Stone-Raum

In der mengentheoretischen Topologie ist ein Stone-Raum (auch proendlicher Raum, proendliche Menge oder Boolescher Raum) ein kompakter und total unzusammenhängender Hausdorff-Raum.

Definition

Für einen topologischen Raum $X$ sind die folgenden Aussagen äquivalent:

• $X$ ist kompakt, Hausdorff und total unzusammenhängend;
• $X$ ist homöomorph zu einem projektiven Limes endlicher diskreter Räume in der Kategorie der topologischen Räume;
• $X$ ist kompakt, T₀ und hat induktive Dimension 0;
• $X$ ist spektral und Hausdorff.

In diesem Fall heißt $X$ Stone-Raum.

Beispiele

• Ein endlicher topologischer Raum ist genau dann ein Stone-Raum, wenn er diskret ist.
• Für eine Primzahl $p$ ist der Ring der $p$-adischen ganzen Zahlen $\mathbb {Z} _{p}$ mit der $p$-adischen Topologie ein Stone-Raum.
• Die Cantor-Menge ist ein Stone-Raum.
• Jede proendliche Gruppe ist ein Stone-Raum.
• Jeder kompakte und extremal unzusammenhängende Hausdorff-Raum ist ein Stone-Raum.

Kategorielle Eigenschaften

Die Kategorie der Stone-Räume mit stetigen Abbildungen ist äquivalent zur Pro-Kategorie der Kategorie der endlichen Mengen. Ein Limes von Stone-Räumen in der Kategorie der topologischen Räume ist wieder ein Stone-Raum. Nach dem Darstellungssatz für Boolesche Algebren ist die Kategorie der Stone-Räume antiäquivalent zur Kategorie der booleschen Algebren.

Lokale Stone-Räume

Ein topologischer Raum ist lokal Stone bzw. lokal proendlich, wenn jeder Punkt eine offene Umgebung besitzt, die mit der Teilraumtopologie ein Stone-Raum ist. Der Körper $\mathbb {Q} _{p}$ der $p$-adischen Zahlen ist lokal Stone, aber nicht Stone. Typische Beispiele für lokale Stone-Räume sind lokal proendliche Gruppen.

Verdichtete Mathematik

Stone-Räume sind die Grundbausteine der verdichteten Mathematik (englisch condensed mathematics, deutsch auch ‚kondensierte Mathematik‘ genannt). Eine verdichtete Menge ist eine Garbe auf einer Kategorie von Stone-Räumen.

Literatur

• Peter Johnstone, Stone Spaces, Cambridge University Press, 1982
• Stone space in nlab.
• Peter Scholze und Dustin Clausen: Lectures on Condensed Mathematics
• Stacks project: Tag 08ZW