Trigintaduonion

From The Right Wiki
Jump to navigationJump to search
Trigintaduonions
Symbol𝕋
TypeHypercomplex algebra
Unitse0, ..., e31
Multiplicative identitye0
Main properties
Common systems
Less common systems

In abstract algebra, the trigintaduonions, also known as the 32-ions, 32-nions, 25-nions, or sometimes pathions (),[1][2] form a 32-dimensional noncommutative and nonassociative algebra over the real numbers,[3][4] usually represented by the capital letter T, boldface T or blackboard bold 𝕋.[2]

Names

The word trigintaduonion is derived from Latin triginta 'thirty' + duo 'two' + the suffix -nion, which is used for hypercomplex number systems. Although trigintaduonion is typically the more widely used term, Robert P. C. de Marrais instead uses the term pathion in reference to the 32 paths of wisdom from the Kabbalistic (Jewish mystical) text Sefer Yetzirah, since pathion is shorter and easier to remember and pronounce. It is represented by blackboard bold .[1] Other alternative names include 32-ion, 32-nion, 25-ion, and 25-nion.

Definition

Every trigintaduonion is a linear combination of the unit trigintaduonions e0, e1, e2, e3, ..., e31, which form a basis of the vector space of trigintaduonions. Every trigintaduonion can be represented in the form

x=x0e0+x1e1+x2e2++x30e30+x31e31

with real coefficients xi. The trigintaduonions can be obtained by applying the Cayley–Dickson construction to the sedenions, which can be mathematically expressed as 𝕋=𝒞𝒟(𝕊,1).[5] Applying the Cayley–Dickson construction to the trigintaduonions yields a 64-dimensional algebra called the 64-ions, 64-nions, sexagintaquatronions, or sexagintaquattuornions, sometimes also known as the chingons.[6][7][8] As a result, the trigintaduonions can also be defined as the following.[5] An algebra of dimension 4 over the octonions 𝕆:

i=03aiei where ai𝕆 and ei𝕆

An algebra of dimension 8 over quaternions :

i=07aiei where ai and ei

An algebra of dimension 16 over the complex numbers :

i=015aiei where ai and ei

An algebra of dimension 32 over the real numbers :

i=031aiei where ai and ei

,,,𝕆,𝕊 are all subsets of 𝕋. This relation can be expressed as: 𝕆𝕊𝕋

Multiplication

Properties

Like octonions and sedenions, multiplication of trigintaduonions is neither commutative nor associative. However, being products of a Cayley–Dickson construction, trigintaduonions have the property of power associativity, which can be stated as that, for any element x of 𝕋, the power xn is well defined. They are also flexible, and multiplication is distributive over addition.[9] As with the sedenions, the trigintaduonions contain zero divisors and are thus not a division algebra.

Geometric representations

Whereas octonion unit multiplication patterns can be geometrically represented by PG(2,2) (also known as the Fano plane) and sedenion unit multiplication by PG(3,2), trigintaduonion unit multiplication can be geometrically represented by PG(4,2). This can be also extended to PG(5,2) for the 64-nions, as explained in the abstract of Saniga, Holweck & Pracna (2015):

Given a

2n

-dimensional Cayley–Dickson algebra, where

3n6

, we first observe that the multiplication table of its imaginary units

ea,1a2n1

, is encoded in the properties of the projective space

PG(n1,2)

if these imaginary units are regarded as points and distinguished triads of them

{ea,eb,ec},1a<b<c2n1

and

eaeb=±ec

, as lines. This projective space is seen to feature two distinct kinds of lines according as

a+b=c

or

a+bc

.[10]

File:Cayley-Salmon configuration g012.png
An illustration of the structure of the (154 203) or Cayley–Salmon configuration

Furthermore, Saniga, Holweck & Pracna (2015) state that:

The corresponding point-line incidence structure is found to be a specific binomial configuration

𝒞n

; in particular,

𝒞3

(octonions) is isomorphic to the Pasch (62,43)-configuration,

𝒞4

(sedenions) is the famous Desargues (103)-configuration,

𝒞5

(32-nions) coincides with the Cayley–Salmon (154,203)-configuration found in the well-known Pascal mystic hexagram and

𝒞6

(64-nions) is identical with a particular (215,353)-configuration that can be viewed as four triangles in perspective from a line where the points of perspectivity of six pairs of them form a Pasch configuration.[10]

