C*-algebre
C*-algebre
Un’algebra normata (o algebra di Banach A) è un’algebra sul corpo dei numeri complessi ℂ dotata di una norma ∣∣∙∣∣ che soddisfa la relazione ∣∣ab∣∣≤∣∣a∣∣∙∣∣b∣∣, dove a e b sono elementi di A e ab è il loro prodotto. Le C*-algebre sono particolari algebre normate, le cui proprietà permettono di condurre un’analisi spettrale più approfondita. Il concetto emerge nel contesto della teoria delle rappresentazioni dei gruppi e in particolare dell’analisi armonica; si sviluppa a partire dagli anni Quaranta del secolo scorso per opera dei matematici sovietici Izrail M. Gelfand e Mark A. Naimark. Inoltre, ha trovato una naturale applicazione nella formulazione matematia della meccanica quantistica. Le C*-algebre sono gli spazi non commutativi di principale (se non unico) interesse nella geometria non commutativa. Una C*-algebra A è caratterizzata dalle proprietà seguenti: (i) un’involuzione, ovvero un’applicazione a→a* di A in sé stessa tale che per ogni a,b in A e numero complesso λ valga: (a*)*=a, (a+b)*=a*+b*, (λa)*=__λa*, (ab)*=b*a*. __λ indica il complesso coniugato di λ; (ii) la norma e l’involuzione sono legate dalla relazione ∣∣a*a∣∣=∣∣a∣∣2. Notiamo che da ∣∣ab∣∣≤∣∣a∣∣∙∣∣b∣∣ segue solamente che ∣∣aa*∣∣≤∣∣a∣∣2. Esempi di C*-algebre sono: (a) l’algebra C0(X) delle funzioni continue su uno spazio compatto X; (b) l’algebra B(ℋ) degli operatori lineari continui su uno spazio di Hilbert ℋ o qualunque sua sottoalgebra chiusa nella topologia indotta da B(ℋ). In un certo senso, le algebre presentate in (a) e (b) esauriscono la classe delle C*-algebre. Per quanto riguarda (a), il famoso teorema di Gelfand stabilisce infatti che ogni C*-algebra commutativa con unità è naturalmente isomorfa a uno spazio C0(X). Infine, è possibile dimostrare che ogni C*-algebra (anche non commutativa) è isomorfa a una delle algebre in (b), ma non in modo canonico.