Classification des groupes simples finis - Classification of finite simple groups

En mathématiques , la classification des groupes simples finis est un théorème affirmant que chaque groupe simple fini est soit cyclique , soit alterné , ou il appartient à une large classe infinie appelée les groupes de type de Lie , ou bien c'est l' un des vingt-six ou vingt-sept exceptions, dites sporadiques . La théorie des groupes est au cœur de nombreux domaines des mathématiques pures et appliquées et le théorème de classification a été appelé l'une des grandes réalisations intellectuelles de l'humanité. La preuve consiste en des dizaines de milliers de pages dans plusieurs centaines d'articles de revues écrites par une centaine d'auteurs, publiés pour la plupart entre 1955 et 2004.

Les groupes simples peuvent être considérés comme les blocs de construction de base de tous les groupes finis , rappelant la façon dont les nombres premiers sont les blocs de construction de base des nombres naturels . Le théorème de Jordan-Hölder est une manière plus précise d'énoncer ce fait à propos des groupes finis. Cependant, une différence significative par rapport à la factorisation en nombres entiers est que ces « blocs de construction » ne déterminent pas nécessairement un groupe unique, car il peut y avoir de nombreux groupes non isomorphes avec la même série de composition ou, en d'autres termes, le problème d'extension n'a pas une solution unique.

Gorenstein (d.1992), Lyons et Solomon publient progressivement une version simplifiée et révisée de la preuve.

Énoncé du théorème de classification

Théorème  —  Tout groupe simple fini est isomorphe à l'un des groupes suivants :

La classification des groupes simples finis.

Le théorème de classification a des applications dans de nombreuses branches des mathématiques, car les questions sur la structure des groupes finis (et leur action sur d'autres objets mathématiques) peuvent parfois être réduites à des questions sur les groupes simples finis. Grâce au théorème de classification, on peut parfois répondre à de telles questions en vérifiant chaque famille de groupes simples et chaque groupe sporadique.

Daniel Gorenstein a annoncé en 1983 que les groupes simples finis avaient tous été classés, mais c'était prématuré car il avait été mal informé sur la preuve de la classification des groupes quasi - minces . La preuve achevée de la classification a été annoncée par Aschbacher (2004) après qu'Aschbacher et Smith ont publié une preuve de 1221 pages pour le cas quasi-mince manquant.

Aperçu de la preuve du théorème de classification

Gorenstein ( 1982 , 1983 ) a écrit deux volumes décrivant le rang bas et la partie caractéristique étrange de la preuve, et Michael Aschbacher , Richard Lyons et Stephen D. Smith et al. ( 2011 ) a écrit un 3e volume couvrant le cas 2 caractéristique restant. La preuve peut être décomposée en plusieurs éléments principaux comme suit :

Groupes de petits 2-rangs

Les groupes simples de faible rang 2 sont principalement des groupes de type Lie de petit rang sur des champs de caractéristique impaire, ainsi que cinq groupes alternés et sept de type caractéristique 2 et neuf groupes sporadiques.

Les groupes simples de petits 2-rangs comprennent :

  • Groupes de 2-rang 0, c'est-à-dire groupes d'ordre impair, qui sont tous résolubles par le théorème de Feit-Thompson .
  • Groupes de 2-rang 1. Les 2-sous-groupes de Sylow sont soit cycliques, ce qui est facile à manipuler en utilisant l'application de transfert, soit des quaternions généralisés , qui sont traités avec le théorème de Brauer-Suzuki : en particulier il n'y a pas de groupes simples de 2- rang 1 à l'exception du groupe cyclique d'ordre deux.
  • Groupes de 2-rang 2. Alperin a montré que le sous-groupe Sylow doit être dièdre, quasi-dièdre, en couronne ou un sous-groupe Sylow 2- de U 3 (4). Le premier cas a été fait par le théorème de Gorenstein-Walter qui a montré que les seuls groupes simples sont isomorphes à L 2 ( q ) pour q impair ou A 7 , les deuxième et troisième cas ont été faits par le théorème d'Alperin-Brauer-Gorenstein qui implique que les seuls groupes simples sont isomorphes à L 3 ( q ) ou U 3 ( q ) pour q impair ou M 11 , et le dernier cas a été fait par Lyons qui a montré que U 3 (4) est la seule possibilité simple.
  • Groupes de 2 rangs sectionnels au plus 4, classés par le théorème de Gorenstein-Harada .

