En matemáticas , Hochschild homología (y cohomology) es una teoría de la homología para asociativos álgebras más anillos . También existe una teoría para la homología de Hochschild de ciertos functores . La cohomología de Hochschild fue introducida por Gerhard Hochschild ( 1945 ) para álgebras sobre un campo , y extendida a álgebras sobre anillos más generales por Henri Cartan y Samuel Eilenberg ( 1956 ).
Definición de homología Hochschild de álgebras
Deje que k sea un campo, A un asociativa k - álgebra , y M un A - bimodule . El álgebra envolvente de A es el producto tensorial de A con su álgebra opuesta . Los bimódulos sobre A son esencialmente los mismos que los módulos sobre el álgebra envolvente de A , por lo que, en particular, A y M se pueden considerar como A e- módulos. Cartan y Eilenberg (1956) definieron el grupo de homología y cohomología de Hochschild de A con coeficientes en M en términos del functor Tor y el functor Ext por
Complejo Hochschild
Deje que k sea un anillo, A un asociativa k - álgebra que es un proyectiva k -módulo, y M un A - bimodule . Escribiremos para el producto tensorial n veces de A sobre k . El complejo de cadena que da lugar a la homología de Hochschild viene dado por
con operador de límite definido por
donde está en A para todos y . Si dejamos
a continuación , por lo que es una cadena compleja llamada la Hochschild complejo , y su homología es la homología Hochschild de A con coeficientes en M .
Los mapas son mapas faciales que hacen de la familia de módulos un objeto simple en la categoría de k -módulos, es decir, un functor Δ o → k -mod, donde Δ es la categoría simplex y k -mod es la categoría de k -módulos. Aquí Δ o es la categoría opuesta de Δ. Los mapas de degeneración están definidos por
La homología de Hochschild es la homología de este módulo simple.
Relación con el complejo de bares
Hay un complejo de aspecto similar llamado el complejo Bar que formalmente se ve muy similar al complejo Hochschild págs . 4-5 . De hecho, el complejo Hochschild se puede recuperar del complejo Bar como
dando un isomorfismo explícito.
Como una auto-intersección derivada
Hay otra interpretación útil del complejo de Hochschild en el caso de anillos conmutativos, y más en general, para haces de anillos conmutativos: se construye a partir de la auto-intersección derivada de un esquema (o incluso esquema derivado) sobre algún esquema base . Por ejemplo, podemos formar el producto de fibra derivado
que tiene el haz de anillos derivados . Luego, si se incrusta con el mapa diagonal
El complejo de Hochschild se construye como el retroceso de la autointersección derivada de la diagonal en el esquema del producto diagonal.
A partir de esta interpretación, debería quedar claro que la homología de Hochschild debería tener alguna relación con los diferenciales de Kahler, ya que los
diferenciales de Kahler se pueden definir utilizando una auto-intersección de la diagonal, o más generalmente, el complejo cotangente ya que este es el reemplazo derivado de Diferenciales de Kahler. Podemos recuperar la definición original del complejo de Hochschild de un álgebra conmutativa estableciendo
y
Entonces, el complejo de Hochschild es cuasi-isomorfo para
Si es un álgebra plana , entonces está la cadena del isomorfismo
dando una presentación alternativa pero equivalente del complejo Hochschild.
Homología de functores de Hochschild
El círculo simplicial es un objeto simplicial en la categoría de conjuntos puntiagudos finitos, es decir, un funtor. Así, si
F es un funtor , obtenemos un módulo simplicial componiendo F con .
La homología de este módulo simplicial es la homología Hochschild del funtor F . La definición anterior de homología de Hochschild de álgebras conmutativas es el caso especial donde F es el funtor de Loday .
Functor de Loday
Un esqueleto para la categoría de conjuntos puntiagudos finitos está dado por los objetos
donde 0 es el punto base y los morfismos son el punto base que conserva los mapas de conjuntos. Sea A un k-álgebra conmutativa y M un bimódulo A simétrico . El functor Loday se da en objetos en por
Un morfismo
es enviado al morfismo dado por
dónde
Otra descripción de la homología de álgebras de Hochschild
La homología de Hochschild de un álgebra conmutativa A con coeficientes en un simétrico A- bimódulo M es la homología asociada a la composición
y esta definición concuerda con la anterior.
Ejemplos de
Los ejemplos de cálculos de homología de Hochschild pueden estratificarse en varios casos distintos con teoremas bastante generales que describen la estructura de los grupos de homología y el anillo de homología para un álgebra asociativa . Para el caso de las álgebras conmutativas, hay una serie de teoremas que describen los cálculos sobre la característica 0 que dan una comprensión directa de lo que calculan la homología y la cohomología.
Característica conmutativa 0 caso
En el caso de álgebras conmutativas donde , la homología de Hochschild tiene dos teoremas principales relacionados con álgebras suaves y álgebras no planas más generales ; pero el segundo es una generalización directa del primero. En el caso suave, es decir, para un álgebra suave , el
teorema de Hochschild-Kostant-Rosenberg pg 43-44 establece que hay un isomorfismo
por cada . Este isomorfismo se puede describir explícitamente utilizando el mapa anti-simetrización. Es decir, una forma n diferencial tiene el mapa
Si el álgebra no es uniforme, ni siquiera plano, entonces existe un teorema análogo que usa el complejo cotangente . Para una resolución simple , establecemos . Entonces, existe una filtración descendente en cuyas piezas graduadas son isomorfas a
Tenga en cuenta que este teorema hace que sea accesible para calcular la homología de Hochschild no solo para álgebras suaves, sino también para álgebras de intersección completa locales. En este caso, dada una presentación para , el complejo cotangente es el complejo de dos términos .
