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2024年5月9日发(作者:)

毪 

数学物理学报 

http://actalns.wipm.aC.cTl 

全纯向量丛与Ward孤子 

朱秀娟 

(江苏教育学院数学与信息技术学院 南京210013) 

摘要:Ward利用亚纯标架具体给出了有限能量的1-uniton对应的全纯向量丛,该向量丛的 

底空间为有理直纹面.Ward所用的亚纯标架的奇异结构与1-uniton的广义解的奇异结构相 

对应.该文推广了Ward的方法,具体给出了一些Ward孤子对应的全纯向量丛,这些Ward 

孤子的广义解仅具有单极点或仅具有一个二阶极点. 

关键词:Ward孤子;广义解;亚纯标架;有理直纹面;极点数据. 

MR(20001主题分类:32L05;32L25 中图分类号:0189.3;0175.2 文献标识码:A 

文章编号:1003—3998(2011)04—1022—14 

1 引言 

Ward方程有时也称为修正的2+1 chiral模型,是由 l2.0上的自对偶Yang—Mills方程通 

过维数约化和规范固定得到的. Ward在文献f111中运用twistor构造的方法证明了Ward 

方程的每个解析解对应于minitwistor空间T 1上的某个全纯向量丛. Anand[ j给出了 

这类对应的丛(本文将全纯向量丛就简称为丛)能平凡地延拓到minitwistor空间的紧化空间 

上的充要条件,这里的 也称为第二Hirzebruch曲面,可由空间 pl额外添加一个截面 

得到,即每个纤维都是p1,因此 是一个有理直纹面.纯孤子解所对应的丛满足Anand 

的充要条件,所以能够延拓到紧空间 上[14].由于 是一个代数簇,其上的丛能够由具体 

的有理数据构造出来_1j_、vard在文献f61中运用亚纯标架具体给出有限能量的1-uniton( ̄[] 

静态的纯孤子解)对应的丛,而该亚纯标架是由1-uniton的广义解所确定的. 

Ward在文献f1O1中运用Riemann—Hilbert零点问题的方法构造了广义解具有 个单极 

点的k一孤子解.对具有两个单极点i+ 和i—e的广义2一孤子解取e一0时的极限,Ward 

和Ioannidou构造了具有一个2阶极点的广义2一孤子解,他们还用类似的方法构造了具有 

个3阶极点的广义3.孤子解[7,13].这些极限解都具有非平凡的散射.Dai和Terng[ 】利 

用代数Bgcklund变换,取尼阶极限的方法以及广义代数B/icklund变换构造了Ward方程所 

有的孤子解. 

由Ward给出有限能量的1-uniton对应丛的方法 受到的启发,本文具体给出了一 

些Ward孤子对应的丛.由于具有高阶极点的广义Ward孤子解的表达式非常复杂,其对应 

丛的亚纯标架很难由Ward的方法得到.我们把给出具有任意极点数据的Ward孤子所对应 

收稿日期:2009—03—04;修订日期:2010—05—18 

E—mail:yzzhuxiujuan@sina.com 

基金项目:国家自然科学基金(10671 171)和江苏省自然科学基金(10KJD1 10006)资助 

NO.4 朱秀娟:全纯向量丛与Ward孤子 1023 

的丛推后到将来的工作中去,本文就给出仅具有单极点数据或仅具有一个二阶极点数据的 

Ward孤子对应的丛.本文结束部分指出了具有任意极点数据的Ward孤子所对应的丛的一 

些信息. 

2、Ⅳard孤子 

Ward方程就是关于映射 : , 一SU(n)的如下方程 

(j-1 )t一(j-1Jx) 一(j-1Jy) 一[j-1Jt,j-1 J:0. (2.1) 

、vard方程的解称为Ward映射.由于这个方程是可积的,所以可作为关于映射 : , × 

cU{。o)一GL(n,c)并含有一个谱参数<∈cU{∞}的线性方程组 

J,( 一巩)砂: 矽, 

( 一以) :Be 

的相容条件,其中A,B: , 一 (礼)为不依赖于谱参数e的光滑映射, U 

u= (t一 ). 