La classification des groupes de petits rangs 2, en particulier les rangs au plus 2, fait un usage intensif de la théorie des caractères ordinaire et modulaire, qui n'est presque jamais directement utilisée ailleurs dans la classification.

Tous les groupes qui ne sont pas de petit rang 2 peuvent être divisés en deux grandes classes : les groupes de type composant et les groupes de type caractéristique 2. En effet, si un groupe a au moins 5 rangs de section, MacWilliams a montré que ses 2 sous-groupes de Sylow sont connectés, et le théorème d'équilibre implique que tout groupe simple avec des sous-groupes de Sylow 2 connectés est soit de type composant, soit de type caractéristique 2. . (Pour les groupes de faible rang 2, la preuve de ceci s'effondre, car des théorèmes tels que le théorème du foncteur de signalisation ne fonctionnent que pour les groupes avec des sous-groupes abéliens élémentaires de rang au moins 3.)

Groupes de type de composant

Un groupe est dit de type composante si pour un centralisateur C d'une involution, C / O ( C ) a une composante (où O ( C ) est le noyau de C , le sous-groupe normal maximal d'ordre impair). Ce sont plus ou moins les groupes de type Lie de caractère impair de grand rang, et les groupes alternés, ainsi que quelques groupes sporadiques. Une étape majeure dans ce cas est d'éliminer l'obstruction du noyau d'une involution. Ceci est accompli par le B-théorème , qui stipule que chaque composante de C / O ( C ) est l'image d'une composante de C .

L'idée est que ces groupes ont un centralisateur d'involution avec une composante qui est un groupe quasi-simple plus petit, que l'on peut supposer déjà connu par induction. Donc, pour classer ces groupes, on prend chaque extension centrale de chaque groupe simple fini connu, et on trouve tous les groupes simples avec un centralisateur d'involution avec celui-ci comme composant. Cela donne un assez grand nombre de cas différents à vérifier : il y a non seulement 26 groupes sporadiques et 16 familles de groupes de type Lie et les groupes alternés, mais aussi beaucoup de groupes de petit rang ou sur de petits champs se comportent différemment du général cas et doivent être traités séparément, et les groupes de type Lie de caractéristiques paires et impaires sont également très différents.

Groupes de type caractéristique 2

Un groupe est de type caractéristique 2 si le sous-groupe d'ajustement généralisé F *( Y ) de chaque sous-groupe 2-local Y est un 2-groupe. Comme son nom l'indique, ce sont à peu près les groupes de type Lie sur les champs de caractéristique 2, plus une poignée d'autres qui sont alternés ou sporadiques ou de caractéristique étrange. Leur classification est divisée en cas de petit et grand rang, où le rang est le plus grand rang d'un sous-groupe abélien impair normalisant un 2-sous-groupe non trivial, qui est souvent (mais pas toujours) le même que le rang d'une sous-algèbre de Cartan lorsque le groupe est un groupe de type Lie dans la caractéristique 2.

Les groupes de rang 1 sont les groupes minces, classés par Aschbacher, et ceux de rang 2 sont les fameux groupes quasi- minces , classés par Aschbacher et Smith. Ceux-ci correspondent approximativement à des groupes de type Lie de rangs 1 ou 2 sur des champs de caractéristique 2.

Les groupes de rang au moins 3 sont encore subdivisés en 3 classes par le théorème de la trichotomie , prouvé par Aschbacher pour le rang 3 et par Gorenstein et Lyons pour le rang au moins 4. Les trois classes sont des groupes de type GF(2) (classés principalement par Timmesfeld ), les groupes de « type standard » pour certains nombres premiers impairs (classés par le théorème de Gilman-Griess et les travaux de plusieurs autres) et les groupes de type unicité, où un résultat d'Aschbacher implique qu'il n'y a pas de groupes simples. Le cas général de rang supérieur se compose principalement des groupes de type Lie sur des champs de caractéristique 2 de rang au moins 3 ou 4.