The configuration of 2n-nions can thus be generalized as:[10] (n+12)n1,(n+13)3

Multiplication tables

The multiplication of the unit trigintaduonions is illustrated in the two tables below. Combined, they form a single 32×32 table with 1024 cells.[11][5] Below is the trigintaduonion multiplication table for ej,0j15. The top half of this table, for ei,0i15, corresponds to the multiplication table for the sedenions. The top left quadrant of the table, for ei,0i7 and ej,0j7, corresponds to the multiplication table for the octonions.

eiej ej
e0 e1 e2 e3 e4 e5 e6 e7 e8 e9 e10 e11 e12 e13 e14 e15
ei e0 e0 e1 e2 e3 e4 e5 e6 e7 e8 e9 e10 e11 e12 e13 e14 e15
e1 e1 e0 e3 e2 e5 e4 e7 e6 e9 e8 e11 e10 e13 e12 e15 e14
e2 e2 e3 e0 e1 e6 e7 e4 e5 e10 e11 e8 e9 e14 e15 e12 e13
e3 e3 e2 e1 e0 e7 e6 e5 e4 e11 e10 e9 e8 e15 e14 e13 e12
e4 e4 e5 e6 e7 e0 e1 e2 e3 e12 e13 e14 e15 e8 e9 e10 e11
e5 e5 e4 e7 e6 e1 e0 e3 e2 e13 e12 e15 e14 e9 e8 e11 e10
e6 e6 e7 e4 e5 e2 e3 e0 e1 e14 e15 e12 e13 e10 e11 e8 e9
e7 e7 e6 e5 e4 e3 e2 e1 e0 e15 e14 e13 e12 e11 e10 e9 e8
e8 e8 e9 e10 e11 e12 e13 e14 e15 e0 e1 e2 e3 e4 e5 e6 e7
e9 e9 e8 e11 e10 e13 e12 e15 e14 e1 e0 e3 e2 e5 e4 e7 e6
e10 e10 e11 e8 e9 e14 e15 e12 e13 e2 e3 e0 e1 e6 e7 e4 e5
e11 e11 e10 e9 e8 e15 e14 e13 e12 e3 e2 e1 e0 e7 e6 e5 e4
e12 e12 e13 e14 e15 e8 e9 e10 e11 e4 e5 e6 e7 e0 e1 e2 e3
e13 e13 e12 e15 e14 e9 e8 e11 e10 e5 e4 e7 e6 e1 e0 e3 e2
e14 e14 e15 e12 e13 e10 e11 e8 e9 e6 e7 e4 e5 e2 e3 e0 e1
e15 e15 e14 e13 e12 e11 e10 e9 e8 e7 e6 e5 e4 e3 e2 e1 e0
e16 e16 e17 e18 e19 e20 e21 e22 e23 e24 e25 e26 e27 e28 e29 e30 e31
e17 e17 e16 e19 e18 e21 e20 e23 e22 e25 e24 e27 e26 e29 e28 e31 e30
e18 e18 e19 e16 e17 e22 e23 e20 e21 e26 e27 e24 e25 e30 e31 e28 e29
e19 e19 e18 e17 e16 e23 e22 e21 e20 e27 e26 e25 e24 e31 e30 e29 e28
e20 e20 e21 e22 e23 e16 e17 e18 e19 e28 e29 e30 e31 e24 e25 e26 e27
e21 e21 e20 e23 e22 e17 e16 e19 e18 e29 e28 e31 e30 e25 e24 e27 e26
e22 e22 e23 e20 e21 e18 e19 e16 e17 e30 e31 e28 e29 e26 e27 e24 e25
e23 e23 e22 e21 e20 e19 e18 e17 e16 e31 e30 e29 e28 e27 e26 e25 e24
e24 e24 e25 e26 e27 e28 e29 e30 e31 e16 e17 e18 e19 e20 e21 e22 e23
e25 e25 e24 e27 e26 e29 e28 e31 e30 e17 e16 e19 e18 e21 e20 e23 e22
e26 e26 e27 e24 e25 e30 e31 e28 e29 e18 e19 e16 e17 e22 e23 e20 e21
e27 e27 e26 e25 e24 e31 e30 e29 e28 e19 e18 e17 e16 e23 e22 e21 e20
e28 e28 e29 e30 e31 e24 e25 e26 e27 e20 e21 e22 e23 e16 e17 e18 e19
e29 e29 e28 e31 e30 e25 e24 e27 e26 e21 e20 e23 e22 e17 e16 e19 e18
e30 e30 e31 e28 e29 e26 e27 e24 e25 e22 e23 e20 e21 e18 e19 e16 e17
e31 e31 e30 e29 e28 e27 e26 e25 e24 e23 e22 e21 e20 e19 e18 e17 e16