Anillos polinomiales sobre los racionales
Un ejemplo simple es calcular la homología Hochschild de un anillo polinomial de con -generadores. El teorema de HKR da el isomorfismo
donde el álgebra es el álgebra antisimétrica libre sobre en generadores. Su estructura de producto viene dada por el producto de cuña de los vectores, por lo que
para .
Característica conmutativa p caso
En el caso p característico, hay un contraejemplo útil para el teorema de Hochschild-Kostant-Rosenberg que aclara la necesidad de una teoría más allá de las álgebras simpliciales para definir la homología de Hochschild. Considere el -álgebra . Podemos calcular una resolución de como álgebras graduadas diferenciales libres
dando la intersección derivada donde y el diferencial es el mapa cero. Esto se debe a que simplemente tensamos el complejo anterior dando un complejo formal con un generador en grado al cuadrado . Entonces, el complejo de Hochschild está dado por
Para calcular esto, debemos resolverlo como un -álgebra. Observe que la estructura del álgebra
fuerzas . Esto da el término de grado cero del complejo. Luego, debido a que tenemos que resolver el núcleo , podemos tomar una copia de desplazado en grado y hacer que se asigne , con el núcleo en grado. Podemos realizar esto de forma recursiva para obtener el módulo subyacente del álgebra de potencias divididas.
con y el grado de es , es decir . Tensor de esta álgebra con over da
ya que multiplicado por cualquier elemento de es cero. La estructura del álgebra proviene de la teoría general sobre álgebras de potencia divididas y álgebras graduadas diferenciales. Tenga en cuenta que este cálculo se considera un artefacto técnico porque el anillo no se comporta bien. Por ejemplo, . Una respuesta técnica a este problema es a través de la homología topológica de Hochschild, donde el anillo base es reemplazado por el espectro de la esfera .
Homología topológica de Hochschild
La construcción anterior del complejo de Hochschild se puede adaptar a situaciones más generales, es decir, reemplazando la categoría de (complejos de) módulos por una
categoría ∞ (equipada con un producto tensorial) y por un álgebra asociativa en esta categoría. Aplicando esto a la categoría de espectros , y siendo el espectro de Eilenberg-MacLane asociado a un anillo ordinario, se obtiene la homología topológica de Hochschild , denotada . La homología de Hochschild (no topológica) introducida anteriormente se puede reinterpretar a lo largo de estas líneas, tomando la categoría derivada de módulos (como una categoría ∞).
Reemplazar los productos tensoriales sobre el espectro de la
esfera por los productos tensoriales sobre (o el espectro de Eilenberg-MacLane ) conduce a un mapa de comparación natural . Induce un isomorfismo en los grupos de homotopía en grados 0, 1 y 2. En general, sin embargo, son diferentes y tienden a producir grupos más simples que HH. Por ejemplo,
es el anillo polinomial (con x en grado 2), comparado con el anillo de potencias divididas en una variable.
Lars Hesselholt ( 2016 ) mostró que la función zeta de Hasse-Weil de una variedad adecuada suave puede expresarse utilizando
determinantes regularizados que involucran homología topológica de Hochschild.
Ver también
Referencias
-
Cartan, Henri ; Eilenberg, Samuel (1956), Álgebra homológica , Princeton Mathematical Series, 19 , Princeton University Press , ISBN 978-0-691-04991-5 , MR 0077480
-
Govorov, VE; Mikhalev, AV (2001) [1994], "Cohomología de álgebras" , Enciclopedia de Matemáticas , EMS Press
-
Hesselholt, Lars (2016), Homología topológica de Hochschild y función zeta de Hasse-Weil , Contemporary Mathematics, 708 , págs. 157–180, arXiv : 1602.01980 , doi : 10.1090 / conm / 708/14264 , ISBN 9781470429119 , S2CID 119145574
-
Hochschild, Gerhard (1945), "Sobre los grupos de cohomología de un álgebra asociativa", Annals of Mathematics , Segunda serie, 46 (1): 58–67, doi : 10.2307 / 1969145 , ISSN 0003-486X , JSTOR 1969145 , MR 0011076
-
Jean-Louis Loday , Homología cíclica , Grundlehren der Mathischen Wissenschaften Vol. 301, Springer (1998) ISBN 3-540-63074-0
- Richard S. Pierce, Álgebras asociativas , Textos de posgrado en matemáticas (88), Springer, 1982.
-
Pirashvili, Teimuraz (2000). "Descomposición de Hodge para homología Hochschild de orden superior" . Annales Scientifiques de l'École Normale Supérieure . 33 (2): 151-179. doi : 10.1016 / S0012-9593 (00) 00107-5 .
enlaces externos
Artículos introductorios
Caso conmutativo
-
Antieau, Benjamín; Bhatt, Bhargav; Mathew, Akhil (2019). "Contraejemplos de Hochschild-Kostant-Rosenberg en característica p ". arXiv : 1909.11437 [ math.AG ].
Caso no conmutativo