Existence et unicité des groupes simples

La partie principale de la classification produit une caractérisation de chaque groupe simple. Il faut alors vérifier qu'il existe un groupe simple pour chaque caractérisation et qu'il est unique. Cela donne un grand nombre de problèmes distincts; par exemple, les preuves originales de l'existence et de l'unicité du groupe de monstres totalisaient environ 200 pages, et l'identification des groupes Ree par Thompson et Bombieri était l'une des parties les plus difficiles de la classification. La plupart des preuves d'existence et certaines des preuves d'unicité pour les groupes sporadiques utilisaient à l'origine des calculs informatiques, dont la plupart ont depuis été remplacés par des preuves manuelles plus courtes.

Histoire de la preuve

Le programme de Gorenstein

En 1972, Gorenstein (1979 , Annexe) a annoncé un programme pour compléter la classification des groupes simples finis, comprenant les 16 étapes suivantes :

  1. Groupes de faible rang 2. Cela a été essentiellement fait par Gorenstein et Harada, qui ont classé les groupes avec 2 rangs au plus 4. La plupart des cas de 2 rangs au plus 2 avaient été faits au moment où Gorenstein a annoncé son programme.
  2. La semi-simplicité des 2 couches. Le problème est de prouver que la 2-couche du centralisateur d'une involution dans un groupe simple est semi-simple.
  3. Forme standard à caractéristique impaire. Si un groupe a une involution avec une 2-composante qui est un groupe de type Lie de caractéristique impaire, le but est de montrer qu'il a un centralisateur d'involution sous forme "standard" c'est-à-dire qu'un centralisateur d'involution a une composante qui est de type Lie à caractéristique impaire et possède également un centreur de 2 rang 1.
  4. Classification des groupes de type impair. Le problème est de montrer que si un groupe possède un centralisateur d'involution de "forme standard" alors c'est un groupe de type Lie de caractéristique impaire. Ceci a été résolu par le théorème d'involution classique d'Aschbacher .
  5. Forme quasi-standard
  6. Involutions centrales
  7. Classification des groupes en alternance.
  8. Quelques groupes sporadiques
  9. Groupes minces. Les groupes finis minces simples , ceux avec un p -rang 2-local au plus 1 pour les nombres premiers impairs p , ont été classés par Aschbacher en 1978
  10. Groupes avec un sous-groupe fortement p-inclus pour p impair
  11. La méthode du foncteur de signalisation pour les nombres premiers impairs. Le principal problème est de prouver un foncteur signalizer théorème de foncteurs non résoluble de signalizer. Cela a été résolu par McBride en 1982.
  12. Groupes de type p caractéristique . C'est le problème des groupes avec un sous-groupe 2-local fortement p- plongé avec p impair, qui a été traité par Aschbacher.
  13. Groupes quasi-minces. Un groupe quasi-mince est celui dont les 2-sous-groupes locaux ont un rang p au plus 2 pour tous les nombres premiers impairs p , et le problème est de classer les simples de type caractéristique 2. Cela a été complété par Aschbacher et Smith en 2004.
  14. Groupes de faible 2-local 3-rang. Ceci a été essentiellement résolu par le théorème de trichotomie d'Aschbacher pour les groupes avec e ( G )=3. Le principal changement est que 2-local 3-rank est remplacé par 2-local p -rank pour les nombres premiers impairs.
  15. Centralisateurs de 3 éléments sous forme standard. Cela a été essentiellement fait par le théorème de Trichotomie .
  16. Classification de groupes simples de type caractéristique 2. Cela a été traité par le théorème de Gilman-Griess , avec 3-éléments remplacés par p -éléments pour les nombres premiers impairs.

