КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер проекта 24-21-00214

НазваниеАлгебраические и теоретико-модельные свойства некоторых актуальных классов бесконечных групп

Руководитель Дудкин Федор Анатольевич, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" , Новосибирская обл

Конкурс №89 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 01 - Математика, информатика и науки о системах; 01-102 - Алгебра

Ключевые слова Разрешимая группа, стабильная группа, ранг Морли, циклическое расширение свободной группы, свободная группа, группа внешних автоморфизмов, цилиндрическая группа, централизаторная размерность, граф групп, обобщенная группа Баумслага-Солитера, сигма инварианты, граф Кэли

Код ГРНТИ27.17.17


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Последние десятилетия развития теории групп показали, что новые интересные примеры и контрпримеры появляются в малоизученных классах бесконечных групп. Поэтому эти классы сейчас активно изучают специалисты в России и за рубежом. К таким классам можно отнести группы, действующие на деревьях, делимые жесткие группы и циклические расширения свободных групп. Новые результаты о свойствах этих групп открывают возможности к изучению их теоретико-модельных свойств. В рамках проекта планируется вести исследования в следующих направлениях. Исследовать свойства обобщенных групп Баумслага-Солитера (GBS групп). GBS группа — это группа автоморфизмов (симметрий) некоторого дерева, такая, что каждую вершину и каждое ребро дерева стабилизирует бесконечная циклическая подгруппа. Эти группы активно изучал руководитель проекта Ф.А. Дудкин. В частности, были изучены их групповые свойства (аппроксимируемость конечными pi-группами, централизаторная размерность, подгруппы конечного индекса и т. д.), алгоритмические свойства (проблема вложения, проблема изоморфизма) и теоретико-модельные свойства (универсальная эквивалентность). В рамках проекта предполагается изучать геометрические сигма инварианты таких групп. Изучать теорию моделей жестких разрешимых групп. Более десяти лет назад участник проекта Н.С. Романовский предложил понятие жесткой разрешимой группы. Несмотря на их сложное алгебраическое устройство, оказалось, что они имеют ряд интересных свойств (нётеровость по уравнениям, хорошая алгебраическая геометрия, омега-стабильность, хорошая аксиоматика). В рамках проекта мы предполагаем понять, как можно вычислять ранг Морли произвольного определимого множества над делимой жёсткой группой, сформулировать соответствующую гипотезу и доказать её в 2-ступенно разрешимом случае. Это позволит прояснить строение неразветвленных расширений типов и другие вещи. Найти копредставление группы внешних автоморфизмов для серии циклических расширений свободной группы ранга три. Среди циклических расширений свободных групп был найден пример (группа Герстена), доказывающий, что группа внешних автоморфизмов свободной группы ранга больше трех не может действовать собственно и кокомпактно изометриями на CAT(0) пространствах. Автоморфизмы группы Герстена описала участница проекта Е.А.Шапорина. Получить описание централизаторной размерности цилиндрических групп. Конечно порожденная группа называется цилиндрической если, она действует на дереве так, что стабилизаторы вершин изоморфны свободной абелевой группе ранга два, а стабилизаторы ребер изоморфны бесконечным циклическим группам. Цилиндрические группы изучались многими авторами с разных сторон: кубируемость, хопфовость, отделимость, квази-изометрическая классификация, характеризация функции Дэна и т.д. Для изучения теоретико-модельных свойств групп важно уметь решать уравнения над этой группой. Описание централизаторной размерности (максимальной длины цепи, строго вложенных централизаторов) сильно облегчает изучение уравнений над группами. Участником проекта А.В. Усиковым планируется исследовать централизаторную размерность цилиндрических групп.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В 2024 году Дудкин Ф.А. подготовил обзор статей о вычислении BNS инвариантов конечно порожденных групп и выделил те из них, которые могут быть полезны для изучения BNS инвариантов GBS групп. Оказалось, что результаты К. Кейшена и Ж. Левитта о BNS инвариантах фундаментальных групп конечных редуцированных графов групп, Ю.-Ч. Чанга и Л. Руффони о BNS инвариантах групп Бествины-Брэди и В. Сгобби и П. Вонга о BNS инвариантах обобщенных разрешимых групп Баумслага—Солитера содержат идеи и результаты, которые могут быть использован для описания BNS инвариантов GBS групп. Н.С. Романовский занимается исследованием теоретико-модельных аспектов жёстких разрешимых групп. Ранее им совместно с А.Г.Мясниковым была развита алгебраическая геометрия над такими группами. Затем для класса делимых жёстких групп фиксированной ступени разрешимости была найдена аксиоматика, доказана полнота и разрешимость соответствующей теории, омега-стабильность, описаны насыщенные модели, определимые подгруппы. Установлено, что элементарные подмодели делимой m-жёсткой группы – это в точности независимые делимые подгруппы ступени разрешимости m, откуда выводится, что пересечение любого множества элементарных подмоделей само является элементарной подмоделью, если его ступень разрешимости равна m. Был также вычислен ранг Морли делимой жёсткой группы. В настоящем проекте изучается гипотеза, сформулированная Н.С.Романовским, о том, как вычислять ранг Морли произвольного неприводимого по Морли определимого множества над делимой жёсткой группой исходя из общей точки. Эту гипотезу в 2-ступенно разрешимом случае мы планируем доказать в следующем году. А в 2024 году исследовался другой вопрос, хотя и связанный с рассматриваемой гипотезой, но также имеющий самостоятельное значение: как устроено алгебраическое замыкание (в теоретико-модельном смысле) подмножества в делимой жёсткой группе? Напомним, что элемент g группы G называется алгебраическим над подмножеством A, если найдётся формула с параметрами из A от одной несвязанной переменной, множество решений которой конечно и содержит g. Множество всех алгебраических над A элементов называется алгебраическим замыканием A. В рамках проекта доказано, что алгебраическое замыкание подмножества A делимой m-жёсткой группы G в случае, когда ступень разрешимости подгруппы, порождённой A, равна m, совпадает с элементарным замыканием A в G. В 2021 году исполнителями получено описание группы внешних автоморфизмов группы Герстена. В рамках проекта Шапорина Е.А. в 2024 году изучает возможность распространения методов этой работы на бесконечный класс циклических расширений свободной группы ранга три G_k = \langle a, b, c, t | a^t = a, b^t = ba^k,c^t = c \rangle. Исполнителем проекта найдены порождающие группы $Out(G_k)$ и получено описание структуры этой группы. В 2024 году Усиков A. В. подготовил обзор имеющихся результатов, которые впоследствии должны помочь в изучении централизаторной размерности цилиндрических групп. Техника доказательств основных утверждений в работе Dudkin F. A. The centralizer dimension of generalized Baumslag-Solitar groups //Algebra and Logic. 2016. Т. 55. С. 403-407. будет полезна при решении поставленной задачи.