定义2.1线性方程组(2.2)的满足 (n)一实条件 

( ,Y,t, ) ( , ,t,():In 

(2.2) 

(t+ ), 

(2.3) 

的解称为Ward方程的广义解或广义Ward映射,其中‘十’表示Hermitian共轭,映射J: 

(…,0) :=c矽((=0) 称为其相伴的ward映射,其中C为使得det(J)=1的规范化常 

数.这表明方程(2.1)的解可以借助于超定线性方程组(2.2)构造得到. 

Ward映射的能量泛函[1a,4,s】为 

即)=去 t=const}II!厂l圳。+I &lIl。+II|厂l圳 捌 , 

其中I1 ̄11。:一tr( ).为了保证该能量有限,Ward给定了边界条件 

Jo+ ( )r +O(r_2), 当r—O0时, (2.4) 

其中X+iy=re ,Jo为一个常数矩阵, 只依赖于 (而不依赖于 ). 

定义2.2 Ward映射 若满足下列两个条件,则称 为、vard孤子(或简称为孤子)【 

(1)在 。上具有有限能量,或等价地满足边界条件(2.4); 

(2)具有广义解 使得 ( ,Y,t,e)为<的有理函数,且对所有的(X,Y,t),有 

(1 ()= 

定义2.3若 是一个广义Ward孤子,具有r个极点<=OZ1,…, ,重数分别为 

n1,…,n ,则称(ot1,…, ,nl,…,n )为 及其相伴的Ward孤子 的极点数据. 

设 ∈c\R,7r为c 的一个Hermitian投影,定义 

眠 + =厶+盖 (2.5) 

1024 数学物理学报 、,O1.31A 

直接计算可以得到g , 满足 (n)一实条件(2.3).称这样的g , 为简单元. Uhlenbeck在 

文献[9]中证明了所有简单元生成的集合,即为满足 (佗)一实条件及。厂(∞)=厶的有理映射 

f:S 一GL(n,C)构成的群. 

定义2.4 Ward孤子J称为尼一孤子,如果惫是 的广义解的非常数简单元因子的最 

小个数. 一孤子的广义解称为广义 一孤子. 

记Mo 为秩为 的复n× 矩阵构成的空间,V=( ):C—Mo 为一个亚纯映 

射,7r为从 , 到c 的秩为 的Hermitian投影所构成的空间的映射,使得Im(Tr(x,Y,£)) 

(即丌的像)为c 的由矩阵v(x+ + ”)的列所生成的复子空间,且仃上-二 一丌.则 

眠 = + 丌上( ,£) (2.6) 

为Ward方程的一个广义解.、vard证明了与9 , 相伴的Ward映射 =c9二

1丌((=0)满足 

边界条件(2.4)当且仅当 的每个元素都是有理函数[1o].由前面的定义,若每个仉 都为有 

理映射,则 为1一孤子.特别地,当OL=i时, +iu—iv= +iy,即此时 不依赖于时间 

t.这个1一孤子J就是Ward在文献【12]中研究的具有有限能量的1-uniton,但Ward采用 

了不同的记号,广义解用 表示,谱参数为 ,它们与 和<的关系分别为 = (<)一, 

= 

. 

定理2.5(代数B/icklund变换[4】)设 ( , ,t,<)为Ward方程的一个广义解,J= 

c砂 ((:0)为相伴的Ward映射.选取OL∈C\风,使得 在<= 处全纯且非退化.设 

g , ( t)(()为广义1一孤子,亓( ,Y,t)为C 到 ( ,Y,t,a)(Im(Tr(x,Y, )))的Hermitian投 

影,则 

(1) ( ,Y,t,<)=g ,亓 )(() ( ,Y,t,()9 , ( t)(() 在(=OL, 处全纯且非退化; 

(2) l=g。,亓 = 9 , 为线性方程组(2.2)的一个新的广义解,但(2.2)式中的( ,B) 

由( +( 一 ) ,B+(画一 ) )替代,且与 1相伴的新的Ward映射为 

J ( , ,t)=( _ ̄ \k/reJ(z, ,t)(詈亓(z, ,t)+亓上( , ,t)) 

记 

1=g。, , :9 , 

为由g。. 生成的代数BScklund变换.具有 个单极点的 一孤子 可由对广义1一孤子 

重复作(具有不同极点的)代数B/icklund变换得到,即 

=g , (… (g 。, 。 g )). (2.7) 

其相伴的、vard孤子具有平凡的散射,即 个1一孤子在相互作用后仍保持原先的运行方向 

和形状.这类解与Ward在文献f101中运用Riemann-Hilbert问题得到的解是一致的,我们 

称这类解为仅具有单极点数据的Ward孤子. 

