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秩至5及以上的整Grothendieck环的分类

量子代数 2025-09-18 v2 范畴论 群论 环与代数 表示论

摘要

在本文中,我们将Grothendieck环定义为可范畴化为复数域上融合范畴的融合环。如果一个整融合环的所有形式余次数都是整除全局Frobenius-Perron维数的整数,则称其为Drinfeld环。每个整Grothendieck环必然是Drinfeld环。利用整Drinfeld环的形式余次数构成一个和为1的埃及分数这一事实,我们推导出小秩情况下可能的全局FPdim的有限列表。应用Normaliz,我们用这些候选FPdim对所有融合环进行分类,仅保留那些允许Drinfeld结构的环。为了排除不是Grothendieck环的Drinfeld环,我们分析了到Drinfeld中心的归纳矩阵,该矩阵通过我们新的Normaliz特性进行分类。进一步的排除和构造涉及群论融合范畴和Schur乘子。我们的主要结果是秩至5的整Grothendieck环的完全分类,并利用Frobenius-Schur指示子和Galois理论将其扩展到秩至7的奇数维和非交换情形。此外,我们证明了任何秩至多为22的非交换、奇数维、整Grothendieck环都是秩为21的点化环。我们还分类了所有秩为6的整1-Frobenius Drinfeld环,识别了第一个已知的非Isaacs整融合范畴(结果证明是群论的),分类了秩为8的整非交换Drinfeld环,以及秩为9的整1-Frobenius MNSD Drinfeld环。最后,我们确定了最小秩的奇异简单整融合环:一般情况下秩为4,Drinfeld情形下秩为6,1-Frobenius Drinfeld情形下秩为7。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.07023,
  title  = {Classifying integral Grothendieck rings up to rank 5 and beyond},
  author = {Max A. Alekseyev and Winfried Bruns and Jingcheng Dong and Sebastien Palcoux},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.07023},
  year   = {2025}
}

备注

38 pages. Appendices moved to ancillary files. Added two new subsections: "1.1. Integral fusion categories in the literature" and "1.3. Computational vs. non-computational", and one new section: "4. Algorithmic details". Feedback is welcome!