Chronologie de la preuve

La plupart des éléments de la liste ci-dessous sont tirés de Solomon (2001) . La date indiquée est généralement la date de publication de la preuve complète d'un résultat, qui est parfois plusieurs années plus tardive que la preuve ou la première annonce du résultat, de sorte que certains éléments apparaissent dans le "mauvais" ordre.

Date de publication
1832 Galois introduit des sous-groupes normaux et trouve les groupes simples A n ( n 5) et PSL 2 ( F p ) ( p ≥ 5)
1854 Cayley définit des groupes abstraits
1861 Mathieu décrit les deux premiers groupes de Mathieu M 11 , M 12 , les premiers groupes simples sporadiques, et annonce l'existence de M 24 .
1870 Jordan énumère quelques groupes simples : les linéaires spéciaux alternés et projectifs, et souligne l'importance des groupes simples.
1872 Sylow prouve les théorèmes de Sylow
1873 Mathieu présente trois autres groupes de Mathieu M 22 , M 23 , M 24 .
1892 Hölder prouve que l'ordre de tout groupe simple fini non abélien doit être un produit d'au moins quatre nombres premiers (pas nécessairement distincts), et demande une classification des groupes simples finis.
1893 Cole classe des groupes simples d'ordre jusqu'à 660
1896 Frobenius et Burnside commencent l'étude de la théorie des caractères des groupes finis.
1899 Burnside classe les groupes simples de telle sorte que le centralisateur de chaque involution est un 2-groupe abélien élémentaire non trivial.
1901 Frobenius prouve qu'un groupe de Frobenius a un noyau de Frobenius, donc en particulier n'est pas simple.
1901 Dickson définit des groupes classiques sur des corps finis arbitraires, et des groupes exceptionnels de type G 2 sur des corps de caractéristiques impaires.
1901 Dickson introduit les groupes simples finis exceptionnels de type E 6 .
1904 Burnside utilise la théorie des caractères pour prouver le théorème de Burnside selon lequel l'ordre de tout groupe simple fini non abélien doit être divisible par au moins 3 nombres premiers distincts.
1905 Dickson introduit des groupes simples de type G 2 sur des corps de caractéristiques paires
1911 Burnside conjecture que tout groupe simple fini non abélien a un ordre pair
1928 Hall prouve l'existence de sous -groupes de Hall de groupes résolubles
1933 Hall commence son étude des groupes p
1935 Brauer commence l'étude des personnages modulaires .
1936 Zassenhaus classe les groupes de permutation finis fortement 3-transitifs
1938 Fitting introduit le sous - groupe Fitting et prouve le théorème de Fitting selon lequel pour les groupes résolubles, le sous-groupe Fitting contient son centralisateur.
1942 Brauer décrit les caractères modulaires d'un groupe divisible par un nombre premier à la première puissance.
1954 Brauer classe les groupes simples avec GL 2 ( F q ) comme le centralisateur d'une involution.
1955 Le théorème de Brauer-Fowler implique que le nombre de groupes simples finis avec un centralisateur donné d'involution est fini, suggérant une attaque sur la classification à l'aide de centralisateurs d'involutions.
1955 Chevalley introduit les groupes de Chevalley , en particulier les groupes simples exceptionnels des types F 4 , E 7 et E 8 .
1956 Théorème de Hall-Higman
1957 Suzuki montre que tous les groupes CA simples finis d'ordre impair sont cycliques.
1958 Le théorème de Brauer–Suzuki–Wall caractérise les groupes linéaires spéciaux projectifs de rang 1, et classe les groupes CA simples .
1959 Steinberg introduit les groupes de Steinberg , donnant quelques nouveaux groupes simples finis, de types 3 D 4 et 2 E 6 (ces derniers ont été trouvés indépendamment à peu près au même moment par Tits).
1959 Le théorème de Brauer-Suzuki sur les groupes à quaternion généralisé Sylow 2-sous-groupes montre en particulier qu'aucun d'entre eux n'est simple.
1960 Thompson prouve qu'un groupe avec un automorphisme sans point fixe d'ordre premier est nilpotent.
1960 Feit, Marshall Hall et Thompson montrent que tous les groupes CN simples finis d'ordre impair sont cycliques.
1960 Suzuki présente les groupes Suzuki , avec les types 2 B 2 .
1961 Ree présente les groupes de Ree , avec les types 2 F 4 et 2 G 2 .
1963 Feit et Thompson prouvent le théorème de l'ordre impair .
1964 Tits introduit des paires BN pour les groupes de type Lie et trouve le groupe Tits
1965 Le théorème de Gorenstein-Walter classe les groupes avec un sous-groupe de Sylow 2-dièdre.
1966 Glauberman prouve le théorème Z*
1966 Janko présente le groupe Janko J1 , le premier nouveau groupe sporadique depuis environ un siècle.
1968 Glauberman prouve le théorème ZJ
1968 Higman et Sims présentent le groupe Higman-Sims
1968 Conway présente les groupes Conway
1969 Le théorème de Walter classe les groupes avec les 2-sous-groupes abéliens de Sylow
1969 Introduction du groupe sporadique Suzuki , du groupe Janko J2 , du groupe Janko J3 , du groupe McLaughlin et du groupe Held .
