群与伽罗瓦上同调
中心扩张
中心扩张是最简单的有趣群扩张:其内部部件与一切都可交换。商完全不扭动子群——然而扩张仍可非平凡,因为即便没有作用,两部件黏合的方式也可能不构成直积。这类扩张是旋量群、海森堡群与射影表示等现象的栖身之所。
扩张 1 -> A -> E -> Q -> 1 称为中心的,若 A 的像位于中间群的中心 Z(E) 内,这迫使 A 阿贝尔且 Q 在 A 上诱导的作用平凡。由于作用平凡,此类扩张由以平凡作用计算的 H^2(Q, A) 分类。零类是直积 A × Q;非零类给出一个尽管 A 是中心却并非直积的群。
群 G 关于阿贝尔群的中心扩张由舒尔乘子 H_2(G, Z) 掌控:当 G 完全(G = [G, G])时存在一个泛中心扩张,其核恰是舒尔乘子。在物理与李理论中,中心扩张解释了为何对称性只在差一相位的意义下作用于量子态——Q 的一个射影表示,正是 Q 关于圆群的某中心扩张的真正表示,其阻碍位于 H^2(Q, C^*)。
1 -> {±1} -> Q_8 -> Z/2Z × Z/2Z -> 1:四元数群 Q_8 = {±1, ±i, ±j, ±k} 是克莱因四元群关于其中心 {±1} 的中心扩张。它不可裂,代表 H^2(Z/2Z × Z/2Z, Z/2Z) 中的一个非零类。
四元数群作为不可裂中心扩张。
作为直积与作为中心扩张是两回事:每个直积 A × Q 都是中心扩张,但四元数群 Q_8 是 Z/2Z × Z/2Z 关于 Z/2Z 的中心扩张,却不是 A 与商的直积。
另见