En matemáticas , un álgebra C* universal es un álgebra C* descrita en términos de generadores y relaciones. A diferencia de los anillos o álgebras , donde se pueden considerar cocientes mediante anillos libres para construir objetos universales, las álgebras C* deben ser realizables como álgebras de operadores acotados en un espacio de Hilbert mediante la construcción de Gelfand-Naimark-Segal y las relaciones deben prescribir un límite uniforme en la norma de cada generador. Esto significa que, dependiendo de los generadores y las relaciones, es posible que no exista un álgebra C* universal. En particular, no existen álgebras C* libres.
Existen varios problemas al definir relaciones para álgebras C*. Una es que, como se mencionó anteriormente, debido a la inexistencia de álgebras C* libres, no todos los conjuntos de relaciones definen un álgebra C*. Otro problema es que a menudo uno querría incluir relaciones de orden, fórmulas que involucran cálculo funcional continuo y datos espectrales como relaciones. Por esa razón, utilizamos una forma relativamente indirecta de definir las relaciones de álgebra C*. La motivación básica detrás de las siguientes definiciones es que definiremos las relaciones como la categoría de sus representaciones.
Dado un conjunto X , la relación C* nula en X es la categoría con objetos que constan de pares ( j , A ), donde A es un álgebra C* y j es una función de X a A y con morfismos de ( j , A ) a ( k , B ) que consta de * -homomorfismos φ de A a B que satisfacen φ ∘ j = k . Una relación C* en X es una subcategoría completa de satisfacción:
Dada una relación C* R en un conjunto X . entonces una función ι de X a un C*-álgebra U se llama representación universal para R si
La relación AC* R tiene una representación universal si y sólo si R es compacto.
Dado un *-polinomio p en un conjunto X , podemos definir una subcategoría completa de con objetos ( j , A ) tal que p ∘ j = 0. Por conveniencia, podemos llamar a p una relación y podemos recuperar el concepto clásico. de relaciones. Desafortunadamente, no todos los polinomios * definirán una relación C* compacta. [1]
Alternativamente, se puede utilizar una caracterización más concreta de las álgebras C* universales que se parezca más a la construcción del álgebra abstracta. Desafortunadamente, esto restringe los tipos de relaciones posibles. Dado un conjunto G , una relación en G es un conjunto R que consta de pares ( p , η) donde p es un *-polinomio en X y η es un número real no negativo. Una representación de ( G , R ) en un espacio de Hilbert H es una función ρ de X al álgebra de operadores acotados en H tal que para todo ( p , η) en R . El par ( G , R ) se llama admisible si existe una representación y la suma directa de las representaciones también es una representación. Entonces
es finito y define una seminorma que satisface la condición de norma C* en el álgebra libre en X . La compleción del cociente del álgebra libre por el ideal se llama álgebra C* universal de ( G , R ). [2]