Below is the trigintaduonion multiplication table for ej,16j31.

eiej ej
e16 e17 e18 e19 e20 e21 e22 e23 e24 e25 e26 e27 e28 e29 e30 e31
ei e0 e16 e17 e18 e19 e20 e21 e22 e23 e24 e25 e26 e27 e28 e29 e30 e31
e1 e17 e16 e19 e18 e21 e20 e23 e22 e25 e24 e27 e26 e29 e28 e31 e30
e2 e18 e19 e16 e17 e22 e23 e20 e21 e26 e27 e24 e25 e30 e31 e28 e29
e3 e19 e18 e17 e16 e23 e22 e21 e20 e27 e26 e25 e24 e31 e30 e29 e28
e4 e20 e21 e22 e23 e16 e17 e18 e19 e28 e29 e30 e31 e24 e25 e26 e27
e5 e21 e20 e23 e22 e17 e16 e19 e18 e29 e28 e31 e30 e25 e24 e27 e26
e6 e22 e23 e20 e21 e18 e19 e16 e17 e30 e31 e28 e29 e26 e27 e24 e25
e7 e23 e22 e21 e20 e19 e18 e17 e16 e31 e30 e29 e28 e27 e26 e25 e24
e8 e24 e25 e26 e27 e28 e29 e30 e31 e16 e17 e18 e19 e20 e21 e22 e23
e9 e25 e24 e27 e26 e29 e28 e31 e30 e17 e16 e19 e18 e21 e20 e23 e22
e10 e26 e27 e24 e25 e30 e31 e28 e29 e18 e19 e16 e17 e22 e23 e20 e21
e11 e27 e26 e25 e24 e31 e30 e29 e28 e19 e18 e17 e16 e23 e22 e21 e20
e12 e28 e29 e30 e31 e24 e25 e26 e27 e20 e21 e22 e23 e16 e17 e18 e19
e13 e29 e28 e31 e30 e25 e24 e27 e26 e21 e20 e23 e22 e17 e16 e19 e18
e14 e30 e31 e28 e29 e26 e27 e24 e25 e22 e23 e20 e21 e18 e19 e16 e17
e15 e31 e30 e29 e28 e27 e26 e25 e24 e23 e22 e21 e20 e19 e18 e17 e16
e16 e0 e1 e2 e3 e4 e5 e6 e7 e8 e9 e10 e11 e12 e13 e14 e15
e17 e1 e0 e3 e2 e5 e4 e7 e6 e9 e8 e11 e10 e13 e12 e15 e14
e18 e2 e3 e0 e1 e6 e7 e4 e5 e10 e11 e8 e9 e14 e15 e12 e13
e19 e3 e2 e1 e0 e7 e6 e5 e4 e11 e10 e9 e8 e15 e14 e13 e12
e20 e4 e5 e6 e7 e0 e1 e2 e3 e12 e13 e14 e15 e8 e9 e10 e11
e21 e5 e4 e7 e6 e1 e0 e3 e2 e13 e12 e15 e14 e9 e8 e11 e10
e22 e6 e7 e4 e5 e2 e3 e0 e1 e14 e15 e12 e13 e10 e11 e8 e9
e23 e7 e6 e5 e4 e3 e2 e1 e0 e15 e14 e13 e12 e11 e10 e9 e8
e24 e8 e9 e10 e11 e12 e13 e14 e15 e0 e1 e2 e3 e4 e5 e6 e7
e25 e9 e8 e11 e10 e13 e12 e15 e14 e1 e0 e3 e2 e5 e4 e7 e6
e26 e10 e11 e8 e9 e14 e15 e12 e13 e2 e3 e0 e1 e6 e7 e4 e5
e27 e11 e10 e9 e8 e15 e14 e13 e12 e3 e2 e1 e0 e7 e6 e5 e4
e28 e12 e13 e14 e15 e8 e9 e10 e11 e4 e5 e6 e7 e0 e1 e2 e3
e29 e13 e12 e15 e14 e9 e8 e11 e10 e5 e4 e7 e6 e1 e0 e3 e2
e30 e14 e15 e12 e13 e10 e11 e8 e9 e6 e7 e4 e5 e2 e3 e0 e1
e31 e15 e14 e13 e12 e11 e10 e9 e8 e7 e6 e5 e4 e3 e2 e1 e0

