■リー群と表現(その29)
[補]高次元の正多胞体とルート系
n次元空間において高度の対称性をもったベクトルの集合がルート系なのですが,n次元正単体とn次元立方体の対称群はそれぞれAn-1,Bn(Cn)で表されます.
ルート系では,ベクトルの間の角度は30°,45°,60°,90°またはその補角に限られるので,2次元の可能なルート系は
A2(正六角形:正三角形格子)
B2=C2(正方形)
G2(星形六角形:正6角形を2個合わせたもの)
しかありません.
また,このようにルート系のベクトルの末端を結んでできるn次元図形が正多胞体になるのは比較的少数です.他には
D4(正24胞体の3対性)
Cn(双対立方体)
F4(正24胞体を2個合わせたもの)
があげられます.
正24胞体は,すべての次元を通じて,単体以外の唯一の自己双対な正則胞体です.この24胞体の対称性を,鏡映で生成される既約な有限群(ルート系)との関係でみても興味深いものがあります.たとえば,正24胞体に含まれる正16胞体は互いに60°をなしますから,D4の3対性をもっているというわけです.
また,正24胞体は1つの例外型対称群F4をもつことが知られています.2個の正24胞体を中心を一致させて重ねて回転させます.これはちょうど平面上でダビデの星が2つの正六角形を30°ずらして重ねたものと似ているわけですが,この対称性がF4に相当します.正24胞体は単体以外の唯一の自己双対な正則胞体であるという事実がF4と関係しているのですが,この点もまた注目すべきものでしょう.
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