algebras de Hopf punteadas
5.5. CATEGOR´ IAS M ´ ODULO SOBRE H(Q)
Como grAest´a generada por{xl, ef :l∈Y, f ∈F} entoncesAest´a ge-
nerada como ´algebra por {yl, ef :l∈Y, f ∈F}.
Ahora, sea B =A⊗ KZ. Entonces B tiene una estructura de com´odulo ´
algebra para la cual la inclusi´on can´onica A ,→A⊗1⊂B es un homomor- fismo. La estructura de ´algebra es la siguiente: parai∈Y,j∈Z,f ∈F,
(yi⊗1)(1⊗yj) = (yi⊗yj); (1⊗yj)(yi⊗1) = qjiyi⊗yj +ξCeC ⊗1, siiBj=j; qjiyjBi⊗yj −qjiqjBi jyiyjBi⊗1 +ξCeC⊗1, siiBj6=j, iBj∈Y; qji1⊗yjBiyj−qjiqjBi jyi⊗yjBi+ξCeC⊗1, siiBj6=j, iBj /∈Y; (ef ⊗1)(1⊗yj) =ef ⊗yj; (1⊗yj)(ef ⊗1) =χ−1j (f)ef ⊗yf−1·j.
Aqu´ıC se refiere a la clase C ∈ R0 tal que (j, i) ∈C. Recordemos que
por definici´on ξC = 0 sigC ∈/ F. Entonces la aplicaci´on
(5.23) m:B → A(X, F, ψ, ξ), a⊗x7→ax
es un epimorfismo de ´algebras. Ahora, si
A3a7→a(−1)⊗a(0) ∈ H ⊗A yKZ 3x7→x(−1)⊗x(0)∈ H ⊗ KZ
denotan a las coacciones correspondientes, definamos λ:B → H ⊗B como
λ(a⊗x) =a(−1)x(−1)⊗a(0)⊗x(0). Es inmediato ver queλest´a bien definida.
Hacemos esto caso por casa en la definici´on de la multiplicaci´on deB dada arriba. Por ejemplo, siiBj6=j yiBj ∈Y, entonces tenemos
λ(1⊗yj)λ(yi⊗1) = (gj ⊗(1⊗yj) +xj⊗(1⊗1))(gi⊗(yi⊗1) +xi⊗(1⊗1)) = (gj ⊗(1⊗yj))(gi⊗(yi⊗1)) + (xj⊗(1⊗1))(gi⊗(yi⊗1)) + (gj⊗(1⊗yj))(xi⊗(1⊗1)) + (xj⊗(1⊗1))(xi⊗(1⊗1)) =gjgi⊗(1⊗yj)(yi⊗1) +xjgi⊗(yi⊗1) +qjixjBigj⊗(1⊗yj) +xjxi⊗(1⊗1) =gjgi⊗(qjiyjBi⊗yj−qjiqjBi jyiyjBi⊗1 +ξCgC⊗1) +xjgi⊗(yi⊗1) +qjixjBigj⊗(1⊗yj) + (qjixjBixj−qjiqjBi jxixjBi⊗1)⊗(1⊗1),
lo que coincide con λ(qjiyjBi⊗yj−qjiqjBi jyiyjBi⊗1 +ξCgC⊗1).
As´ı, B es unaH-com´odulo ´algebra con
dimB = dimAdimKZ = dimKY dimKZ|F|= dimA(X, F, ψ, ξ),
por la Observaci´on 5.14 y luego el mapam en (5.23) es un isomorfismo.
Formulamos ahora el principal resultado de este cap´ıtulo. Nos restingi- mos a G=S3. Para cada h∈G, sea ξhC =ξh−1·C. Recordemos que denota- mos por B(Y, F, ψ, ξ) a la sub-com´odulo ´algebra de A(X, F, ψ, ξ) generada por {yi}i∈Y, y que en este caso B(Y, F, ψ, ξ) =A(Y, F, ψ, ξ).
94 5. CATEGOR´IAS M ´ODULO
Teorema 5.32. 1. Sea M una categor´ıa m´odulo indescomponible y exacta sobreRep(H(Q)), entonces existen
(i) un subgrupo F < G, y un 2-cocicloψ∈Z2(F,k×),
(ii) un subconjunto Y ⊂X tal queF ·Y ⊂Y,
(iii) una familia de escalares {ξC}C∈R0 compatible con (Y, F, ψ), tales que hay una equivalencia de m´odulos M 'B(Y,F,ψ,ξ)M. 2. Sean (Y, F, ψ, ξ), (Y0, F0, ψ0, ξ0) dos familias como en 1. Existe una
equivalencia de categor´ıas m´odulo B(Y,F,ψ,ξ)M 'B(Y0,F0,ψ0,ξ0)M si y s´olo si existe un elemento h ∈ G tal que F0 = hF h−1, ψ0 = ψh,
Y0 =h·Y y ξ0 =ξh.
