Variété de Poisson

En géométrie, une structure de Poisson sur une variété différentielle est un crochet de Lie (appelé crochet de Poisson dans ce cas) sur l'algèbre des fonctions lisses de à valeurs réelles, vérifiant formule de Leibniz

.

En d'autres termes, une structure de Poisson est structure d'algèbre de Lie sur l'espace vectoriel des fonctions lisses sur de sorte que est un champ de vecteurs pour toute fonction lisse , appelé champ de vecteurs hamiltonien associé à .

Definition modifier

Soit   une variété différentielle. Soit   l'algèbre des fonctions de classe   de   à valeurs réelles, où la multiplication est définie point par point. Un crochet de Poisson sur   est une application  -bilinéaire

 

vérifiant les trois axiomes:

  • Antisymétrie:  .
  • Relation de Jacobi:  .
  • Formule de Leibniz:  .

Les deux premiers axiomes assurent que   définit une structure d'algèbre de Lie sur  , tandis que le troisième assure que pour tout fonction  , son adjoint   est une dérivation de  , c'est-à-dire qu'il constitue un champ de vecteurs  . Il s'ensuit que le crochet   des fonctions   et   est de la forme

 ,

  est un champ de bivecteurs lisse, appelé tenseur de Poisson.

Réciproquement, étant donné un champ de bivecteurs lisse   sur  , la formule   définit un crochet bilinéaire antisymétrique   qui vérifie automatiquement la règle de Leibniz.

Exemples modifier

  • Toute variété peut être munie d'une structure de Poisson triviale par la formule  .
  • Toute variété symplectique   dispose naturellement d'une structure de Poisson, dont le tenseur   est défini comme l'inverse de la forme symplectique  . On peut noter qu'avec une telle définition, la fermeture de la forme symplectique est équivalente à l'identité de Jacobi pour le crochet de Poisson associé.
  • Le dual   d'une algèbre de Lie   est une variété de Poisson. Une description globale du crochet est la suivante:   est en bijection naturelle avec les fonctions linéaires sur  , on définit alors   pour tous   et  .

Morphisme de Poisson modifier

Si   et   sont deux variétés de Poisson, une application lisse   est un morphisme de Poisson s'il respecte la structure de Poisson, c'est-à-dire que pour tout   et toute fonction  , on a:

 

En termes de tenseurs de Poisson, cette condition revient à dire que   n'est autre que le tiré en arrière de   par  .

Les variétés de Poisson forme les objets d'une catégorie  , dont les morphismes de Poisson sont les flèches.

Références modifier