Introduction to Symplectic Geometry, Moment Maps, Localization and Integrability

ВВЕДЕНИЕ В СИМПЛЕКТИЧЕСКУЮ ГЕОМЕТРИЮ,

ОТОБРАЖЕНИЯ МОМЕНТОВ, ЛОКАЛИЗАЦИЮ И ИНТЕГРИРУЕМОСТЬ

Description:

TEACHERS: A. Yu. Alekseev, I. Marshall.

We will start with the basics of symplectic geometry including the Moser Lemma and the Darboux Theorem. The focus of the course is on the situation when a compact Lie group acts on a symplectic manifold preserving the symplectic structure. Such an action can often be encoded in a function which is called a Hamiltonian or moment map. Moment maps possess extraordinary properties.

The following major results will be presented in the course: the Marsden – Weinstein Theorem on symplectic reduction, the Atiyah – Guillemin – Sternberg Convexity Theorem, and the Duistermaat – Heckman Localization Theorem. We will cover various applications, to be chosen according to interests of the group.

Описание:

ПРЕПОДАВАТЕЛИ: А. Ю. Алексеев, Й. Маршалл.

Mы начнём с базисных понятий симплектической геометрии включая лемму Мозера и теорему Дарбу. Основной сюжет курса — это ситуация когда компактная группа Ли действует на симплектическом многообразии и действия сохраняет симплектическую структуру. Такое действие часто может быть определено с помощью функции на многообразии, которая называется гамильтонианом или отображением момента. Отображения моментов обладают удивительными свойствами.

Следующие важные результаты будут обсуждаться в курсе: теорема Марсдена – Вейнстейна о симплектической редукции, теорема Атьи – Гилмана – Стернберга о выпулкости и теорема Дюстермата – Хекмана о локализации. Мы также рассмотрим различные приложения этих результатов, в зависимости от интересов группы.

Schedule: Расписание:

Mondays, 14:50 – 16:10 (lecture), 16:20 – 17:40 (tutorial)

  • January 17, no tutorial

  • January 24

  • January 31

  • February 7

  • February 14

  • February 21

  • February 28, mid-term test

  • March 7

  • March 14

  • March 21

  • April 4

  • April 11

  • April 18

  • April 25

  • May 23 final exam

Announcements:

Объявления:

Course materials:

January 17

Notes: Lecture 1

Problem set: Ex 1

Recording: Lecture 1

January 24

Notes: Lecture 2

Problem set: Ex 2

Recording: Lecture 2, Seminar for lecture 2

January 31

Notes: Lecture 3

Problem set: Ex 3

Recording: Lecture 3

February 7

Notes: Lecture 4

Problem set: Ex 4

Recording: Lecture 4

February 14

Notes: Lecture 5

Problem set: Ex 5

Recording: Lecture 5

February 21

Notes: Lecture 6

Problem set: Ex 6

Recording: Lecture 6

March 7

Notes: Lecture 7

Problem set: Ex 7

Recording: Lecture 7

March 14

Notes: Lecture 8

Problem set: Ex 8

Recording: Lecture 8

March 21

Notes: Lecture 9

Problem set: Ex 9 + pictures to accompany Ex9

Recording: Lecture 9

March 28

Notes: Extra lecture on Gelfand-Zetlin integrable systems

Recording: https://youtu.be/xLacqqSWFQk

April 4

Notes: Lecture 10

Problem set: Ex 10

Recording: Lecture 10

April 11

Notes: Lecture 11

Problem set: Ex 11

Recording: Lecture 11

April 18

Notes: Lecture 12

Problem set: Ex 12

Recording: Lecture 12

April 25

Notes: Lecture 13

Recording: Lecture 13

May 2

Extra Lecture: convexity theorems

Recording: Lecture 14

May 9

Extra Lecture: exotic moment maps

Recording: Lecture 15

TEXTBOOKS:

  1. Ana Cannas da Silva, Lectures on Symplectic Geometry. https://people.math.ethz.ch/~acannas/Papers/lsg.pdf

  2. Eckhard Meinrenken, Symplectic Geometry (lecture notes, University of Toronto). http://www.math.toronto.edu/mein/teaching/LectureNotes/sympl.pdf

  3. S. Dwivedi et al, Hamiltonian Group Actions and Equivariant Cohomology, Springer Briefs in Mathematics