Semiendliche Von-Neumann-Algebra

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Semiendliche Von-Neumann-Algebren werden im mathematischen Teilgebiet der Funktionalanalysis untersucht. Es handelt sich um Von-Neumann-Algebren ohne Typ III-Anteil.

Jede Von-Neumann-Algebra enthält eine größte Orthogonalprojektion in ihrem Zentrum, so dass eine Von-Neumann-Algebra vom Typ III ist. heißt semiendlich, falls .[1]

Semiendliche Von-Neumann-Algebren zeichnen sich dadurch aus, dass sie ein semiendliches, normales, treues Spurgewicht besitzen, das heißt, es gibt eine Abbildung auf der Menge der positiven Elemente von mit folgenden Eigenschaften:

  • für alle und mit den üblichen Konventionen für das Rechnen mit unendlich.
  • für alle und alle unitären Elemente .
  • Für jedes ist das Supremum der mit , und (Semiendlichkeit der Spur).
  • Für jedes aufsteigende Netz in mit Supremum gilt (Normalität der Spur).
  • Für jedes folgt aus (Treue der Spur).

Im unten angegebenen Lehrbuch Von Neumann Algebras von Jacques Dixmier ist dies die Definition der semiendlichen Von-Neumann-Algebren.[2]

Vererbungseigenschaften

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Die Kommutante einer semiendlichen Von-Neumann-Algebra ist wieder semiendlich.[3] Eine Von-Neumann-Algebra ist genau dann semiendlich, wenn sie isomorph zu einer Von-Neumann-Algebra ist, deren Kommutante eine endliche Von-Neumann-Algebra ist.[4]

Tensorprodukte endlich vieler semiendlicher Von-Neumann-Algebren sind wieder semiendlich.[5] Beliebige direkte Produkte semiendlicher Von-Neumann-Algebren sind wieder semiendlich.[6]

Da die Algebra aller beschränkten, linearen Operatoren auf einem Hilbertraum semiendlich ist, kann es keine Vererbung dieser Eigenschaft auf Unteralgebren geben, denn jede Von-Neumann-Algebra ist ja Unteralgebra einer solchen Algebra .

Hilbert-Algebren

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Die seminendlichen Von-Neumann-Algebren sind genau diejenigen von Neumann-Algebren, die isomorph zur links-assoziierten Von-Neumann-Algebra einer Hilbertalgebra sind.

Tomita-Takesaki-Theorie

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In der Tomita-Takesaki-Theorie zeigt man, dass eine Von-Neumann-Algebra genau dann semiendlich, wenn ihre modulare Gruppe inner ist. Genauer gilt: Ist ein treuer, normaler Zustand auf einer Von-Neumann-Algebra und die zugehörige modulare Gruppe, so ist genau dann semiendlich, wenn es einen im Allgemeinen unbeschränkten, positiven und injektiven Operator gibt mit

  1. für alle unitären Operatoren
  2. für alle und .[7]

Wäre beschränkt, so würde dieser Operator gemäß der ersten Bedingung mit jedem unitären Operator aus der Kommutante kommutieren, und daher mit jedem Operator aus , und er wäre daher nach dem Bikommutantensatz ein Element aus . In diesem Sinne "gehört" also der unbeschränkte Operator zu . Mit dem unbeschränkten Borel-Funktionalkalkül ergibt sich, dass die Operatoren unitäre Operatoren aus sind, das heißt, die sind innere Automorphismen.

Einzelnachweise

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  1. R.V. Kadison, J. R. Ringrose: Fundamentals of the Theory of Operator Algebras II, Academic Press (1983), ISBN 0-1239-3302-1, Ende von Abschnitt 6.5.2
  2. Jacques Dixmier: Von Neumann algebras, North-Holland Publishing, Amsterdam u. a. 1981 (North-Holland Mathematical Library, Band. 27), ISBN 0-444-86308-7, Teil I, Kap. 6, Abs. 7, Definition 5 und Satz 9
  3. R.V. Kadison, J. R. Ringrose: Fundamentals of the Theory of Operator Algebras II, Academic Press (1983), ISBN 0-1239-3302-1, Korollar 9.1.4
  4. Jacques Dixmier: Von Neumann algebras, North-Holland Publishing, Amsterdam u. a. 1981 (North-Holland Mathematical Library, Band. 27), ISBN 0-444-86308-7, Teil III, Kap. 2, Abs. 4, Korollar 3
  5. Jacques Dixmier: Von Neumann algebras, North-Holland Publishing, Amsterdam u. a. 1981 (North-Holland Mathematical Library, Band. 27), ISBN 0-444-86308-7, Teil I, Kap. 6, Abs. 8, Satz 12
  6. Jacques Dixmier: Von Neumann algebras, North-Holland Publishing, Amsterdam u. a. 1981 (North-Holland Mathematical Library, Band. 27), ISBN 0-444-86308-7, Teil I, Kap. 6, Abs. 7, Satz 7
  7. R.V. Kadison, J. R. Ringrose: Fundamentals of the Theory of Operator Algebras II, Academic Press (1983), ISBN 0-1239-3302-1, Theorem 9.2.21