4次元多様体

4次元多様体に関する本としては, まず Donaldson と Kronheimer の [DK90] がある。arXiv には Hillman の [Hil02] がある。

\(4\)次元位相多様体については, Friedl, Nagel, Orson, Powell の survey [Fri+] がある。

\(4\)次元 smooth manifold の分類について, どのようなことが分かっているかをまとめたものとして Fintushel と Stern の [FS09] がある。 Hopkins らの [Hop+] の §1.1 も簡潔にまとまっていて良い, と思う。Hopkins らの論文の主題は, Matsumoto の \(\frac{11}{8}\) conjecture [Mat82] に関する Furuta の結果 [Fur01] の精密化である。

Hopkins ら [Hop+] が指摘しているように, Furuta の結果では, equivariant stable homotopy theory が用いられている。

更に, Bauer と Furuta は, [BF04] で stable cohomotopy 不変量を導入している。その性質については, part II [Bau04a] で調べられている。 Connected sum に関する公式 (gluing theorem) が証明されている。 解説としては, Bauer の [Bau04b] がある。

Boundary を持つ場合への拡張は, Manolescu らにより [Man03; KM] で定義され, それに関する gluing theorem は [Man07] で証明されている。

ホモトピー論との関係では, 他にも, simply connected \(4\)-manifold のホモトピー群 を調べた Basu と Basu の [BB15] や, \(\mathrm{tmf}\) との関係を調べた Gukokv, Pei, Putrov, Vafa の [Guk+] などがある。

References

[Bau04a]

Stefan Bauer. “A stable cohomotopy refinement of Seiberg-Witten invariants. II”. In: Invent. Math. 155.1 (2004), pp. 21–40. arXiv: math/0204267. url: http://dx.doi.org/10.1007/s00222-003-0289-4.

[Bau04b]

Stefan Bauer. “Refined Seiberg-Witten invariants”. In: Different faces of geometry. Vol. 3. Int. Math. Ser. (N. Y.) Kluwer/Plenum, New York, 2004, pp. 1–46. arXiv: math/0312523. url: http://dx.doi.org/10.1007/0-306-48658-X_1.

[BB15]

Samik Basu and Somnath Basu. “Homotopy groups and periodic geodesics of closed 4-manifolds”. In: Internat. J. Math. 26.8 (2015), pp. 1550059, 34. arXiv: 1303.3328. url: https://doi.org/10.1142/S0129167X15500597.

[BF04]

Stefan Bauer and Mikio Furuta. “A stable cohomotopy refinement of Seiberg-Witten invariants. I”. In: Invent. Math. 155.1 (2004), pp. 1–19. arXiv: math/0204340. url: http://dx.doi.org/10.1007/s00222-003-0288-5.

[DK90]

S. K. Donaldson and P. B. Kronheimer. The geometry of four-manifolds. Oxford Mathematical Monographs. Oxford Science Publications. New York: The Clarendon Press Oxford University Press, 1990, pp. x+440. isbn: 0-19-853553-8.

[Fri+]

Stefan Friedl, Matthias Nagel, Patrick Orson, and Mark Powell. A survey of the foundations of four-manifold theory in the topological category. arXiv: 1910.07372.

[FS09]

Ronald Fintushel and Ronald J. Stern. “Six lectures on four 4-manifolds”. In: Low dimensional topology. Vol. 15. IAS/Park City Math. Ser. Providence, RI: Amer. Math. Soc., 2009, pp. 265–315. arXiv: math/0610700.

[Fur01]

M. Furuta. “Monopole equation and the \(\frac{11}{8}\)-conjecture”. In: Math. Res. Lett. 8.3 (2001), pp. 279–291. url: https://doi.org/10.4310/MRL.2001.v8.n3.a5.

[Guk+]

Sergei Gukov, Du Pei, Pavel Putrov, and Cumrun Vafa. 4-manifolds and topological modular forms. arXiv: 1811.07884.

[Hil02]

J. A. Hillman. Four-manifolds, geometries and knots. Vol. 5. Geometry & Topology Monographs. Geometry & Topology Publications, Coventry, 2002, pp. xiv+379. arXiv: math/0212142.

[Hop+]

Michael J. Hopkins, Jianfeng Lin, XiaoLin Danny Shi, and Zhouli Xu. Intersection Forms of Spin \(4\)-Manifolds and the \(\mathrm{Pin}(2)\)-Equivariant Mahowald Invariant. arXiv: 1812.04052.

[KM]

Peter B. Kronheimer and Ciprian Manolescu. Periodic Floer pro-spectra from the Seiberg-Witten equations. arXiv: math/0203243.

[Man03]

Ciprian Manolescu. “Seiberg-Witten-Floer stable homotopy type of three-manifolds with \(b_1=0\)”. In: Geom. Topol. 7 (2003), pp. 889–932. arXiv: math/0104024. url: https://doi.org/10.2140/gt.2003.7.889.

[Man07]

Ciprian Manolescu. “A gluing theorem for the relative Bauer-Furuta invariants”. In: J. Differential Geom. 76.1 (2007), pp. 117–153. arXiv: math/0311342. url: http://projecteuclid.org/euclid.jdg/1180135667.

[Mat82]

Yukio Matsumoto. “On the bounding genus of homology \(3\)-spheres”. In: J. Fac. Sci. Univ. Tokyo Sect. IA Math. 29.2 (1982), pp. 287–318.