Demostraci´on. 1. Por el Corolario 5.29 podemos asumir queMes una categor´ıa m´odulo indescomponible y exacta sobre grH(Q) =H. Se sigue de [AM, Theorem 3.3] que existe una H-com´odulo ´algebra a izquierda A H- simple a derecha tal que M 'AM. El Teorema 1.70 junto con el Teorema 5.10 implican que existe un subgrupoF < G, y un 2-cociclo ψ∈Z2(F,k×),
junto con un subconjunto Y ⊂ X, F ·Y ⊂ Y, tal que grA = KY#kψF.
Aqu´ıA0=kψF. Luego el resultado se sigue del Lema 5.31.
2. Asumamos que las categor´ıas m´odulo B(Y,F,ψ,ξ)M,B(Y0,F0,ψ0,ξ0)M son equivalentes, entonces el Teorema 5.2 implica que existe un elementoh∈G
tal queB(Y0, F0, ψ0, ξ0)'hB(Y, F, ψ, ξ)h−1 comoH-com´odulo ´algebras. El mapa de ´algebras α : hB(Y, F, ψ, ξ)h−1 → B(h·Y, hF h−1, ψh, ξh) definido por
α(hefh−1) =ehf h−1, α(hylh−1) =χl(h)yh·l,
para cada f ∈F,l∈Y, es un isomorfismo bien definido de com´odulo ´alge- bras . Luego B(Y0, F0, ψ0, ξ0)' B(h·Y, hF h−1, ψh, ξh) y usando el Teorema
5.19 (3) obtenemos el resultado.
Como una consecuencia inmediata del Teorema 5.32 tenemos el siguiente resultado.
Corolario5.33. LosH-objetos de Galois son de la formaA(X, G, ψ, ξ). Demostraci´on. Sea A un H-objeto de Galois. Entonces AM es una
categor´ıa m´odulo exacta sobre RepH. M´as a´un,AMes indescomponible. En
efecto, en caso contrario existir´ıa un ideal bil´atero propioJ ⊂A H-estable [AM, Proposition 1.18]. As´ı, can(A⊗J) = can(J ⊗A), lo que contradice la biyectividad de can (ver Definici´on 1.45, en la p´agina 11). Luego, por el Teorema 5.32 existe un dato (X, G, ψ, ξ) tal que A∼=A(X, G, ψ, ξ).
Cap´ıtulo 6
´
Algebras de Hopf punteadas con trenza est´andar
En este cap´ıtulo mostramos que cualquier ´algebra de Hopf punteada cuya trenza infinitesimal es de tipo diagonal est´andar, ver Definici´on 2.8 en p´agina 24 est´a generada por sus elementos grupezcos y casi primitivos. Mostramos tambi´en que las relaciones cu´anticas de Serre se satisfacen en cualquier ´algebra de Hopf punteada de dimensi´on finita que es corradical- mente graduada sobre un grupo abeliano Γ. Este resultado extiende el [AS4, Lemma 5.4], donde se llega a esa conclusi´on en el caso Cartan. Finalmente, determinamos c´omo estas relaciones se levantan en el caso est´andar.
6.1. Generaci´on en grado uno
En esta Secci´on, Γ denotar´a un grupo abeliano finito yS =L
n≥0S(n)
un ´algebra de Hopf trenzada graduada de dimensi´on finita en ΓΓYD tal que
S(0) = k1 y tal que est´a generada como ´algebra por S(0)⊕S(1). Fijamos
una base {x1, . . . , xθ} de V := S(1), conxi ∈S(1)χgii para algunos gi ∈Γ y
χi∈Γ, y llamamosˆ qij :=χj(gi).
Mostraremos que dada una tal S, si V es un espacio vectorial trenzado de tipo est´andar, entonces S es el ´algebra de Nichols B(V) asociada a V. En particular, obtenemos el principal resultado de este cap´ıtulo, esto es que cualquier ´algebra de Hopf punteada de dimensi´on finita sobre Γ con trenza infinitesimal de tipo est´andar est´a generada por elementos grupezcos y casi primitivos.
