Groupes fondamentaux des variétés de dimension 3 et algèbres d’opérateurs

Pierre de la Harpe[1]; Jean-Philippe Préaux[2]

  • [1] Section de Mathématiques, Université de Genève, C.P. 64, CH-1211 Genève 4
  • [2] Centre de recherche de l’Armée de l’air, Ecole de l’Air, F-13661 Salon de Provence air. Centre de mathématiques et d’informatique, Université de Provence, 39 rue F. Joliot-Curie, F-13453 Marseille cedex 13

Annales de la faculté des sciences de Toulouse Mathématiques (2007)

  • Volume: 16, Issue: 3, page 561-589
  • ISSN: 0240-2963

Abstract

top
We provide a geometric characterization of manifolds of dimension 3 with fundamental groups of which all conjugacy classes except { 1 } are infinite, namely of which the von Neumann algebras are factors of type I I 1 : they are essentially the 3 -manifolds with infinite fundamental groups on which there does not exist any Seifert fibration.Otherwise said and more precisely, let M be a compact connected 3 -manifold and let Γ be its fundamental group, supposed to be infinite and with at least one finite conjugacy class besides { 1 } . If M is orientable, then Γ is the fundamental group of a Seifert manifold; if M is not orientable, then Γ is the fundamental group of a Seifert manifold modulo in the sense of Heil and Whitten [HeWh-94].We make heavy use of results on 3 -manifolds, as well classical results (as can be found in the books of Hempel, Jaco, and Shalen), as more recent ones (solution of the Seifert fibred space conjecture)

How to cite

top

de la Harpe, Pierre, and Préaux, Jean-Philippe. "Groupes fondamentaux des variétés de dimension $3$ et algèbres d’opérateurs." Annales de la faculté des sciences de Toulouse Mathématiques 16.3 (2007): 561-589. <http://eudml.org/doc/10062>.

@article{delaHarpe2007,
abstract = {Nous proposons une caractérisation géométrique des variétés de dimension $3$ ayant des groupes fondamentaux dont toutes les classes de conjugaison autres que $\lbrace 1\rbrace $ sont infinies, c’est-à-dire dont les algèbres de von Neumann sont des facteurs de type $II_1$  : ce sont essentiellement les $3$-variétés à groupes fondamentaux infinis qui n’admettent pas de fibration de Seifert. Autrement dit et plus précisément, soient $M$ une $3$-variété connexe compacte et $\Gamma $ son groupe fondamental, qu’on suppose être infini et avec au moins une classe de conjugaison finie autre que $\lbrace 1\rbrace $. Si $M$ est orientable, alors $\Gamma $ est groupe fondamental d’une variété de Seifert  ; si $M$ est non orientable, alors $\Gamma $ est groupe fondamental d’une variété de Seifert modulo $\mathbb\{P\}$ au sens de Heil et Whitten [HeWh-94].Nous faisons un usage intensif de résultats concernant les $3$-variétés, autant classiques (comme on les trouve dans les livres de Hempel, Jaco et Shalen) que plus récents (solution de la conjecture des fibrés de Seifert).},
affiliation = {Section de Mathématiques, Université de Genève, C.P. 64, CH-1211 Genève 4; Centre de recherche de l’Armée de l’air, Ecole de l’Air, F-13661 Salon de Provence air. Centre de mathématiques et d’informatique, Université de Provence, 39 rue F. Joliot-Curie, F-13453 Marseille cedex 13},
author = {de la Harpe, Pierre, Préaux, Jean-Philippe},
journal = {Annales de la faculté des sciences de Toulouse Mathématiques},
language = {fre},
number = {3},
pages = {561-589},
publisher = {Université Paul Sabatier, Toulouse},
title = {Groupes fondamentaux des variétés de dimension $3$ et algèbres d’opérateurs},
url = {http://eudml.org/doc/10062},
volume = {16},
year = {2007},
}

