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Funktionen und Ringe in der reellen algebraischen Geometrie

Algebraische Geometrie ist die Verbindung von Algebra mit Geometrie. Algebraische Varietäten sind die geometrischen Objekte: Polynomiale Gleichungen bestimmen Teilmengen affiner Räume über beliebigen Körpern. Die algebraischen Objekte sind Ringe. Zu Varietäten gehören Ringe von Funktionen; zu Ringen definiert man Spektren, die als Verallgemeinerung der Varietäten gesehen werden. Spektren sind ein entscheidendes Bindeglied zwischen Algebra und Geometrie.

Es gibt viele verschiedene Ausprägungen algebraischer Geometrie, je nachdem auf welche Klasse von Körpern man sich bezieht. Reelle algebraische Geometrie befasst sich mit Varietäten über angeordneten, insbesondere reell abgeschlossenen Körpern. Die Anordnung ermöglicht es, Mengen nicht nur mittels Gleichungen, sondern auch durch Ungleichungen zu definieren – das Ergebnis sind semi-algebraische Mengen, eine viel größere Klasse von Mengen als die Varietäten. Die Funktionenringe tragen teilweise Ordnungen. Teilweise geordnete Ringe sind grundlegende algebraische Objekte im Kontext der reellen Geometrie.

Es gibt verschiedene Spektren: In der allgemeinen algebraischen Geometrie ist das Primspektrum oder Zariski-Spektrum eines Ringes am wichtigsten, in der reellen Geometrie ist das reelle Spektrum von ebenso großer Bedeutung. Die Elemente des Primspektrums sind die Primideale eines Ringes; die Elemente des reellen Spektrums sind die Primkegel. Die Trägerabbildung verbindet beide Spektren miteinander: Jedem Primkegel wird dessen Träger, ein Primideal, zugeordnet.

Im Projekt werden beide Spektren und ihre Verbindungen miteinander studiert:

  • Wie entsprechen Eigenschaften eines Ringes den Eigenschaften seines Primspektrums? Kann man die Klasse von Ringen axiomatisch beschreiben, deren Primspektren eine gegebene Eigenschaft haben, etwa Normalität oder vollständige Normalität?

Genau dieselben Fragen über das reelle Spektrum teilweise geordneter Ringe sind nicht sinnvoll – reelle Spektren sind immer vollständig normal. Aber:

  • Welche vollständig normalen Spektren sind reelle Spektren oder sind in reellen Spektren als Unterräume enthalten?

Wenn ein (teilweise geordneter) Ring mittels einer ringtheoretischen Konstruktion verändert wird, ändern sich auch die mit dem Ring verbundenen Spektren.

  • Wie wirken sich ringtheoretische Konstruktionen auf die Spektren aus? Kann man allein an den Spektren zweier Ringe erkennen, wie sie als Ringe miteinander zusammen hängen?

Die Bildung konvexer Unterringe ist eine besonders wichtige und natürliche Konstruktion bei teilweise geordneten Ringen:

  • Wie hängen die Primspektren und die reellen Spektren eines Ringes und eines konvexen Unterringes miteinander zusammen? Wie kann man erkennen, ob ein Ring konvexer Unterring eines andern Ringes ist?

Spektren sind ein algebraisches Konstrukt, werden aber geometrisch interpretiert. Es ist eine anspruchsvolle Aufgabe die Geometrie von Spektren zu studieren, etwa indem man Methoden der algebraischen Topologie passend umgestaltet. Man muß dafür nicht nur festlegen, mit welchen Spektren man sich befassen will, sondern auch welche Abbildungen zwischen den Spektren verwendet werden sollen. Wenn es um reelle Spektren geht, hat man eine große Wahl von verschiedenen Kategorien, die alle dieselben Objekte haben, aber unterschiedliche Abbildungen. Für topologische Studien besonders geeignet sind die reell abgeschlossenen Räume – das sind Teilmengen reeller Spektren mit einer Strukturgarbe reell abgeschlossener Ringe.

  • Vorbereitend für die Entwicklung der algebraischen Topologie reeller Spektren werden die Konstruktion reell abgeschlossener Räume und ihre Eigenschaften, insbesondere die Abbildungen zwischen verschiedenen Räumen systematisch untersucht.

Eine für die intendierten Anwendungen ausreichende Allgemeinheit und der Bezug zu semi-algebraischen Mengen in der ursprünglich geometrischen Bedeutung müssen besonders beachtet werden. Kategorientheoretische Methoden spielen in der algebraischen Topologie eine große Rolle, insofern müssen die Eigenschaften der Kategorie reell abgeschlossener Räume für die Anwendung möglichst genau bekannt sein.