 

Публикации

1. Романовский Н.С. Алгебраические замыкания в делимых жёстких группах Сибирский математический журнал, т. 65, № 4 (2024), 727-734. DOI 10.33048/smzh.2024.65.411 (год публикации - 2024)
10.33048/smzh.2024.65.411

2. Шапорина Е.А. Automorphisms of some cyclic extensions of free groups of rank three Сибирские электронные математические известия, 2024, Volume 21, Issue 2, Pages 1400–1413 (год публикации - 2024)
10.33048/semi.2024.21.088


Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В 2025 году Дудкин Ф.А. нашел критерий наличия нетривиального центра GBS_n групп, на основе наличия такого критерия было предложено удобное копредставление для GBS_n групп с нетривиальным центром и доказано, что всякая GBS_n группа G_n содержит естественную GBS подгруппу G. Основной результат работы Дудкина Ф.А. в 2025 году заключается в доказательстве того, что если две GBS_n группы G_n и H_n с нетривиальным центром изоморфны и n > 2, то и их соответствующие GBS группы G и H тоже изоморфны. В 2025 году Романовский Н.С. доказал следующую теорему. Пусть в аффинном пространстве относительно данной системы специальных переменных X над счётной насыщенной делимой m-жёсткой группой G рассматривается неприводимое по Морли определимое подмножество L. Предполагаем, что группа G элементарно вложена в монстр-модель H теории делимых m-жёстких групп. Для множества L возьмём общую точку, она является некоторым набором значений переменных X=C в H. Обозначим через F – элементарное замыкание в группе H множества G \cup C. В этой ситуации можно говорить о коразмерности F над G и в данном случае эта коразмерность представляет из себя набор (d_1, … ,d_m) неотрицательных целых чисел. Тогда ранг Морли множества L равен линейной комбинации степеней омега, от m-1 до 0 с коэффициентами d_m, … ,d_1 соответственно. В 2025 году Шапорина Е.А. подготовила обзор статей, которые охватывают широкий спектр результатов, касающихся циклических расширений и групп их автоморфизмов. В 2025 году Усиков А.В. подготовил план работы по изучению централизаторной размерности трубчатых групп. Этот план включает: изучение длин приведённых слов гиперболических элементов трубчатых групп, получение критерия перестановочности элементов в терминах действия трубчатой группы на дереве Басса–Серра, описание централизаторов трубчатых групп с точностью до сопряжения, построение алгоритма, вычисляющего централизаторную размерность трубчатых групп.

 

Публикации

1. Романовский Н.С. Morley rank of a definable set over a divisible rigid group International Journal of Algebra and Computation (год публикации - 2025)

2. Дудкин Ф.А. Necessary condition for isomorphism of GBS(n,1) groups with non-trivial center Siberian Electronic Mathematical Reports (год публикации - 2025)


Возможность практического использования результатов
Полученные результаты находятся в области фундаментальной математики, возможности их практического использования пока неочевидны