Naslov Stable homotopy theory of dendroidal sets
Autor Matija Bašić
Mentor Ieke Moerdijk (mentor) VIAF: 66538506
Član povjerenstva Nicholas P. Landsman (predsjednik povjerenstva) VIAF: 165600521
Član povjerenstva Clemens Berger (član povjerenstva) VIAF: 283900691
Član povjerenstva Javier J. Gutiérrez Marin (član povjerenstva) strani drzavljanin: Nije dostupno
Član povjerenstva Kathryn Hess (član povjerenstva) VIAF: 20912937
Član povjerenstva Urs Schreiber (član povjerenstva) VIAF: 67580852
Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj Sveučilište u Zagrebu Prirodoslovno-matematički fakultet (Matematički odsjek) Zagreb
Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj Nizozemska: Sveučilište Radboud Nijmegen
Datum i država obrane 2015-04-23, Hrvatska
Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana PRIRODNE ZNANOSTI Matematika
Univerzalna decimalna klasifikacija (UDC ) 51 - Matematika
Sažetak The main topic of this thesis is the stable homotopy theory of dendroidal sets. This topic belongs to the area of mathematics called algebraic topology. Algebraic topology studies the interaction between the algebraic and topological structures. Examples of topological spaces with a very rich algebraic structure are (iterated) loop spaces. Loop spaces carry an algebraic structure which is called an \(A_{\infty}\)-structure, while infinite loop spaces carry an \(E_{\infty}\)-structure. These structures consist of an infinite sequence of operations that satisfy various coherence laws. As it is difficult to grasp all these data, one usually uses topological operads to efficiently describe this information. One can think of operads as carrying “blueprints” for the algebraic structure which is realized in every space with that structure. The characterization results for (iterated) loop spaces using topological operads have been established in the early 1970’s by the work of P. May, M. Boardman and R. Vogt. In the 1990’s it became evident that it is important to understand the homotopy theory operads. The theory of dendroidal sets provides a new context for studying operads up to homotopy. Dendroidal sets were introduced in 2007 by I. Moerdijk and I. Weiss. Subsequent work of I. Moerdijk and D.-C. Cisinski shows that dendroidal sets indeed model topological/simplicial operads. An important advantage of dendroidal sets is that the theory is built in a natural way as a generalization of the theory of simplicial sets. The study of dendroidal sets is very combinatorial in its nature since it is based on the notion of trees (graphs with no loops). Also, as a category of presheaves, the category of dendroidal sets has nice categorical properties. Simplicial sets provide combinatorial models for spaces (think of it in terms of triangulations of spaces given by simplicial approximations) and dendroidal sets provide combinatorial models for infinite loops spaces as spaces together with complicated algebraic structure. In fact, the precise formulation of this idea is one of the main topics of this thesis. A precise formulation of our results is given in the language of Quillen’s model categories. Model categories provide a formalism to study and compare homotopy theories in various contexts (topological spaces, chain complexes, simplicial sets, operads etc.) One of the main results of this thesis is that the category of dendroidal sets admits a model structure such that the underlying homotopy theory is equivalent to the homotopy theory of infinite loop spaces (equivalently, of grouplike \(E_{\infty}\)-algebras or connective spectra). We call this model structure the stable model structure on dendroidal sets. Constructing a model structure is a tedious job. In our case it requires a great deal of technical combinatorial results about dendroidal sets (i.e. ab out trees). In order to simplify our arguments, in Chapter 4 we develop a combinatorial technique for proving results about dendroidal anodyne extensions. This technique can be viewed as a result in its own right as one might apply it also in different ways than it is used in the later chapters of the thesis. We give two constructions of the stable model model structure. The first construction is more elementary and has an advantage of providing a characterization of fibrations between fibrant objects. This construction is based on standard mo del-theoretical arguments and it is given in Chapter 5. The second construction, given in Chapter 6, is based on the work of G. Heuts. This approach makes it possible to show that the stable model structure on dendroidal sets is Quillen equivalent to a model structure on \(E_{\infty}\)-spaces with grouplike \(E_{\infty}\)-spaces as fibrant objects. The equivalence to grouplike \(E_{\infty}\)-objects (i.e. connective spectra) might be considered as a solution to the problem of geometric realization of dendroidal sets. Also, these results open new possibilities to investigate the connective part of classical stable homotopy theory. The results of the thesis presented in Chapter 7 go in that direction. In that final chapter we discuss homology groups of dendroidal sets. This homology theory generalizes the well-known homology theory of simplicial sets (i.e. the singular homology of spaces). The generalization is not straightforward because we work with non-planar trees, but we want to use a certain sign-convention for planar trees. After giving the definition, we establish that these homology groups are homotopy invariant and that they compute the standard homology of the corresponding connective spectrum. The results of Chapters 6 and 7 are joint work with T. Nikolaus.
