del Pezzo surfaces の歴史 | 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. . .

以下は,

Valery Alexeev and Viacheslav V. Nikulin,

Del Pezzo and K3 surfaces,MSJ Memoir (2006)

より,引用しました.



1849年,CayleyとSalmonは,ある非特異cubic surface Z上に,27本のlinesを発見した.今ではそれらは,nonsingular del Pezzo surface Z of degree 3上のすべての例外曲線であることがわかっている.

ここで,del Pezzo surface Z のdegree d とは,d=(K_Z)^2 のことである.


nonsingular del Pezzo surfaces の分類はよく知られており,有理曲面の古典的な例となっている.

     文献: Nagata, On rational surfaces I, II, (1960)

         Manin,

           Cubic forms: Algebra, geometry, arithmetic, Amsterdam 1986

         Manin and Tsfasman,

           Rational varieties: algebra, geometry, arithmetic,

           Russ. Math. Surv. 41 (1986), no.2, 51-116.


nonsingular del Pezzo surfacesとreflection groupsの関係は,かなり昔に見出されていた.

Schoutte(1910)は,非特異3次曲面上の27本のlinesと,R^6の中のあるpolytopeの頂点たちの間に,incidence-preserving bijection があることを注意した.現在用語で言えば,このpolytopeは,reflection group W(E_6) のan orbit のconvex hull である.

Coxeter (1928)と Du Val (1933)は,degree 2 and 1 のdel Pezzo surface 上の(-1)curvesと,W(E_7),W(E_8)のreflection polytopes の間に同様の対応があることを見つけた.


Du Val (1934a)は,reflection group と特異曲面の間の関係を最初に研究した人で,Du Val 特異点を導入した.

特異3次曲面の持ちうる特異点は,Schlaefli (1863) とCayley(1869)が分類した.

Du Val (1934b)は,surfaces of del Pezzo series of degree 2 and 1,すなわち,

2重被覆 Z_2 → P^2 ramified in a quartic,および,

2重被覆 Z_1 → Q (quadratic cone) ramified in an intersection with a cubic

上のDu Val 特異点のすべての可能なconfigulationsを見つけた.

かなり後で証明された(Demazure1980, Hidaka-Watanabe1981)ように,これらは,丁度,Gorenstein log del Pezzo surfaces of degree 2 and 1 であった.


Du Val は,次の面白い事実を観察した:

del Pezzo surfaces Z_d of degree d with Du Val singularities 上の特異点の配置は,type E_{9-d} のreflection groupの中のreflectionsで生成される部分群(すなわち,root subsystems)と,1対1に対応する.


特異点の配置が,あるreflection subgroupsに対応するという事実の現代的な解釈は,次の通りsimpleである:

「a Gorenstein del Pezzo surface Z のthe minimal resolution Y 上の(-2)curvesは,

the lattice (K_Y)^⊥(これは,type E_{9-d}のroot lattice)の中にある」


1970年代になり,Gorenstein del Pezzo surfaces と,単純楕円型特異点の変形との関わりが注目されるようになった.(Looijenga, Topology1977,Pinkham, AMS 1977, Bruce and Wall, LMS 1979)


Demazure (LN in Math 777, 1980) と Hidaka-Watanabe (Tokyo J. Math 1981) は,次の事実を確立した:

Gorenstein log del Pezzo surfaces Z_d (≠ P^1 x P^1) のthe minimal resolutions Y_d は,丁度,P^2上の"almost general position"にある(9-d)点のblowupたちであり,

Z_dは,このようなblowupたちからすべての(-2)curvesをcontractすることにより得られる.

(Du Valは,この事実に気づいていたが,現代的定義と道具がなかったので証明できなかった)