Itenbergの方法 (1991) 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. . .

文献: Ilia Itenberg著,

Curves of degree 6 with one nondegenerate double point

and groups of monodromy of nonsingular curves,

Lecture Notes in Math., 1524, 267--288, 1992.

----------------------------------------------------

この論文の前半は,記述が直観的な部分があって読みにくいので,後半の,K3曲面の周期領域を用いた議論 (2. The reduction to a problem on K3-surfaces)を先に読むほうがよい.この論文のアプローチは,V.V. Nikulinの real lattice polarized K3 surfacesのモジュライの研究(1983) rank=2 の1例 (S = <2>+<-2>)となっている.ただし,markingの際に<2>, <-2> の各生成元についても指定していることに注意.

Itenberg氏本人によれば,この研究の詳細は彼のthesis(ロシア語)に書かれてあり,同様の研究方法が,Degtyarev-Itenberg-Kharlamov書: Real Enriques surfaces (L.N. in Math) において解説されているので参照とのこと.

--------------------------------------------------------------

 

p.280

LをK3格子とし,φはL上の格子の対合, h', δ' ∊ L,h'^2 = 2, δ'^2 = -2,  h'・δ' =0 とする.

isometry class (L, φ, h', δ') を先に与え、固定しておく.

L x C の元ω≠0で,

  ω・ω=0,ω・\overline{ω}>0,ω・h'=0,ω・δ'=0,φ(ω)=\overline{ω}

なるもの全体を考える.

この空間をR^xで割った商空間を Ω とおく.

ここで,R^xで割る前の空間を考えてみよう.

      ω = (ω_+, ω_-)

と表すと,(ω_+, ω_-) は,L_+ x R と L_{-, h, δ} x R の直和 に属する.

L_+ x R と L_{-, h, δ} x R の直和は,後半の条件:

   ω・h'=0,ω・δ'=0,φ(ω)=\overline{ω}

で定義される実ベクトル空間である.

L_+ と L_{-, h, δ} はともにLorenzian (hyperbolicともいう),つまり,form を対角化したときのpositive square の数が丁度1なので,前半の条件:

   ω・ω=0,ω・\overline{ω}>0

を満たす(ω_+, ω_-)の全体は,4個の連結成分からなる.なぜなら,ω_+, ω_- それぞれの第1成分の正負の組合せで,正正,正負,負正,負負,の4とおりとなるからである.これをR^xで割った商空間がΩなので,Ωは丁度2個の連結成分からなる.(正正 と 正負)

さらに,(-φ)の作用を考えると,(-φ)(ω_+) = - ω_+,  (-φ))(ω_-) = ω_-  なので,

(-φ)の作用により,上の2つの連結成分(正正 と 正負)は移り合う.

 

定義 (L, φ, h', δ') の自己同型で移り合うようなΩの元は,equivalentであると呼ぶ.

(-φ)(h') = h',(-φ)(δ') = δ'であることから,(-φ)は (L, φ, h', δ')の自己同型なので,(-φ)で移り合うΩの元はequivalent.そこで,(-φ)で移り合う元を同一視し,空間  Ω/{1, -φ}   を考える. この空間は, L_+ と L_{-, h, δ} それぞれから得られる Lobachevskii spaces ( と書く) の直積とみなせる.

 

p.281 

-----------------------------------------------

● (one ) double point が「非退化」であることの判定法

ωがnondegenerate double pointを1つ持つ実6次曲線に対応するmarked実K3曲面(markingに注意)の周期である

⇔(必要十分)

ω・v=0,v・h'=0,v^2=-2 なる v (in L)が,δ',-δ'のほかには存在しない.

(論文には一方向の主張のみ書いてあるように見えるが,必要十分であることが言える!)

-----------------------------------------------

 

L_+ と L_{-, h, δ} のどちらか一方は,δ'とmod 2Lで等しい元を持たないことが容易にわかるので,

collections { Ω_+^j }{ Ω_{-, h, δ}^i } のどちらか一方は唯1つのpolytopeからなることになる.

そこで,

       Ω_*

を,

  = { Ω_+^j }  (L_{-, h, δ} が δ'とmod 2Lで等しい元を持たないとき)

   { Ω_{-, h, δ}^i }

     L_+ が δ'とmod 2Lで等しい元を持たないとき)

と定める.しかるに,反正則対合conj を,後者が成り立つように選ぶことができるので,結局は,

         Ω_* = { Ω_{-, h, δ}^i }

とすることができる. ようやく定理2.1を述べる:

 

---------------------------------------------------------------------------

定理2.1.  (Itenberg,  p.282)

同型類(L. φ, h', δ')をひとつ固定する.

nondegenerate double pointを1つ持つ実6次曲線から決まるmarked実K3曲面 (X, conj)で,そのassociated involution (H_2(X, Z), conj_*, h, δ) が与えられた(L. φ, h', δ') にisometricであるものの全体を考える.

そのような曲線たちの rigid isotopy types は,

Ω_* に属するpolytopes (→ただし up to the automorphisms of (L. φ, h', δ')で考える) と bijective に対応する.

---------------------------------------------------------------------------