Sažetak (nizozemski) Dit proefschrift beschrijft de stabiele homotopietheorie van ‘dendröıdale verzamelingen’. Dit onderwerp behoort tot de algebraïsche topologie, een vakgebied binnen de wiskunde waarin de interactie tussen algebraïsche en topologische structuren wordt bestudeerd. Voorbeelden van topologische ruimtes met een rijke algebraïsche structuur zijn ruimtes van lussen en hoger-dimensionale bollen in een topologische ruimte. Naarmate de dimensie van deze bollen toeneemt krijgen de ruimtes van bollen een rijkere algebraïsche structuur, te beginnen met de structuur van een \(A_{\infty}\)-algebra op lusruimtes en convergerend naar de structuur van een \(E_{\infty}\)-algebra op zogenaamde ‘oneindige geïtereerde lusruimtes’. Dergelijke structuren bestaan uit een oneindige verzameling operaties die voldoen aan verscheidene coherentiecondities. Omdat het moeilijk is om grip op dit soort data te krijgen, wordt doorgaans gebruik gemaakt van topologische operaden om dergelijke structuren efficient te beschrijven. Een operade kan worden gezien als de blauwdruk voor een algebraïsche structuur; de concrete realisaties van de blauwdruk zijn ruimtes met deze algebraïsche structuur. Het werk van P. May, M. Boardman en R. Vogt uit de vroege jaren 70 gebruikt topologische operaden om een karakterisering te geven van (geïtereerde) lusruimtes. In de jaren 90 groeide het besef dat er behoefte was aan een goede homotopietheorie van operaden. De theorie van dendoïdale verzamelingen biedt een nieuwe context voor het bestuderen van operaden op homotopie na. Dendroïdale verzamelingen werden geïntroduceerd in 2007 door I. Moerdijk en I. Weiss. Later werk van I. Moerdijk en D.-C. Cisinski laat zien dat dendroïdale verzamelingen inderdaad een model bieden voor topologische (of simpliciale) operaden. Het voordeel van dit model is dat het een natuurlijke uitbreiding vormt van de theorie van simpliciale verzamelingen. De theorie van dendroïdale verzamelingen is zeer combinatorisch van aard, aangezien zij is gebaseerd op het begrip van een boom (een graaf zonder lussen). Bovendien heeft de categorie van dendroïdale verzamelingen de goede categorische eigenschappen van een categorie van preschoven. Simpliciale verzamelingen bieden een combinatorische beschrijving van topologische ruimtes: een simpliciale verzameling kan worden gezien als de beschrijving van een triangulatie van een ruimte. Op dezelfde manier geven dendro¨ıdale verzamelingen een combinatorisch model voor oneindige lusruimtes, samen met hun gecompliceerde algebraïsche structuur. De precieze formulering van dit idee is een van de onderwerpen van dit proefschrift. Onze resultaten kunnen rigoreus worden geformuleerd in termen van Quillens theorie van mo delcategorieën. Mo delcategoriëen bieden een wiskundig formalisme waarbinnen verschillende so orten homotopietheorieën (zoals topologische ruimtes, ketencomplexen, simpliciale verzamelingen of operaden) kunnen worden bestudeerd en vergeleken. Een van de hoofdresultaten van dit proefschrift is het feit dat de categorie van dendroïdale verzamelingen de structuur kan worden gegeven van een modelcategorie, zodat de onderliggende homotopietheorie equivalent is aan de homotopietheorie