Ward和Ioannidou在文献f71和f81中,对具有两个单极点i+∈和i—e的广义2一孤 

子取E一0时的极限,构造了在(:i处具有一个二阶极点的广义2一孤子.Ioannidou用 

类似的方法构造了在(=i处具有一个三阶极点的广义3一孤子.Dai和Terng[ J运用代数 

Biicklund变换以及一种系统的 阶极限的方法构造了极点数据为(OL,七)的k一孤子,对任 

意 ∈c\R, 2.这些极限解具有非平凡的散射,即其能量图像的局部隆起在相互作用后 

运行方向发生改变.我们称这些解为具有高阶极点数据的Ward孤子.这类解的动力学非常 

复杂,只有一些简单的例子被具体分析过[7,13J. 

NO.4 朱秀娟:全纯向量丛与Ward孤子 1025 

定理2.6(广义代数B/icklund变换【4】)设咖为具有极点数据( ,k)的广义Ward映射, 

为在(: ,a处全纯且非退化的广义Ward映射.则存在惟一的 及 使得 = ,其 

中 具有极点数据( ,尼), 在(=OZ,a处全纯且非退化.并且, = = 为一个新 

的广义Ward映射,而 和 可由代数构造得到. 

对具有极点数据(O/1,n1)的广义Ward孤子 , 重复地作广义代数Bgcklund变换, 

可以得到具有极点数据 一, ,77,l,…, )的广义Ward孤子≯,即 

= 

, 

(… (西。。, 。 , )) (2.8) 

其中 ,, ,为具有极点数据( J, )的广义wlard孤子,J=2,…,r.文献[4]中、Ⅳard孤 

子的能量图像表明,具有极点数据( 1,…,O/ ,nl,…,礼 )的Ward孤子是由r个分别具有 

极点数据( 1,n1),…,(OL ,n )的Ward孤子相互作用得到,这r个孤子在相互作用后保持 

原先的形状. 

3 有限能量的1.uniton对应的全纯向量丛 

Minitwistor空间 1是Riemann球面 1上的全纯切丛,即以p1为底空间,每个纤维都 

是c.记 为底空间的标准坐标,即 ∈cU{∞),则go={ : 1)和 ={ : 1) 

这两个半球面覆盖 1. 上的纤维坐标叼∈C与 ,o。上的纤维坐标而∈C由关系式而=A-2r/ 

连接起来.Ward[n ]证明了实解析的Ward映射t,: 。, 一SU(2)与minitwistor空间上 

的秩为2的双标架的丛E对应,该丛满足下列四个条件. 

(1)对每个实截面 ={叩( ): ~2ira~z: ∈C U{。。)),其中 ∈c,t∈ ,El 是 

平凡的; 

(2)实条件F{=F,其中F=F( ,叼)为连接Silo和EI 的迁移矩阵,且F{( ,叩)=: 

Ff 一 ,一 一。y/)t; 

(3)线丛detE是平凡的,这可由施加条件detF=l得到; 

(4)F(士1,叩)= . 

本文第二节所述的Ward孤子对应的丛都能够延拓到minitwistor空间的紧化空间 上[14]. 

该对应关系很容易推广到U(n)或SU(n)(几>2)的情形.我们只讨论n=2的情形. 

将迁移矩阵F限制在实截面上,由条件(1),存在两个分别关于 ∈Uo和 ∈ 。的全 

纯且可逆的矩阵 和 (且实解析地依赖于Z, ,t),于是可以将F分解为 

F(/k, 一2i 一 )=鼠日 . 

定义两个微分算子 和 如下 

(3.1) 

: + i 一 , : 一丢ihot 

蠢 0鑫 =H H\. 

对 也有类似的表达式.选取规范日1=,2,则(3.3)式的右边有如下的形式 

丑 月 =(1一 一 ) , 

(3.2) 

由于 和 可零化表达式叩=乏 。一2itA一 ,所以它们也零化(3.1)式的左边,从而有 

(3.3) 

(3.4) 

1026 

类似地,有 

数学物理学报 v01.31A 

0HA=(1一A)A , 

其中 , 都是关于 , ,t的函数的某个矩阵.同理, 也满足以上这两个方程. 

