Álgebra de Clifford


En matemáticas , un álgebra de Clifford es un álgebra generada por un espacio vectorial con forma cuadrática , y es un álgebra unitaria asociativa . Como K -álgebras , generalizan los números reales , los números complejos , los cuaterniones y varios otros sistemas numéricos hipercomplejos . [1] [2] La teoría de las álgebras de Clifford está íntimamente relacionada con la teoría de las formas cuadráticas y las transformaciones ortogonales.. Las álgebras de Clifford tienen aplicaciones importantes en una variedad de campos que incluyen la geometría , la física teórica y el procesamiento de imágenes digitales . Llevan el nombre del matemático inglés William Kingdon Clifford .

Las álgebras de Clifford más familiares, las álgebras de Clifford ortogonales , también se denominan ( pseudo- ) álgebras de Clifford de Riemann , a diferencia de las álgebras de Clifford simplécticas . [3]

Un álgebra de Clifford es un álgebra asociativa unitaria que contiene y es generada por un espacio vectorial V sobre un campo K , donde V está equipado con una forma cuadrática Q  : VK. El álgebra de Clifford Cl( V , Q ) es el álgebra asociativa unitaria "más libre" generada por V sujeto a la condición [4]

donde el producto de la izquierda es el del álgebra, y el 1 es su identidad multiplicativa . La idea de ser el álgebra "más libre" o "más general" sujeta a esta identidad puede expresarse formalmente a través de la noción de una propiedad universal , como se hace a continuación .

Donde V es un espacio vectorial real de dimensión finita y Q no es degenerado , Cl( V , Q ) puede identificarse con la etiqueta Cl p , q ( R ), lo que indica que V tiene una base ortogonal con p elementos con e i 2 = +1 , q con e i 2 = −1 , y donde R indica que se trata de un álgebra de Clifford sobre los reales; es decir, los coeficientes de los elementos del álgebra son números reales. Esta base puede ser encontrada pordiagonalización ortogonal .

El álgebra libre generada por V puede escribirse como el álgebra tensorial n ≥0 V ⊗ ⋯ ⊗ V , es decir, la suma del producto tensorial de n copias de V sobre todo n , por lo que un álgebra de Clifford sería el cociente de este álgebra tensorial por el ideal bilateral generado por elementos de la forma vvQ ( v )1 para todos los elementos vV. El producto inducido por el producto tensorial en el álgebra del cociente se escribe mediante yuxtaposición (por ejemplo, uv ). Su asociatividad se deriva de la asociatividad del producto tensorial.