van oneindige lusruimtes (of equivalent, de homotopietheorie van groepachtige \(E_{\infty}\)-ruimtes of connectieve spectra, d.w.z. spectra zonder homotopie in negatieve graden). We noemen deze modelstructuur de stabiele modelstructuur op de categorie van dendroïdale verzamelingen. Het is niet eenvoudig om een modelstructuur te construeren. In ons geval hebben we een grote hoeveelheid technische, combinatorische resultaten nodig over dendroïdale verzamelingen (d.w.z. over de combinatoriek van bomen). Ter vereenvoudiging van onze argumenten ontwikkelen we in hoofdstuk 4 een combinatorische methode om resultaten te bewijzen over dendoïdale ‘anodyne extensions’. Deze techniek kan op zichzelf al worden gezien als resultaat, aangezien het ook toepasbaar is buiten de context waarin we het in de latere hoofdstukken gebruiken. We geven twee constructies van de stabiele modelstructuur. De eerste constructie is eenvoudiger en geeft bovendien een karakterisatie van de ‘fibrations’ tussen ‘fibrant objects’. Deze constructie is gebaseerd op standaard model-categorische argumenten en wordt gegeven in hoofdstuk 5. Hoofdstuk 6 beschrijft een tweede constructie, die is gebaseerd op het werk van G. Heuts. Deze aanpak maakt het mogelijk om te laten zien dat de stabiele modelstructuur op dendroïdale verzamelingen Quillen equivalent is aan een modelstructuur op \(E_{\infty}\)-ruimtes, waar de fibrant objects worden gegeven door de groepachtige \(E_{\infty}\)-ruimtes. De equivalentie met groepachtige \(E_{\infty}\)-ruimtes (of connectieve spectra) kan worden gezien als een meetkundige realisatie van dendroïdale verzamelingen. Bovendien biedt dit nieuwe mogelijkheden om (het connectieve deel van) klassieke stabiele homotopie theorie te bestuderen. De resultaten uit hoofdstuk 7 geven hier een goed voorbeeld van. In dit laatste hoofdstuk beschrijven we de homologiegroepen van dendroïdale verzamelingen. Deze homologietheorie vormt een uitbreiding van de klassieke homologietheorie van simpliciale verzamelingen (m.a.w. de singuliere homologie van ruimtes). Deze generalisatie is subtieler dan men in eerste instantie zou verwachten: de combinatoriek van planaire bomen suggereert het gebruik van een bepaalde tekenconventie, maar we dienen met niet-planaire bomen te werken. Na de homologiegroepen te hebben gedefinieerd laten we zien dat deze homotopie-invariant zijn en overeenkomen met de standaard homologiegroepen van het bijbehorend connectieve spectrum. De resultaten uit hoofdstukken 6 en 7 zijn verkregen in samenwerking met T. Nikolaus.
Ključne riječi
stable homotopy theory
dendroidal sets
algebraic topology
loop spaces
topological operads
Ključne riječi (nizozemski)
Rad ne sadrži ključne riječi na drugom jeziku.
Jezik engleski
ISBN 978-94-6259-634-4
URN:NBN urn:nbn:hr:217:436660
Studijski program Naziv: Matematika Vrsta studija: sveučilišni Stupanj studija: poslijediplomski doktorski Akademski / stručni naziv: doktor/doktorica znanosti, područje prirodnih znanosti, polje matematika (dr. sc.)
Vrsta resursa Tekst
Opseg 170 str.
Način izrade datoteke Izvorno digitalna
Mjesto izdavanja Enschede
Prava pristupa Otvoreni pristup
Uvjeti korištenja
Datum i vrijeme pohrane 2019-03-07 10:19:10