(3.5) 

为后面讨论的方便,下面我们采用ward使用的记号 来表示广义解, 和 (<)的 

关系为 (()= ,其中<= .将此表达式代入(2.2)式和(2.3)式,我们得到 

I OEx=(1一 一 ) , 

l E dEA=(1一 )A , 

这里 , 也都是关于 ,乏,t的函数的某个矩阵,以及 

(3.6) 

 

. 

f3.7) 

尽管HA,HA与广义解 满足同样的线性方程组,但我们不能认为它们就是广义解,这是 

因为它们和 具有不同的奇异结构.不过我们可以找到两个关于 和卵全纯的twistor函 

数K= ( ,叩)和露=露( ,卵),它们能同时被 和 零化,使得HA=KE 和 =露 . 

于是迁移函数F可由 

F= Hf = 一 (3.8) 

下面我们简要回顾一下Ward具体给出有限能量的1-uniton对应的丛的方法.有限能量 

的1-uniton为 

= 

( . ), 

1+l, l(\ ).厂『. / . 

c。.9, 

其中f=_厂( )是C u{。。}上的有理函数,/表示f(z)的共轭.其广义解为 

EA:ii2+ 

注意到EA当 <∞时全纯,但由det EA=一 ,知E 在 一0处有一个极点.Ward先假 

设_厂在Z一0的某个邻域内全纯.事实上,我们可以认为,是定义在 。, 内点 一 =t一0 

的某个邻域Q上.记Q 为该邻域在 p1内相应的区域,则Q 是 1的包含曲线叼=0的 

个开子集.易找到定义在【2,的一个开子集上的两个twistor函数 和露为 

= 

, 

(A- 

,:f\,\。l -1 、. 

厂 // 

另一方面,若_厂有一个极点,即.厂 在 。, 内点Z= :t=0的某个邻域内全纯,则K 

和 分别替换成如下两个矩阵 

/(A、 一1 一1 (3. 

No.4 朱秀娟:全纯向量丛与Ward孤子 1027 

事实上,若.厂在C U{。。)上为有理函数,我们可以定义覆盖T]P1的紧化空间 的四 

个集合 

U: 

U: 

1, lfI 1, 

1, 1fl 1, 

U : 

: 

1, lfl 1, 

之1, lfl 1. 

则定义在U上的K等即为亚纯标架(沿着 =0和 =。。是奇异的),从而确定了有限能量 

的1-uniton所对应的S2上的全纯向量丛. 

投影线 =0的一个邻域可由U和 这两个集合覆盖,且确定丛E的 n 上的迁 

移矩阵为 

K'K-1= 

0) _

若 。 0, (3.14) 

因此 =0是一条跳跃线(参见文献【6]),丛E限制在线 =Ao上为 

EI 

E 

de酊。H-degf

, 

A。 

H。GH ̄(即平 丛), 善0 <l 1 1, l4) 

其中Hi表示 1上超平面截面丛H的i次幂,称这样的跳跃线为(degf,一degf)型的.同 

理, =。。也是一条(degf,一degf)型的跳跃线. 

4 仅具有单极点数据的Ward孤子对应的全纯向量丛 

本节我们推广Ward的方法,具体给出(依赖于时间的)Ward 1一孤子对应的丛,以及仅 

具有单极点数据的Ward孤子对应的丛. 他=2时的广义l一孤子的表达式为 

+ 丌上

, 

(4.1) 

这里假设OZ∈c+={ E C,Imz>0’(此假设并没有丢掉任何Ward映射[41),则 

丌= 

). 

(4.2) 

其中f为W=X+ + 的某个有理函数.因此 

( ) 

一 

( 1+ )(1+ lf—l2 ) - (一I-a,A,)(丘+ l,l2) + +(1lf—l2 ))-( (1一-丘)A,)( +丘,.。,) 

(1+lfl )[i(1+ )一(1~ )画】 

2it

lf-一z

i(1+ )一(1一 ) =( +i)( — ),且W=一 ̄a-1

即我们可以把,看作是复变量 

由det E = 善 语,知E 在 =舞处有一个极点.设 =舞,则 <1, 

1028 数学物理学报 V01.31A 

叩( )= 一2itl— 的有理函数.为简便起见,我们略去所有有理函数的变量.于是 和 f

detEA可分别写成 

/f, 6+i( )(1+lf l)+OZ—a 

( —a), 

(1+lfl )孚 (入一 一 ) 

i6一+ i[、x,、一/3)(1+I/I )+( —cOIfl / 

E 

( 一画).厂 \ 

(4.3) 

4, 

= . 