Empezamos probando en la siguiente Proposici´on que las relaciones cu´anticas de Serre adc(xi)1+mij(xj) = 0 se satisfacen enS, no necesariamen-
te de tipo est´andar. En la prueba utilizamos la clasificaci´on de los diagramas de Dynkin generalizados asociados a ´algebras de Nichols de dimensi´on finita de [H].
Proposici´on 6.1. Sea S como arriba. Entonces, (6.1) adc(xi)1+mij(xj) = 0, para todoi6=j tal que q
mij+1
ii 6= 1.
Demostraci´on. Supongamos que adc(xi)1+mij(xj)6= 0 para alg´un i6=
j tal que qmiiij+1 6= 1 (y luego qiimijqijqji = 1 por la definici´on de mij, ver
Definici´on 2.8).
Para empezar, comenzamos como en [AS4, Lemma 5.4]. Seanm=mij,
q =qii,y1 :=xi,y2:=xj yy3:= adc(xi)1+m(xj). Tambi´en,
h1 =gi, h2=gj, h3=gim+1gj,
η1 =χi, η2 =χj, η3 =χm+1i χj, 95
96 6. TRENZA EST ´ANDAR
luego yk ∈ Shηkk, 1 ≤ k ≤ 3. Notemos que y3 ∈ S es primitivo, ver [AS3,
Lemma A.1] Si W = k{y1, y2, y3}, entonces B(W) es de dimensi´on finita.
En efecto, el ´algebra khWi ⊂ S y adem´as khWi B(W). Luego, como
dimS < ∞, tenemos que dimB(W) < ∞. Calculamos la correspondiente matriz de la trenza (Qkl=ηl(hk))1≤k,l≤3, y consideramos el correspondiente
diagrama de Dynkin generalizado:
(6.2) ◦qjj q−m(m+1)q2 jj J J J J J J J J J ◦q q−m|||| | | | | qm+2 ◦q m+1q jj.
En consecuencia, este diagrama deber´ıa aparecer en [H, Table 2]. Con- sideramos diferentes casos.
Caso I: QklQlk6= 1 para todo 1≤k < l≤3.
Por [H, Lemma 9(ii)], 1 =Q
k<lQklQlk=q2−m(m+1)qjj2 , y al menos uno
de los v´ertices est´a etiquetado con−1. Notemos que q 6=−1 porque en tal caso m= 0 (asumimos qm+1 6= 1). Tambi´en,q
jj 6=qm+1qjj por hip´otesis, y
por lo tanto exactamente uno de los v´ertices est´a etiquetado con−1. Si qjj = −1, entonces 1 = (qm+1qjj)(q−m(m+1)q2jj) = −q
1−m2 y
m= 1 por el mismo Lema, pero esto es una contradicci´on. Siqm+1qjj =−1, entonces 1 =qqm+2 =qm+3 y
1 =qjj(q−m(m+1)qjj2 ) =qjj3q−m(m+3)+2m =qjj3q2m,
por el mismo Lema, luego
−1 = (−1)3=q3jjq3m+3= (qjj3 q2m)qm+3 =qm+3,
lo que es una contradicci´on. Por lo tanto (6.2) no pertenece a este caso.
Caso II: Q12Q21=q−m = 1.
Aqu´ım= 0, luego tenemos
(6.3) ◦q q2 ◦ qqjj q2 jj ◦qjj.
Si qjj =−1 entonces tenemos el subdiagrama conexo ◦q
q2 ◦
−q . Note-
mos que este diagrama no tiene v´ertices etiquetados con−1 y las etiquetas de los v´ertices son diferentes. Tambi´en, el diagrama no es tipo Cartan finito y no corresponde a los diagramas sin−1 en los v´ertices en las filas 5, 9, 11, 12, 15 de [H, Table 1], y luego los descartamos.
Si qjj 6= −1 pero q =−1 tenemos una situaci´on an´aloga, por lo tanto
consideramos tambi´en q6=−1 y (6.3) es un diagrama conexo de rango 3. Si qqjj 6=−1, [H, Lemma 9(i)] implica que una de las siguientes condi-
ciones se satisface:
es de tipo Cartan finito, y por lo tanto contiene un subdiagrama de Cartan A2. Entonces 1 = qq2 = (qqjj)q2 o 1 = qjjqjj2 = (qqjj)q2jj,
luegoq = 1 oqjj = 1;
q3 = 1, qjj, qjjq ∈G6∪G9 y qjjq2jj = 1 o qjj3 = 1, q, qjjq ∈G6∪G9