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Reflective modular forms and vertex operator algebras

Driscoll-Spittler, Thomas Maximilian (2022)
Reflective modular forms and vertex operator algebras.
Technische Universität Darmstadt
doi: 10.26083/tuprints-00020957
Dissertation, Erstveröffentlichung, Verlagsversion

Kurzbeschreibung (Abstract)

In this thesis we mainly study strongly rational, holomorphic vertex operator algebras and reflective modular forms. First we associate the Lie algebra of physical states to a vertex operator algebra of central charge c=24. We study the corresponding Lie bracket as a bilinear map between weight spaces of the vertex operator algebra. This makes use of no-ghost-isomorphisms. A careful analysis of the no-ghost theorem yields methods to evaluate those bilinear maps explicitly in terms of vertex algebra operations. Then we decompose such holomorphic vertex operator algebras according to their affine substructure and show that the corresponding characters are vector-valued modular forms for a coroot lattice, suitably enriched by simple currents. The associated automorphic product yields the product side of the denominator identity of the Lie algebra of physical states. Since this is a generalized Kac-Moody algebra it follows that this automorphic product is reflective. Finally we study lattices that admit a reflective modular form. We show, that there are just finitely many such lattices of even signature, which split rescaled hyperbolic planes. We determine explicit bounds for the levels.

Typ des Eintrags: Dissertation
Erschienen: 2022
Autor(en): Driscoll-Spittler, Thomas Maximilian
Art des Eintrags: Erstveröffentlichung
Titel: Reflective modular forms and vertex operator algebras
Sprache: Englisch
Referenten: Scheithauer, Prof. Dr. Nils ; Bruinier, Prof. Dr. Jan Hendrik
Publikationsjahr: 2022
Ort: Darmstadt
Kollation: 124 Seiten
Datum der mündlichen Prüfung: 21 Dezember 2021
DOI: 10.26083/tuprints-00020957
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/20957
Kurzbeschreibung (Abstract):

In this thesis we mainly study strongly rational, holomorphic vertex operator algebras and reflective modular forms. First we associate the Lie algebra of physical states to a vertex operator algebra of central charge c=24. We study the corresponding Lie bracket as a bilinear map between weight spaces of the vertex operator algebra. This makes use of no-ghost-isomorphisms. A careful analysis of the no-ghost theorem yields methods to evaluate those bilinear maps explicitly in terms of vertex algebra operations. Then we decompose such holomorphic vertex operator algebras according to their affine substructure and show that the corresponding characters are vector-valued modular forms for a coroot lattice, suitably enriched by simple currents. The associated automorphic product yields the product side of the denominator identity of the Lie algebra of physical states. Since this is a generalized Kac-Moody algebra it follows that this automorphic product is reflective. Finally we study lattices that admit a reflective modular form. We show, that there are just finitely many such lattices of even signature, which split rescaled hyperbolic planes. We determine explicit bounds for the levels.

Alternatives oder übersetztes Abstract:
Alternatives AbstractSprache

In dieser Dissertation werden stark-rationale, holomorphe Vertex-Operator-Algebren und reflektive Modulformen untersucht. Wir beginnen damit, einer Vertex-Operator-Algebra mit zentraler Ladung c=24 ihre Lie-Algebra der physikalischen Zustände zuzuordnen und studieren die zugehörige Lie-Klammer mit Hilfe von No-Ghost-Isomorphismen als bilineare Abbildung von Gewichtsräumen der Vertex-Operator-Algebra. Eine sorgfältige Analyse des No-Ghost-Theorems liefert Methoden, die eine explizite Beschreibung dieser Abbildungen durch Vertex-Algebra-Operationen ermöglicht. Im Anschluss zerlegen wir solche holomorphen Vertex-Operator-Algebren gemäß ihrer affinen Unterstruktur und zeigen, dass die zugehörigen Charakter vektorwertige Modulformen liefern. Hierfür werden Kowurzelgitter geeignet mit einfachen Strömen angereichert. Die Anhebung zu einem automorphen Produkt liefert die Produktseite der Nenneridentität der zugehörigen Lie-Algebra der physikalischen Zustände. Da dies eine verallgemeinerte Kac-Moody Algebra ist, folgt, dass das automorphe Produkt reflektiv ist. Schlussendlich studieren wir Gitter, welche reflektive Modulformen tragen. Dabei zeigen wir, dass es nur endlich viele solcher Gitter mit gerader Signatur, die skalierte hyperbolische Ebenen abspalten, gibt. Wir bestimmen explizite Schranken für die Stufe.

Deutsch
Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-209574
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 510 Mathematik
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 04 Fachbereich Mathematik
04 Fachbereich Mathematik > Algebra
04 Fachbereich Mathematik > Algebra > Unendlichdimensionale Lie-Algebren, Vertexalgebren, Automorphe Formen
Hinterlegungsdatum: 25 Mär 2022 11:23
Letzte Änderung: 29 Mär 2022 08:57
PPN:
Referenten: Scheithauer, Prof. Dr. Nils ; Bruinier, Prof. Dr. Jan Hendrik
Datum der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung: 21 Dezember 2021
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