由待定系数法,我们可以找到当f在R。, 内点 =牙:t=0的某个邻域内全纯时的矩 

H日 

阵K,以及f一 在该邻域内全纯时的矩阵K ,使得KEx和K Ex当 l时全纯且可逆, 

f=

(x-9)一 ,一(入_

9)-1), =(‘入一 一1一(入一 一 ,一 ).c4.5, 

日 , 

现在考虑投影线 : 的某个邻域上的全纯向量丛的行为.该邻域可由 和 这两个集 

合覆盖,且确定丛E的己,n 上的迁移矩阵为 

K一 K’ 

厂 

(入一 ) 

(4.6) 

因此丛E限制在线 =Ao上为 

若 。 , (4

7) 

若l o J 1且Ao≠ , 

即 : 为一条(degf,一degf)型的跳跃线.同理, = 一 也是一条(deg f,一degf)型的 

跳跃线. 

下面我们来研究广义解具有两个单极点的Ward 2一孤子对应的丛.广义2一孤子的表 

达式为 

2—902,7r2木g 1,7r1—9a2,亓29 1,丌1=9 l,7r1牢9 2,71"2=901,亓1I9a2,7-12, 

其中OZl, 2∈C+, 亿为到c仇=c

( )上的投影,^为c u 。。 上的有理函 

, 。

数, :1,2,亓1为到9 。, 。( 1)Imrc1上的投影,亓2为到g ( 2)Im丌2上的投影.注意到 

9 在<≠ l,a1处全纯且可逆,g 在<≠ 2,画2处全纯且可逆.设 

El~ 

( ) 

1, 

1十 

( ) 

‰,亓 

。( ) 

( ) 

岛~亓

NO.4 朱秀娟:全纯向量丛与Ward孤子 1029 

贝0 1≠ 2,l 1l<1,1 2I<1且 

( )~=[(gc ̄2,52gal,rl ( )]-1 岛 

= 

, 

( )]-1 

aet = ‘ , 8, 

因此E 有两个极点 : 1, 2,于是U和U 上的亚纯标架的奇异点落在 = 1和 = 2 

处.同前面对1一孤子情形的讨论,我们可以找到当fl在R , 内点 = =t=0的某个 

邻域内全纯时的矩阵K1,以及当f{- 在此邻域内全纯时的矩阵 ,使得KIE1和 E1当 

A∈A卢 ={ :l 一 1 J g且 ≤1)时全纯且可逆,其中d=『 1一 J,则 

K =

(‘ 一 一 l厂1一( -0 1)一 ), i=( 一 )一1一( 一 ’一 ). c4.9 

由g ,亓。在(≠ 2, 2处全纯且可逆,知岛在A≠ , 处全纯且可逆,从而当 ∈A卢 

时也是全纯且可逆的.于是K1 =K1E1岛和 i = iE1岛当 ∈A卢 时全纯且可 

逆. 

与有限能量的1.uniton的情形类似,若 为C U{。。)上的有理函数,我们可以定义四 

个开集来覆盖紧空间 ,即 

: 1, J,jl 1, 

: 1, l l 1, 

: 1, 1 f 1, 

: 1, I I 1. 

现在我们来研究投影线 : 的某个邻域上丛的行为.该邻域可由两个开集 = 

Ul n A卢 和 = n A 覆盖,且确定丛E的 n 上的迁移矩阵为 

f i=(一 fi一-1 . ). c4J。 

因此 = 1为一条(deg,1,一deg^)型的跳跃线. 

类似地,由EA=E2窗1,我们可以得到两个矩阵Ks和K ,使得 和 当 

∈Ap。={ :『 一 J ;且 1)时全纯且可逆,即 

( 一 一 ,2一( _0 )一 ), =( 入一 一1一( 一 一 ),c4. 

则 

i =

(一 一1 ) (4.12) 

1030 数学物理学报 vO1.3lA 

从而 = 2是一条(deg f2,一degf2)型的跳跃线.同理, : 和 =露 也分别是 

(degfl,一degf1)型和(degf2,一degf2)型的跳跃线. 

