Коэффициент зацепления
Коэффицие́нт зацепле́ния, целое или дробное число, сопоставляемое двум непересекающимся циклам и в многообразии размерности , классы гомологий которых принадлежат подгруппам кручения в целочисленных гомологиях и соответственно. Простейшим примером является коэффициент зацепления двух непересекающихся замкнутых спрямляемых кривых , пространства , выражаемый т. н. интегралом Гаусса:(здесь и – радиус-векторы и ).
Понятие «коэффициент зацепления» обобщается на случай замкнутых ориентированных многообразий и , расположенных в пространстве : коэффициент зацепления равен степени отображения ориентированного прямого произведения в сферу , где , , , есть точка пересечения с луча, отложенного параллельно вектору от начала координат. Коэффициент зацепления равен индексу пересечения любой -мерной цепи , для которой , с циклом , делённому на . Это число не зависит от выбора плёнки . Если поменять ролями циклы и , то коэффициент зацепления умножится (в ориентируемом случае) на . Если заменить любой из циклов на гомологичный ему в дополнении к другому, то коэффициент зацепления не изменится. Этот факт является основой при интерпретации двойственности Александера с помощью зацеплений. При замене одного из циклов на любой гомологичный с ним коэффициент зацепления изменяется на целое число, благодаря чему определено спаривание подгрупп кручения в и со значениями в факторгруппе , где – рациональные числа. Это спаривание устанавливает между ними двойственность Понтрягина. В частности, для подгруппы кручения в в случае этим задаётся невырожденная квадратичная форма самозацеплений со значениями , которая является гомотопическим инвариантом многообразия. Например, с её помощью впервые были обнаружены асимметричные многообразия, а именно, некоторые линзовые многообразия.
Коэффициенты зацепления рассматриваются также в случае других областей коэффициентов, например, если на многообразии действует свободно группа , то группы гомологий являются групповыми модулями, и значение коэффициента зацепления определено в соответствующим образом локализованном групповом кольце.