1969 Gorenstein introduit des foncteurs de signalisation basés sur les idées de Thompson.
1970 MacWilliams montre que les 2-groupes sans sous-groupe abélien normal de rang 3 ont un 2-rang sectionnel au plus 4. (Les groupes simples avec des sous-groupes de Sylow satisfaisant cette dernière condition ont ensuite été classés par Gorenstein et Harada.)
1970 Bender a introduit le sous-groupe de raccords généralisé
1970 Le théorème d'Alperin-Brauer-Gorenstein classe les groupes avec des sous-groupes de Sylow 2 quasi-dièdres ou en couronne, complétant la classification des groupes simples de 2 rangs au plus 2
1971 Fischer présente les trois groupes Fischer
1971 Thompson classe les paires quadratiques
1971 Bender classe le groupe avec un sous-groupe fortement intégré
1972 Gorenstein propose un programme en 16 étapes pour classer les groupes simples finis ; le classement final suit d'assez près son schéma.
1972 Lyons présente le groupe Lyons
1973 Rudvalis présente le groupe Rudvalis
1973 Fischer découvre le groupe des bébés monstres (non publié), que Fischer et Griess utilisent pour découvrir le groupe des monstres , ce qui conduit à son tour Thompson au groupe sporadique Thompson et Norton au groupe Harada-Norton (également trouvé d'une manière différente par Harada).
1974 Thompson classe les N-groupes , groupes dont tous les sous-groupes locaux sont résolubles.
1974 Le théorème de Gorenstein-Harada classe les groupes simples de 2 rangs sectionnels au plus 4, en divisant les groupes simples finis restants en ceux de type composant et ceux de type caractéristique 2.
1974 Tits montre que les groupes avec des paires BN de rang au moins 3 sont des groupes de type Lie
1974 Aschbacher classe les groupes avec un noyau 2-généré approprié
1975 Gorenstein et Walter prouvent le théorème de l'équilibre L
1976 Glauberman prouve le théorème résoluble du foncteur de signalisation
1976 Aschbacher prouve le théorème des composants , montrant approximativement que les groupes de type impair satisfaisant certaines conditions ont un composant sous forme standard. Les groupes avec une composante de forme standard ont été classés dans une large collection d'articles par de nombreux auteurs.
1976 O'Nan présente le groupe O'Nan
1976 Janko présente le groupe Janko J4 , le dernier groupe sporadique à découvrir
1977 Aschbacher caractérise les groupes de type Lie de caractéristique impaire dans son théorème d'involution classique . Après ce théorème, qui traite en quelque sorte de « la plupart » des groupes simples, on a généralement estimé que la fin de la classification était en vue.
1978 Timmesfeld démontre le théorème extraspécial O 2 , divisant la classification des groupes de type GF(2) en plusieurs problèmes plus petits.
1978 Aschbacher classe les groupes finis minces , qui sont pour la plupart des groupes de rang 1 de type Lie sur des corps de caractéristiques paires.
1981 Bombieri utilise la théorie de l'élimination pour compléter les travaux de Thompson sur la caractérisation des groupes de Ree , l'une des étapes les plus difficiles de la classification.
1982 McBride démontre le théorème du foncteur de signalisation pour tous les groupes finis.
1982 Griess construit le groupe de monstres à la main
1983 Le théorème de Gilman-Griess classe les groupes de type caractéristique 2 et de rang au moins 4 avec des composants standard, l'un des trois cas du théorème de la trichotomie.
1983 Aschbacher prouve qu'aucun groupe fini ne satisfait l'hypothèse du cas d'unicité , l'un des trois cas donnés par le théorème de la trichotomie pour les groupes de type caractéristique 2.
1983 Gorenstein et Lyons prouvent le théorème de la trichotomie pour les groupes de type caractéristique 2 et de rang au moins 4, tandis qu'Aschbacher fait le cas de rang 3. Cela divise ces groupes en 3 sous-cas : le cas d'unicité, les groupes de type GF(2) et les groupes avec un composant standard.
1983 Gorenstein annonce que la preuve de la classification est complète, un peu prématurément car la preuve du cas quasi-mince était incomplète.
1994 Gorenstein, Lyons et Solomon commencent la publication de la classification révisée
2004 Aschbacher et Smith publient leurs travaux sur les groupes quasi-minces (qui sont pour la plupart des groupes de type Lie de rang au plus 2 sur des corps de caractéristiques paires), comblant la dernière lacune de la classification connue à l'époque.
2008 Harada et Salomon comblent une lacune mineure dans la classification en décrivant des groupes avec une composante standard qui est une couverture du groupe Mathieu M22 , un cas qui a été accidentellement omis de la preuve de la classification en raison d'une erreur dans le calcul du multiplicateur de Schur du M22.
2012 Gonthier et ses collaborateurs annoncent une version vérifiée par ordinateur du théorème de Feit-Thompson à l'aide de l' assistant de preuve Coq .