TY - JOUR
AU - de la Harpe, Pierre
AU - Préaux, Jean-Philippe
TI - Groupes fondamentaux des variétés de dimension $3$ et algèbres d’opérateurs
JO - Annales de la faculté des sciences de Toulouse Mathématiques
PY - 2007
PB - Université Paul Sabatier, Toulouse
VL - 16
IS - 3
SP - 561
EP - 589
AB - Nous proposons une caractérisation géométrique des variétés de dimension $3$ ayant des groupes fondamentaux dont toutes les classes de conjugaison autres que $\lbrace 1\rbrace $ sont infinies, c’est-à-dire dont les algèbres de von Neumann sont des facteurs de type $II_1$  : ce sont essentiellement les $3$-variétés à groupes fondamentaux infinis qui n’admettent pas de fibration de Seifert. Autrement dit et plus précisément, soient $M$ une $3$-variété connexe compacte et $\Gamma $ son groupe fondamental, qu’on suppose être infini et avec au moins une classe de conjugaison finie autre que $\lbrace 1\rbrace $. Si $M$ est orientable, alors $\Gamma $ est groupe fondamental d’une variété de Seifert  ; si $M$ est non orientable, alors $\Gamma $ est groupe fondamental d’une variété de Seifert modulo $\mathbb{P}$ au sens de Heil et Whitten [HeWh-94].Nous faisons un usage intensif de résultats concernant les $3$-variétés, autant classiques (comme on les trouve dans les livres de Hempel, Jaco et Shalen) que plus récents (solution de la conjecture des fibrés de Seifert).
LA - fre
UR - http://eudml.org/doc/10062
ER -

