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Lexikon der Mathematik: Phasenraumreduktion

Konstruktion einer symplektischen Mannigfaltigkeit (Mred, ωred) aus einer vorgegebenen symplektischen Mannigfaltigkeit (M, ω) und einer Untermannigfaltigkeit i : CM, auf der ω konstanten Rang hat.

Das Unterbündel F von TC, das durch den Schnitt von TC mit dem Unterbündel TCω aller Schieforthogonalräume zu den Tangentialräumen an C entsteht, genügt wegen der Geschlossenheit von ω der Frobeniusschen Integrabilitätsbedingung und erlaubt nach dem Satz von Frobenius eine lokale Blätterung \( {\mathcal F} \) von C, die F berührt. Falls die Menge aller Blätter Mred die Struktur einer differenzierbaren Mannigfaltigkeit hat, so daß die kanonische Projektion π : CMred eine glatte Submersion ist und ein lokal-triviales Faserbündel über Mred definiert, wird durch die Festlegung \begin{eqnarray}{\pi }^{* }{\omega }_{red}:={i}^{* }\omega \end{eqnarray} eine symplektische 2-Form auf Mred, dem sog. reduzierten Phasenraum, definiert. Im Falle eines Hamiltonschen G-Raums spricht man auch von der Marsden-Weinstein-Reduktion: Hierbei wird C durch eine Impulsfläche J−1(μ) der ImpulsabbildungJ zu einem regulären Wert μ gegeben, und es gilt MredC/Gμ, wobei Gμ die Standgruppe von μ bezgl. der koadjungierten Darstellung bezeichnet.

Die Phasenraumreduktion ist eine der wichtigsten Konstruktionsmöglichkeiten für symplektische Mannigfaltigkeiten. Der komplex-projektive Raum ℂPn zum Beispiel entsteht durch die Phasenraumreduktion von M = ℂn \{0} bzgl. der (2n + 1)-dimensionalen Einheitskugeloberfläche C.

  • Die Autoren
- Prof. Dr. Guido Walz

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