综合以上两方面的讨论,我们得到广义解为 2的Ward 2一孤子对应的丛限制在线 

= 【1上为 

:A。 

f Hd。gf 0 H—d。g, , 若 o= 1或 0= , 

{Hdeg 0 H 。g,2, 若 o= 或 o= , 

I H。①H0, 其它情形. 

(4.13) 

此表达式使我们很自然地推想到广义解具有k个单极点的Ward k一孤子所对应的丛, 

共有2尼条具有确定型的跳跃线.下面我们将对 作归纳来证明这个推想. 

为简便起见,我们用记号“一”表示Ward孤子的广义解与该孤子所对应的丛在线 

一 o上的限制之间的对应关系. 

这里我们假设 为到C \jI:l上的投影,其中f 5为C u{∞)上的有理函数, 0 ∈ 

3 

/1、 

7 

C+,∥,= ,J=1,2,…,且当J≠l时nj≠ z,则由前面的讨论,有 

1=g ,, H : 。 H ,( 。’0 H--mj( 

, 

其中 

= 

Ao =3j 

0= 

且当j≠l时,有 

2=g !,7rf术g ,, H ElA= 。 Hm,( 。)+mz()、。)0 H一(m,(A。’+m{( 。 

定理4.1对任意整数k 1, 

H E1)、= 。 日m1( 。)+…+mk( 。)①H一(m1( 。)+‘。+mk( 。)), 

其中 k一9 (… (g 。 g )).也就是说,广义解具有 个单极点( 1,…, k)的 

ward尼一孤子所对应的丛共有2 条跳跃线 = 一, = , = ,…, = ,分别 

为(deg fl,deg/1),・一,(deg fk,一degfk),(deg.厂1,一degf1),・-.,(deg A,一degfk)型. 

证k=1,2时的情形,我们前面的计算已给出证明.假设定理对 一1时的情形成立. 

由定理2.5,有 

f  ,

7 

=gnk,亓k 一1= 一l9ak,丌k, 

其中亓 为到c砂 (n 1 )上的投影, 一 = ,亓 一 9 , 在<≠ ,…, 一 

d 一,画k一1处全纯且可逆.与前面的讨论类似,我们设 

‰, 

( )~, 一 ( ), 

开 

( )一,JEk-1:址 ( i(1)~, 

No.4 朱秀娟:全纯向量丛与Ward孤子 1031 

显然, 的奇异点落在 = ,…, , ,…, 处.由归纳假设,我们可以找到依赖 

1 

于Ek一1的亚纯标架 一1和 一】,使得 一1Ek一1和 一】Ek一1当 ∈Ak一1=U{ : 

j=l 

『 一 『 且・ 1)时全纯且可逆,其中d= 

{J/ ̄z一 1).由g ,亓 在(≠O/k,画 

处全纯且可逆,知E1在入≠ , 处全纯且可逆,从而当 ∈Ak一1时全纯且可逆.因此 

1 =Kk一1Ek—iEa和 一】Ea= 一】Ek一1E1当A∈Ak一1时全纯且可逆,即E1对 

亚纯标架 一1和 一 当 ∈Ak一1时的奇异性没有影响,而该奇异性恰好与对应丛E的 

跳跃线一致,由归纳假设, = 1,…, = 一1, = f ,…, = 】这2k一2条线为 

跳跃线,分别为(deg fl,一deg f1),…,(deg fk一1,一deg fk一1),(deg fl,一deg f1),…,(deg fk一1, 

与1.孤子的情形类似,我们可以找到当 在 。, 内点Z=2= =0的某个邻 

域内全纯时的矩阵K1,以及 在该邻域内全纯时的矩阵Ki,使得KIE1和 iE 当 

∈A ={ :I 一 I g且 1)时全纯且可逆,即 

(‘ 一 一 ^一( _0 )一 ), i=( 一 ~1一( 一 一 ).c4. 5, 

由 一1在e≠OL1,…,OLk一1,a1,…,画 一1处全纯且可逆,知 一1在 ≠ l,…, 一l, f ,. 

k_。

处全纯且可逆,从而当 ∈A 时全纯且可逆.因此K1E ̄,=K1E1鼠一1和 i 

i 1 一l当A∈A口 时全纯且可逆. 

