2013年8月9日金曜日

p-divisible groups その3



* p-divisible group
- p-divisible groupの定義
- 完全体上での性質
- p:locally nilpotentの底空間上のp-divisible groupの変形と持ち上げ
- 一般の底空間上のp-divisible groupの分類のための、display, window, frame, 
- Grothendieck-Messing crystal
- universal vector space
- Dieudonne加群、Crystalとの対応

* p-divisible groupの一つの定義
p-divisible groupの一つの定義
- formal group Gが次の3つの条件をみたすこと
a)p倍写像が全射(p-divisible)
b)p倍写像の核が有限群スキーム
c)p-torsion

* formal groupに対する操作
- nilpotent algebra上の関手としての表現
formal schemeとしての表現
- 原点におけるcompletion
nilpotent idealで割った値がzero-sectionになるような表現関手として定義される。
原点におけるcompletionは常にformal Lie groupになる。
- hyper algebra
R上のp-divisible group G=Spf(C)に対して、
hyper algebraを H_{G}=Hom(C, R)と定義すると、これはaugmented algebraの構造が入る。
N->(GmH_{G})^(N)という関手が定まり、formal groupになる。
- hyper algebraのGroup-like elementからのGの値点の復元
G=Spf(C)として、
G(N)=Hom_{continuous algebra)(Cのaugmented ideal, N)
により、
G(N)->(GmH_{G})^
という単射が定まる。
この中でgroup-like elementsがGの値点になる。
- Lie代数
nilpotent algebra Nに対して、N^{2}=0をいれたalgebra上の値を対応させる関手として、
Lie代数が定義される。
- exponential map
Q上の代数に対しては、形式的にexponential mapが定義でき、nilpotent algebra上では有限和となる。
G(N)->(GmH_{G})^という埋め込みにより、写像の定義はGmH_{G}上で定めれば良い。
- divided power
pが可逆でないような代数に対しては、
nilpotent divided power付きのnilpotent algebra上でexponential mapを定義することができる。
- Grothendieck-Messing exponential
G:strictly pro-representableなformal groupに対しては、
LieG(N)とG(N)はexponential mapを通してisomorphism。

* p-divisible formal groupとconnected p-divislble group
- これは同値
- p-divisible groupに対して、原点でのformal completionによりconnected partを取り出せる
- connected p-divisible groupにはLie groupの構造が入る
     formally smooth

* p-divisible groupに対する操作
- 順像(?)
f:S->R, 環準同型によって、
S上のp-divisible groupをR上のp-divisible groupに制限することができる。
- 持ち上げ
R上のp-divisible groupをS上に持ち上げることができるか?
持ち上げ方にどの程度の任意性があるか?
という点が問題になる。
そのため、
Step1. 完全体上でp-divisible groupを線形的なデータで記述できることを見る
Step2. universal vector extensionを構成する
Step3. (Dieudonne) Crystalを構成する
Step4. nilpotent crystalline site上からcrystalline site上にcrystalが拡張できることを見る
(Step5. Frobenius射が全射となっている環上でA_{cris}を構成し、その上でcrystalからDiuedonne加群を構成する)
という手順がとられる。

* 完全体k上のp-divisible group
- W(k):kのWitt環に対して、F,Vの作用が入ったDieudonne加群が定義される
- G->M(G): Dieudonne加群の対応はp-divisible groupと有限自由Dieudonne加群との(反)同値
- 高さhのp-divisible groupはrank hのDieudonne加群に対応する
- Gの余接空間はM(G)/FM(G)とk-vector spaceとして同型
     (smoothな場合は)Gの次元は、length(M/FM)と同じ。
- G:connectedとFがtopologically nilpotentであることは同値
- G:etaleとF:bijectiveは同値
- Mはkのbase changeと可換

* Witt covector
0->Z_{p}->Q_{p}->Q_{p}/Z_{p}->0
という完全系列は、
Z/p^{n}Zの逆極限と順極限それぞれを取ってのextention。
その拡張として、finite Witt group schemeの逆極限、順極限を取ってのextensionとして、
Witt vectors, Witt bivectors, Witt covectorsのなす、
0->W(A)->BW(A)->CW(A)->0
という完全系列がある。
- M(G):=Hom(G,CW)
として、完全体上のDiuedonne加群の拡張が得られる。