Classement de deuxième génération

La preuve du théorème, telle qu'elle se présentait vers 1985 environ, peut être appelée première génération . En raison de la longueur extrême de la preuve de première génération, beaucoup d'efforts ont été consacrés à la recherche d'une preuve plus simple, appelée preuve de classification de deuxième génération . Cet effort, appelé « révisionnisme », était à l'origine dirigé par Daniel Gorenstein .

En 2021, neuf volumes de la preuve de deuxième génération ont été publiés (Gorenstein, Lyons & Solomon 1994, 1996, 1998, 1999, 2002, 2005, 2018a, 2018b, 2021). En 2012, Salomon a estimé que le projet aurait besoin de 5 autres volumes, mais a déclaré que les progrès étaient lents. On estime que la nouvelle épreuve remplira à terme environ 5 000 pages. (Cette longueur provient en partie du fait que la preuve de deuxième génération est écrite dans un style plus décontracté.) Cependant, avec la publication du volume 9 de la série GLS, et incluant la contribution Aschbacher-Smith, cette estimation était déjà atteinte, avec plusieurs autres volumes encore en préparation (le reste de ce qui était initialement prévu pour le volume 9, plus les volumes projetés 10 et 11). Aschbacher et Smith ont écrit leurs deux volumes consacrés au boîtier quasi-mince de telle sorte que ces volumes puissent faire partie de la preuve de deuxième génération.

Gorenstein et ses collaborateurs ont donné plusieurs raisons pour lesquelles une preuve plus simple est possible.