现在我们来研究投影线 = 的某个邻域上丛的行为.该邻域可由两个开集 

n A 和 = n A 覆盖,且确定丛E的 n 上的迁移矩阵为 

) (4.16) 

所以 = 为一条(degf ̄,一deg^)型的跳跃线.同理, = 也是一条(deg^,一degf ̄) 

型的跳跃线.因此 

4---.--+E} =)、。 Hm1( 。)+…+m惫( 。)0 H一(m1(A。)+…+mk(A。)) 

对任意整数后 1都成立,定理得证. 

5 具有高阶极点数据的Ward孤子对应的丛 

本节我们将给出几个极点数据为(i,2)的Ward 2一孤子对应的丛的例子.在(=i处具 

有一个二阶极点的广义2一孤子的表达式为 

2 gi,卉2Igi,亓1 (5.1) 

1032 数学物理学报 vO1.31A 

其中开 为到c =c( )上的投影,亓z为到c 上的投影,西z=( )+2i亓 (曼) 

c = a +n ,。。,。 为两个任意的有理函数.为计算方便,我们可以将开 看作是到c(1.) 

上的投影,这里.厂= .则 

( : 

因此 

( I- )(A lfl2w+1(川l- ) (5

2) 

沿着线 =0和 =。。是奇异的,这两条线也是与 相伴的Ward 2一孤子对应 

的丛仅有的两条跳跃线. 

与仅具有单极点数据的Ward孤子的情形类似,为了得出线 =0的跳跃型,只需要 

找出对应丛的亚纯标架,即在某个开集 上的矩阵 和开集 上的矩阵 ,使得 

和 当 1时全纯且可逆,而集合{ : 1}能够被 和 覆盖.由于广义解 

的表达式由00和a1这两个任意的有理函数确定,而这两个函数又互相不依赖于对方, 

情况就变得非常复杂.这里我们只考虑几个给定条件的情形.一般的具有极点数据( ,2)的 

Ward 2一孤子的情形放到以后的工作中去. 

由于丛的跳跃型不依赖于时间I5]j为计算简便,我们可以假设t=0.对a0和al给定 

的第一类条件为 

i)当0o在 。, 内点 = =t=0的某个邻域内全纯时,01和ao a}也全纯;当n 

在该邻域内全纯时,ao al也全纯. 

在这类条件下,可以由待定系数法得到ao在上述邻域内全纯时的矩阵 和0 全纯 

时的矩阵 如下 

1 

= 

。 +4。 。 入 。

), =( 一0。~ 一 。 +-21iA一 。 。 ),c5.4, 

则有 

K K 

2iAa ̄+4A。0 a; 

8iAao。a{ 

对no和a 给定的第二类条件为 

ii)当no在 , 内点 =乏=t:0的某个邻域内全纯时, l也全纯;当n 在该邻 

域内全纯时,。 01,ao。a;也全纯. 

在这类条件下,同样可以由待定系数法得到n0在上述邻域内全纯时的矩阵K和。 _ 

全纯时的矩阵 如下 

A-2ao 2i 。 

), f =0 ~ 一 。 +2i -一 1。 。 +4 。。 ),c5.6, 

NO.4 

则有 

K'K-1=

朱秀娟:全纯向量丛与Ward孤子 1033 

(\ 一8aio -口 2。i。0A}a l一 +- +ao 2 。iAao +。A口21+ 。4A ao。。0})/ . (5 ) 

1,『a0I 1,,V ={ : 

Hdegao( ̄日一deg 

, 

因此,在条件i)或条件ii)下,我们都可以取V={ : 

1,{a0I 1),则对应的丛限制在线 =Ao(I 0I 1)上为 

E 。 

若 。 0, 

若0<l 0『 1. 

(5.81 

、 

所以 =0是一条(deg ao,一deg ao)型的跳跃线.同理, :oo也是一条(deg ao,一dega0) 

型的跳跃线. 

例5.1广义解为 2=gi, ̄2gi,卉 的2一孤子具有直角散射【l3],其中ao( )= ,al( )=z。. 

显然,ao和al满足条件i),所以 

1 

= 

一 +4 。 

), =( 一 一。 -一 1+2 一 )c5.9 

c5. 。, 

(5.11) 

为亚纯标架,且确定丛E的Un U 上的迁移矩阵为 

f一1=

(\ 一 一2-i 8zi 4Az A2z3一  +一_ A+2 /2iA) . 