Die Fragestellungen beschreiben Forschungsrichtungen, die Gegenstand des Projektes sind. Sie reichen jedoch über das Projekt hinaus und sollen auch nach dessen Ende weiter bearbeitet werden.

Das Projekt wird in enger Kooperation mit der Arbeitsgruppe aus der reellen algebraischen Geometrie an der Universität Regensburg bearbeitet. Ein wesentlicher Bestandteil des Projektes ist ein (während der Vorlesungszeit) wöchentliches gemeinsames Seminar beider Gruppen, das in Passau und Regensburg stattfindet.

Gäste des DFG-Projektes

  • Juli 2005: Prof. Dr. A.J. Wilkie, University of Oxford, United Kingdom

DFG-Seminar Reelle Algebraische Geometrie Regensburg/Passau

28.10.2005

Dr. Peter Ullrich (TU München):
Temperierte Distributionen auf semialgebraischen Mengen und das charakteristische Cauchy-Problem

11.11.2005

Dr. Peter Ullrich (TU München):
Temperierte Distributionen auf semialgebraischen Mengen und das charakteristische Cauchy-Problem II

18.11.2005

Dr. Peter Ullrich (TU München):
Temperierte Distributionen auf semialgebraischen Mengen und das charakteristische Cauchy-Problem III

25.11.2005

Prof. Dr. Manfred Knebusch:
Positiv definite Kerne

02.12.2005

Prof. Dr. Manfred Knebusch:
Definite Kerne

09.12.2005

Prof. Dr. Manfred Knebusch:
Lösung des Momentenproblems bei kompaktem Träger

13.01.2006

Doris Augustin:
Representations of nonnegative polynomials - geometric situation

20.01.2006

Prof. Dr. Konrad Schmüdgen (Universität Leipzig):
Algebren von Brüchen und einige Überlegungen zur nichtkommutativen reellen algebraischen Geometrie und Positivstellensätzen

27.01.2006

Tamara Servi:
Conjectures on the decidability of the real exponential field

31.01.2006

Dr. Ya'acov Peterzil (University of Haifa, Israel):
Semibounded sets

03.02.2006

Gisèle Fischer Servi (Università di Parma, Italien):
On non-monotonic logics

07.02.2006

Dr. Igor Klep (Univerza v Ljubljana, Slowenien):
Positive Matrizenpolynome

Gäste des DFG-Projektes

  • November 2005: Prof. Dr. Salma Kuhlmann, University of Saskatchewan, Saskatoon, Kanada
  • Januar 2006: Prof. Dr. Konrad Schmüdgen, Universität Leipzig
  • Februar 2006: Dr. Kobi Peterzil, University of Haifa, Israel
  • Februar 2006: Dr. Igor Klep, Univerza v Ljubljana, Slowenien.

DFG-Seminar Reelle Algebraische Geometrie Regensburg/Passau

28.04.2006

Thomas Güldenberg:
Spracherweiterungen bei reell abgeschlossenen Körper durch Dedekindschnitte

05.05.2006

Prof. Manfred Knebusch:
Nichtnegativteiler und positiv dichte Mengen

12.05.2006

Jose Capco:
Real Sheaf Structures of Partially Ordered Rings

19.05.2006

Dr. Lars Brünjes:
Nonstandard Varieties

02.06.2006

Dr. Timothy Mellor:
Hardy fields and asymptotic couples

16.06.2006

Tobias Kaiser:
Reell abgeschlossene graduierte Körper

20.06.2006

Dr. Piotr Kowalski (University of Oxford):
Strongly minimal structures definable in o-minimal fields

23.06.2006

Prof. Niels Schwartz
Primspektren

07.07.2006

Dr. Markus Schweighofer (Universität Konstanz):
Connes' Einbettungsproblem und Summen von Hermiteschen Quadraten

18.07.2006

Dr. Pawel Goldstein (Universität Erlangen):
Stratification of gradient flow of a harmonic function

21.07.2006

Prof. Niels Schwartz:
SV-Ringe: Ringen, deren integre Faktorringe Bewertungsringe sind

Gäste des DFG-Projektes

  • Juni 2006: Dr. Piotr Kowalski, University of Oxford, Oxford, England.
  • Juli 2006: Dr. Markus Schweighofer, Universität Konstanz.
  • Juli 2006: Dr. Pawel Goldstein, Universität Erlangen.

