ξ_s'を l に写すもの全体を考える.

 (つまり,すべてのmarkingを考える)

 このようにして,

 すべての(考え得る)marked polarized K3 surfaces をfiberとするfamily

 f'' : X'' → S'' を作る.


 P^nへのactionにより,PGL(n+1, C)がX'' と S'' にactする.

 この作用によるquotientsを考える(考えることができる)ことにより,

 family


 f : X → S  を得る.


 すると,X と S は complex manifold になっている(p.557).

 

 そして,次の重要な Theorem 1 を得る:



 (次の記事に続く)


(2009/6/4 作成)

(2009/7/10 修正)