  • La chose la plus importante est que l'énoncé correct et final du théorème soit maintenant connu. Des techniques plus simples peuvent être appliquées qui sont connues pour être adéquates pour les types de groupes que nous savons être finis simples. En revanche, ceux qui ont travaillé sur la preuve de première génération ne savaient pas combien il y avait de groupes sporadiques, et en fait certains des groupes sporadiques (par exemple, les groupes de Janko ) ont été découverts en prouvant d'autres cas du théorème de classification. En conséquence, de nombreuses pièces du théorème ont été prouvées en utilisant des techniques trop générales.
  • Parce que la conclusion était inconnue, la preuve de première génération se compose de nombreux théorèmes autonomes, traitant de cas particuliers importants. Une grande partie du travail de démonstration de ces théorèmes a été consacrée à l'analyse de nombreux cas particuliers. Compte tenu d'une preuve plus large et orchestrée, le traitement de bon nombre de ces cas particuliers peut être reporté jusqu'à ce que les hypothèses les plus puissantes puissent être appliquées. Le prix payé sous cette stratégie révisée est que ces théorèmes de première génération n'ont plus de preuves relativement courtes, mais reposent plutôt sur la classification complète.
  • De nombreux théorèmes de première génération se chevauchent et divisent ainsi les cas possibles de manière inefficace. En conséquence, les familles et sous-familles de groupes simples finis ont été identifiées plusieurs fois. La preuve révisée élimine ces redondances en s'appuyant sur une subdivision différente des cas.
  • Les théoriciens des groupes finis ont plus d'expérience dans ce genre d'exercice et disposent de nouvelles techniques.

Aschbacher (2004) a appelé le travail sur le problème de classification par Ulrich Meierfrankenfeld, Bernd Stellmacher, Gernot Stroth et quelques autres, un programme de troisième génération . L'un des objectifs est de traiter tous les groupes de la caractéristique 2 de manière uniforme en utilisant la méthode de l'amalgame.

Pourquoi la preuve est-elle si longue ?

Gorenstein a discuté de certaines des raisons pour lesquelles il pourrait ne pas y avoir une courte preuve de la classification similaire à la classification des groupes de Lie compacts .

  • La raison la plus évidente est que la liste des groupes simples est assez compliquée : avec 26 groupes sporadiques, il est probable qu'il y ait de nombreux cas particuliers qui doivent être pris en compte dans toute preuve. Jusqu'à présent, personne n'a encore trouvé une description uniforme et propre des groupes simples finis similaire à la paramétrisation des groupes de Lie compacts par les diagrammes de Dynkin .
  • Atiyah et d'autres ont suggéré que la classification devrait être simplifiée en construisant un objet géométrique sur lequel les groupes agissent, puis en classant ces structures géométriques. Le problème est que personne n'a été en mesure de proposer un moyen facile de trouver une telle structure géométrique associée à un groupe simple. Dans un certain sens, la classification fonctionne en trouvant des structures géométriques telles que BN-paires , mais cela ne vient qu'à la fin d'une analyse très longue et difficile de la structure d'un groupe simple fini.
  • Une autre suggestion pour simplifier la preuve est d'utiliser davantage la théorie des représentations . Le problème ici est que la théorie des représentations semble exiger un contrôle très étroit sur les sous-groupes d'un groupe afin de bien fonctionner. Pour les groupes de petit rang, on a un tel contrôle et la théorie des représentations fonctionne très bien, mais pour les groupes de rang plus élevé, personne n'a réussi à l'utiliser pour simplifier la classification. Au début de la classification, des efforts considérables ont été déployés pour utiliser la théorie des représentations, mais cela n'a jamais obtenu beaucoup de succès dans le cas de rang supérieur.

Conséquences du classement

Cette section énumère quelques résultats qui ont été prouvés en utilisant la classification des groupes simples finis.

Voir également

Remarques

  1. ^ a b La famille infinie des groupes de Ree de type 2 F 4 (2 2 n +1 ) ne contient que des groupes finis de type de Lie. Ils sont simples pour n 1 ; pour n =0 , le groupe 2 F 4 (2) n'est pas simple, mais il contient le sous-groupe de commutateur simple 2 F 4 (2)′ . Ainsi, si la famille infinie des groupes de commutateurs de type 2 F 4 (2 2 n +1 )′ est considérée comme une famille infinie systématique (tous de type Lie sauf n =0 ), le groupe de Tits T := 2 F 4 ( 2)′ (en tant que membre de cette famille infinie) n'est pas sporadique.

Les références

Liens externes