DFG-Seminar Reelle Algebraische Geometrie Regensburg/Passau

27.10.2006

Doris Augustin:
Das Membership-Problem für Präordnungen - der eindimensionale Falle

03.11.2006

Dr. Timothy Mellor:
Model-theoretical framework for topological structures

24.11.2006

Prof. Niels Schwartz:
Konvexe Unterringe und konvexe Erweiterungen I

01.12.2006

Prof. Hans Delfs (FH Nürnberg):
Interaktive Beweise und Informationssicherheit

08.12.2006

Dr. Nicolas Guzy (Université de Mons-Hainaut):
Topological differential fields

15.12.2006

Prof. Niels Schwartz:
Konvexe Unterringe und konvexe Erweiterungen II

18.12.2006

Prof. Niels Schwartz:
Konvexe Unterringe und konvexe Erweiterungen III

12.01.2007

Dr. Tobias Kaiser:
Tropische Geometrie I

19.01.2007

Dr. Tobias Kaiser:
Tropische Geometrie II

26.01.2007

Dr. Tobias Kaiser:
Tropische Geometrie III

02.02.2007

Prof. Manfred Knebusch:
Orthogonale Polynome und das Momenten Problem

Gäste des DFG-Projektes

  • November 2006: Prof. Hans Delfs, FH Nürnberg.
  • Dezember 2006: Dr. Nicolas Guzy, Université de Mons-Hainaut, Mons, Belgien

  • gewidmet Herrn Prof. Dr. Manfred Knebusch
  • gefördert durch das DFG-Projekt (KN 202/5-2 und SCHW 287/18-2)
  • Organisatoren: Doris Augustin, Tobias Kaiser (Universität Regensburg), Markus Schweighofer (Universität Konstanz)
  • Alle Vorträge finden im Raum M104 an der Universität Regensburg statt.

Wissenschaftliches Programm:

Donnerstag, 01.03.2007

10:00-10:50

Doris Augustin (Universität Regensburg):
Erben von Präordnungen

11:00-11:50

Thomas Güldenberg (Universität Regensburg):
Erben von Präordnungen

13:00-13:50

Timothy Mellor (Universität Passau):
Definitionskörper von Präordnungen

Freitag 02.03.2007

10:00-10:50

Markus Schweighofer (Universität Konstanz):
Stabilität quadratischer Moduln und das Momentenproblem

11:00-11:50

Tim Netzer (Universität Konstanz):
Stabilität bezüglich Graduierungen

12:00-12:50

Daniel Plaumann (Universität Konstanz):
Geometrische Konstruktionen zur Stabilität

DFG-Seminar Reelle Algebraische Geometrie Regensburg/Passau:

11.05.2007

Thomas Güldenberg:
Erben von Delta-Typen

18.05.2007

Dr. Tamara Servi:
On the first order theory of real exponentiation

01.06.2007

Dr. Antongiulio Fornasiero (Universita' di Pisa):
O-minimal spectrum

08.06.2007

Prof. Niels Schwartz:
Reell abgeschlossene Bewertungsringe

15.06.2007

Prof. Manfred Knebusch:
Orthogonalpolynome I

22.06.2007

Prof. Manfred Knebusch:
Orthogonalpolynome II

29.06.2007

Prof. Manfred Knebusch:
Orthogonalpolynome III

06.07.2007

Prof. Angus Macintyre (Queen Mary University of London):
Model theory and decidability for exponentials on various Lie algebras

13.07.2007

Doris Augustin:
Lokal-Global-Prinzipien und Positivitätsteiler

25.07.2007

Dr.Marcus Tressl:
p-adisch abgeschlossene Ringe

 

Gäste des DFG-Projektes:

  • Juni 2007: Dr. Antongiulio Fornasiero, Universita' di Pisa, Pisa, Italien
  • Juli 2007: Prof. Angus Macintyre, Queen Mary University of London, London, England

DFG-Seminar Reelle Algebraische Geometrie Regensburg/Passau:

19.10.2007

Prof. Manfred Knebusch:
Sternoperationen und Kroneckererweiterungen

26.10.2007

Prof. Manfred Knebusch:
Sternoperationen und Kroneckererweiterungen II

30.11.2007

Dr. Timothy Mellor:
Proving that categories are never elementary

21.12.2007

Dr. Vincent Astier:
Generische Zerfällung für spezielle Gruppen

25.01.2008

Dr. Tamara Servi:
Definably complete and Baire structures

 

Gäste des DFG-Projektes

  • Dezember 2007: Dr. Vincent Astier, Universität Konstanz
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