解法: 対称冪の潜在的保型性によるサトー・テイト予想の証明(2011年)
ステップ 2/8: セールの帰着:対称冪 L 関数からの均等分布 ざっくり言うとHermann Weylはずっと以前に、角の列が均等分布することを証明するには、すべての整数 n≥1 について列にわたる cos(nθ) の平均がゼロに近づくことを確認すれば十分であり、可能なすべての区間を直接調べる必要はないことを示した。
Serreは、まさにこれらの平均を、すべての n について、E に付随する単一の解析的な道具——n 次対称冪 L 関数 L(SymnE,s)——にまとめ上げた。これらの関数それぞれがよい振る舞いをすることを示すことが、サトー・テイト予想と同値であることがわかる。
詳しい解説Weylの均等分布判定法により、角の列 θp が [0,π] 上の測度 μ に関して均等分布するのは、すべての n≥1 について、チェビシェフ型関数 Un(cosθp)(本質的に ∑jei(n−2j)θp)の平均が 0 に近づく場合に限る。これらの平均は、対称冪 L 関数 L(SymnE,s)=∏p∏j=0n(1−ei(n−2j)θpp−s)−1 を制御する係数そのものである。
Serreは1968年、すべての対称冪 L 関数がすべての n≥1 に対し Re(s)≥1 上で正則かつ消えない関数へ拡張できれば、角 θp がサトー・テイト測度に従って均等分布することを示した。これにより解析的整数論における均等分布の問題が、無限個の L 関数の族の解析的な振る舞いについてのラングランズ・プログラムの問題へと帰着された。
残っているのはそれらの解析的性質を証明することであり、取られた道筋は各 L(SymnE,s) が保型的であることを示すこと——はるかに強い構造的な主張であり、次のステップの主題である。
このステップの用語- Weylの均等分布判定法
- 1916年のHermann Weylによる判定法で、数列の均等分布を、その数列に沿ったある種の指数(フーリエ)平均が周波数 n≥1 ごとにゼロに近づくことの確認に帰着させる。
- 対称冪 L 関数
- 楕円曲線 E と整数 n に対して、各素数における局所データ θp の n 次対称冪から作られるオイラー積 L(SymnE,s)=∏p∏j=0n(1−ei(n−2j)θpp−s)−1。保型的であり、それに伴うすべてのよい解析的性質を持つと予想されている。
このステップで使う知識