* display
- display
完全体上のMに対して、pM⊂FM⊂M、VMに対応する性質を抜き出して、
(P,Q,F,F1)という4つ組として、displayが定義される。
displayに対して、height, dimension, Lie代数が定義される。
- nilpotent displayという概念が定義される
p:nilpotentを満たす環の上でnilpotent displayからformal p-divisible groupへの関手が定義され、同値。

LECTURES ON p-DIVISIBLE GROUP

TRAVAUX DE ZINK

2013年8月1日木曜日

p-divisible groups その2


複素アーベル多様体の場合、
- 普遍被覆空間の存在
- exponential mapの存在
- 可換Lie群に対応するLie環、その双対空間の生成元としての不変微分形式
- n倍写像によるisogenyの逆極限による普遍被覆空間の近似
- divisible groupの構造から、等分点の集合がdenseに存在する
- n倍写像によるisogenyの順極限、等分点集合による群構造の近似
- Hodge分解
により構造が記述されていた。
アーベル多様体に限らない群スキームについて類似の構造を探そう、とすると、
- 基礎体もしくはより一般の底空間上での有限(平坦)群スキームの構造の記述
- 逆極限、順極限の記述
- divisible groupの構造を持つ極限の記述
- LIe環の類似の概念がwell-definedであること
- exponential map, logarithm mapがwell-definedであること
が必要になってくる。

* formal group
- formal scheme
形式的冪級数環は、極大イデアルのべきで割ったnon-reducedな環の逆極限となっている。
これはNilpotent-algebraの圏から集合の圏への関手を表現している、と思える。
- formal group
formal schemeで(可換)群の圏への関手を経由し、topologically flatなものをformal groupと呼ぶ。
- formal duality
formal groupのdualはformal groupにはならないが、有限のレベルでのdualはfinite groupなので、
Artin局所環上のformal groupについて、formal dualityが成り立つ。
- formal groupの圏における完全列
有限群スキームの場合と同様、cokernelの定義が少し厄介。

* (R,m,k)上のformal group
R:pseudo-compact local ring
m:極大イデアル
k:標数pの剰余体
G: R上のformal group
- connected-etale sequenceの存在
** etale部分
closed fiber functorにより、
formally etale R-scheme G_{R}と
formally etale k-scheme G_{k}が対応する。
** 連結部分
- Frobenius, Verschiebung作用素
FV=p, VF=p
- k上の連結formal groupGはp冪等分点の順極限とformal groupとして同型
lim G[p^n] = G
- R上の連結formal groupGはp冪等分点の順極限とformal groupとして同型
** formal Lie group
formally smoothな連結formal groupをformal Lie groupと呼ぶ。
- 次元
formally smoothなので、対応する局所環は冪級数環。
その生成元の個数(=接空間の次元)をformal Lie groupの次元とする。
- Gorenstein property
- different, discriminant
- isogeny
f:G->Hがisogenyとはtopologically faithfully flat morphismかつ有限kernelをもつこと。
f:G->Hがformally etaleでないGの点をparametrizeするのは、different。

* p-Barsotti-Tate群
(R,m,k)上で、K:Rの商体で標数0とする。
- 有限のレベルでの群スキームの整合系がp-Barsotti-Tate群
G=(G_{n}, i_{n})
高さh、special fiber, generic fiberが定義される。
- dual
有限のレベルでのdualityからp-Barsotti-Tate群のdualityも定義される。

* Tate加群
G_{n}のKの分離閉包値の逆極限T(G)をTate加群と呼ぶ。
T(G)は、高さh、dualの概念がある。
また、p進整数係数のGalois加群となる。
- K上のp-Barsotti-Tate群を与えることとTate加群を与えることは同値
- Φ(G)
逆極限の代わりに順極限を取ると、Tate加群とHom,テンソル積に関して対応する加群ができる。
- Isogeny theorem
(R,m,k;K)で、Rが混標数の離散付値環の時、
Hodge-Tate分解が存在する。
また、Gはgeneric fiberG_{K}から復元できる。

Galois Representations arising from p-divisible groups