References

top
  1. Bekka (M.) et de la Harpe (P.).— Représentations d’un groupe faiblement équivalentes à la représentation régulière, Bull. Soc. math. France 122, p. 333-342 (1994). Zbl0824.22011
  2. Boileau (M.), Maillot (S.) et Porti (J.).— Three-dimensional orbifolds and their geometric structures, Panoramas et synthèses 15, Soc. Math. France (2003). Zbl1058.57009MR2060653
  3. Borel (A.).— Density properties for certain subgroups of semisimple Lie groups without compact factors, Annals of Math. 72, p. 179-188 (1960) [Oeuvres, volume II, pages 125-134]. Zbl0094.24901MR123639
  4. Bowditch (B.).— Planar groups and the Seifert conjecture, J. reine angew. Math. 576, p. 11-62 (2004). Zbl1056.20029MR2099199
  5. Brown (K.S.).— Cohomology of groups, Springer (1982). Zbl0584.20036MR672956
  6. Burde (G.) et Murasugi (K.).— Links and seifert fiber spaces, Duke Math. J. 37, p. 89-93 (1970). Zbl0195.54003MR253313
  7. Dixmier (J.).— Les C * -algèbres et leurs représentations, Gauthier-Villars (1969). Zbl0174.18601MR246136
  8. Epstein (D.B.A.).— Periodic flows on 3 -manifolds, Annals of Math. 95, p. 66-82 (1972). Zbl0231.58009MR288785
  9. Gabai (D.).— Convergence groups are Fuchsian groups, Ann. of Math. 136, p. 447-510 (1992). Zbl0785.57004MR1189862
  10. de la Harpe (P.).— On simplicity of reduced C * -algebras of groups, Bull. London Math. Soc., 39, p. 1-26 (2007). Zbl1123.22004MR2303514
  11. Heil (W.) et Whitten (W.).— The Seifert fiber space conjecture and torus theorem for non-orientable 3 -manifold, Canad. Math. Bull 37(4), p. 482-489 (1994). Zbl0829.57008MR1303675
  12. Hempel (J.) et Jaco (W.).— Fundamental groups of 3 -manifolds which are extensions, Annals of Math. 95, p. 86-98 (1972). Zbl0226.57003MR287550
  13. Hempel (J.).— 3 -manifolds, Princeton Univ. Press (1976). Zbl0345.57001MR415619
  14. Hillman (J.A.).— Three-dimensional Poincaré duality groups which are extensions, Math. Z. 195, p. 89-9 (1987). Zbl0597.57009MR888129
  15. Hopf (H.).— Zum Clifford-Kleinnchen Raumproblem, Math. Ann. 95, p. 340-367 (1925). 
  16. Jaco (W.).— Lectures on three-manifold topology, CBMS 43, Amer. Math. Soc. (1977). Zbl0433.57001MR565450
  17. Jaco (W.), Shalen (P.).— Seifert fibre space in 3 -manifolds, Memoir 220, Amer. Math. Soc. (1979). Zbl0415.57005MR537728
  18. Maillot (S.).— Open 3 -manifolds whose fundamental groups have infinite center, and a torus theorem for 3 -orbifolds, Trans. Amer. Math. Soc. 355, p. 4595-4638 (2003). Zbl1030.57029MR1990764
  19. Milnor (J.).— Groups which act on 𝕊 n without fixed points, Amer. J. Math. 79, p. 623-630 (1957) [Collected Papers, Volume 2, pp. 93 et 97-104]. Zbl0078.16304MR90056
  20. Moser (L.).— Elementary surgery along a torus knot, Pacific J. Math. 38 (1971), p. 737-745. Zbl0202.54701MR383406
  21. Neumann (B.H.).— Groups covered by permutable subsets, J. London Math. Soc. 29, p. 236-248 (1954). Zbl0055.01604MR62122
  22. W. Paschke (W.), Salinas (N.).— C * -algebras associated with the free products of groups , Pacific J. Math. 82, p. 211-221 (1979). Zbl0413.46049MR549845
  23. Murray (F.J.), von Neumann (J.).— On rings of operators, IV, Annals of Math. 44, p. 716-808 (1943) [Collected Works, Volume III, p. 229-321]. Zbl0060.26903MR9096
  24. Rotman (J.J.).— An introduction to the theory of groups, fourth edition, Springer (1995) [First edition 1965]. Zbl0810.20001MR1307623
  25. Rubinstein (J.H.).— An algorithm to recognize the 3 -sphere, Proc. ICM Zurich 1994 Vol. 1 (Birkhäuser 1995), p. 601-611. Zbl0864.57009MR1403961
  26. Sakai (S.).— C * -algebras and W * -algebras, Springer (1971). Zbl0219.46042MR442701
  27. Scott (P.).— There is no fake Seifert fibre space with infinite π 1 , Annals of Math. 117, p. 35-70 (1983). Zbl0516.57006MR683801
  28. Scott (P.).— The geometries of 3 -manifolds, Bull. London Math. Soc. 15 :5, p. 401-487 (1983). Zbl0561.57001MR705527
  29. Seifert (H.) et Threlfall (W.).— A textbook of topology, Academic Press (1980) [traduit de  : Lehrbuch der Topology, Teubner, 1934]. MR575168
  30. Stalder (V.).— Moyennabilité intérieure et extensions HNN, Ann. Inst. Fourier 56, p. 309-323 (2006). Zbl1143.20013MR2226017
  31. Swarup (G.A.).— Projective planes in irreducible 3 -manifolds, Math. Z. 132, p. 305-317 (1973). Zbl0249.57003MR322883
  32. Tollefson (J.).— Free involutions on non-prime 3 -manifolds, Osaka J. Math. 7, p. 161-164 (1970). Zbl0198.28503MR266184
  33. Tollefson (J.).— Involutions on Seifert fiber spaces, Pacific J. Math. 74, p. 519-529 (1978). Zbl0395.57022MR645400
  34. Whitten (W.).— Recognizing non-orientable Seifert Manifolds, J. Knot Theory and its ramifications 1, p. 471-475 (1992). Zbl0783.57005MR1194999

NotesEmbed ?

top

You must be logged in to post comments.

To embed these notes on your page include the following JavaScript code on your page where you want the notes to appear.

Only the controls for the widget will be shown in your chosen language. Notes will be shown in their authored language.

Tells the widget how many notes to show per page. You can cycle through additional notes using the next and previous controls.

    
                

Note: Best practice suggests putting the JavaScript code just before the closing </body> tag.