HI ̄H

从而该2 孤子对应的丛E限制在线 = o上为 

Ao

= 

0, 

1. 

, 

所以 =0为一条(1,一1)型的跳跃线.同理, 

al(z)= 。.显然ao和al满足条件ii),因此 

=oO也是一条(1,一1)型的跳跃线. 

例5.2广义解为妒2=gi,开。gi,亓 的2一孤子也具有直角散射[7】1其中ao z): , 

A--2Z2

二2 一 。 ! ), =0 一 一 一 +-21 一 一 +4)c5. 2, 

gtK-1 z

为亚纯标架,且确定丛E的UN U 上的迁移矩阵为 

(\ 8一z28_i  2。3i入 一+ 。一+_hz 2 2 一+iAz2一1+4 ) / . 

。 

. 

c5. 3 

cs. 

从而该2一孤子对应的丛E限制在线 = 0上为 

1034 数学物理学报 Vl01.31A 

所以 =0为一条(2,~2)型的跳跃线.同理, =O0也是一条(2,一2)型的跳跃线. 

Ioannidou在文献[7]中还研究了广义解为 2=gi, gil亓1的、vard孤子的散射性质,其 

中ao为一个任意的有理函数, a 三0,即这类ward 2一孤子仅由一个有理函数确定.仍由 

待定系数法,我们可以找到当a0在 。, 内点z= =t=0的某个邻域内全纯时的矩阵 , 

以及ao 在该邻域内全纯时的矩阵 ,使得KEa和 当 1时全纯且可逆,即 

(一入 。。 ), =( 。一A- 1。 ) 

…= 

则有 

从而对应丛E限制在线 一 0上为 

Hdegao@

deg nn

’ 

所以 =0是一条(degao,一degao)型的跳跃线.同理, 

型的跳跃线. 

=()。也是一条(dega0,一degn0) 

文献[4]中具有极点数据( , )的 一孤子的构造表明,其广义解由 个有理函数f』I】,… 

ak一 确定,因此该孤子对应的丛也由这 个有理函数确定.设 = ,m=m(ao,….ak ) 

为依赖于这 个有理函数的某个整数,则有如下的对应关系 

=g 开 ・・・gQ 井29n,亓l H E!A=A。 日m( 。 ①H一 n【A。 

其中 

/ 

m( : 

,, 

, 

若 0= 或 o= 

/l 

5 

1 

5 

l 

、J

 6 

、,,

 

【0, 

其他情形.

l 

5 

、J

 

 

设 ,为具有极点数据( , )的广义Ward孤子,岛= ( ̄ j-i,mJ为依赖于确定广 

义解 , 的nj个有理函数的某个整数,J=l,…,r,则由类似于定理4.1的证明,我们 

可以得到如下的对应关系 

一E}A: 。全兰 H 1(入。)+ + (入。)④H一(m (xo)+ +丌 ( 。)) 

其中 (… (弧。, 九 , ))为具有一般极点数据( ,…, ,n 一. )的广 

义Ward孤子,且 

若A0=伤或A 霄 

其他情形, 

致谢本文是作者访问北京大学期间所做的工作.作者非常感谢北京大学戴波副教授和 

导师扬州大学王宏玉教授的悉心指导,并感谢他们为本文提供T#E多建设性意见. 

No.4 朱秀娟:全纯向量丛与Ward孤子 1035 

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Holomorphic Vector Bundles and Ward Solitons 

Zhu Xiujuan 

(School of Mathematics and Information Technology,Jiangsu Institute of Education,Nanjing 210013) 

Abstract:The holomorphic vector bundle on the rational ruled surface corresponding to the 

ifnite—action i-uniton was explicitly described by Ward in terms of a meromorphic framing

, 

which has a singularity structure corresponding to that of the 1-uniton extended solution

In 

this paper,the author generalizes Ward’S method to give explicitly the holomorphic bundle 

corresponding to all Ward solitons whose extended solutions have only simple poles and some 

Ward solitons whose extended solutions have a second—order pole. 

Key words:Ward solitons;Extended solutions;Meromorphic framing;Rational ruled surface; 

Pole data 

MR(2000)Subject Classification:32L05;32L25 

本文标签: 孤子广义具有对应空间