Triples

There are 155 distinguished triples (or triads) of imaginary trigintaduonion units in the trigintaduonion multiplication table, which are listed below. In comparison, the octonions have 7 such triples, the sedenions have 35, while the sexagintaquatronions have 651 (See OEIS A171477).[10]

  • 45 triples of type {α, α, β}: {3, 13, 14}, {3, 21, 22}, {3, 25, 26}, {5, 11, 14}, {5, 19, 22}, {5, 25, 28}, {6, 11, 13}, {6, 19, 21}, {6, 26, 28}, {7, 9, 14}, {7, 10, 13}, {7, 11, 12}, {7, 17, 22}, {7, 18, 21}, {7, 19, 20}, {7, 25, 30}, {7, 26, 29}, {7, 27, 28}, {9, 19, 26}, {9, 21, 28}, {10, 19, 25}, {10, 22, 28}, {11, 17, 26}, {11, 18, 25}, {11, 19, 24}, {11, 21, 30}, {11, 22, 29}, {11, 23, 28}, {12, 21, 25}, {12, 22, 26}, {13, 17, 28}, {13, 19, 30}, {13, 20, 25}, {13, 21, 24}, {13, 22, 27}, {13, 23, 26}, {14, 18, 28}, {14, 19, 29}, {14, 20, 26}, {14, 21, 27}, {14, 22, 24}, {14, 23, 25}, {15, 19, 28}, {15, 21, 26}, {15, 22, 25}
  • 20 triples of type {β, β, β}: {3, 5, 6}, {3, 9, 10}, {3, 17, 18}, {3, 29, 30}, {5, 9, 12}, {5, 17, 20}, {5, 27, 30}, {6, 10, 12}, {6, 18, 20}, {6, 27, 29}, {9, 17, 24}, {9, 23, 30}, {10, 18, 24}, {10, 23, 29}, {12, 20, 24}, {12, 23, 27}, {15, 17, 30}, {15, 18, 29}, {15, 20, 27}, {15, 23, 24}
  • 15 triples of type {β, β, β}: {3, 12, 15}, {3, 20, 23}, {3, 24, 27}, {5, 10, 15}, {5, 18, 23}, {5, 24, 29}, {6, 9, 15}, {6, 17, 23}, {6, 24, 30}, {9, 18, 27}, {9, 20, 29}, {10, 17, 27}, {10, 20, 30}, {12, 17, 29}, {12, 18, 30}
  • 60 triples of type {α, β, γ}: {1, 6, 7}, {1, 10, 11}, {1, 12, 13}, {1, 14, 15}, {1, 18, 19}, {1, 20, 21}, {1, 22, 23}, {1, 24, 25}, {1, 26, 27}, {1, 28, 29}, {2, 5, 7}, {2, 9, 11}, {2, 12, 14}, {2, 13, 15}, {2, 17, 19}, {2, 20, 22}, {2, 21, 23}, {2, 24, 26}, {2, 25, 27}, {2, 28, 30}, {3, 4, 7}, {3, 8, 11}, {3, 16, 19}, {3, 28, 31}, {4, 9, 13}, {4, 10, 14}, {4, 11, 15}, {4, 17, 21}, {4, 18, 22}, {4, 19, 23}, {4, 24, 28}, {4, 25, 29}, {4, 26, 30}, {5, 8, 13}, {5, 16, 21}, {5, 26, 31}, {6, 8, 14}, {6, 16, 22}, {6, 25, 31}, {7, 8, 15}, {7, 16, 23}, {7, 24, 31}, {8, 17, 25}, {8, 18, 26}, {8, 19, 27}, {8, 20, 28}, {8, 21, 29}, {8, 22, 30}, {9, 16, 25}, {9, 22, 31}, {10, 16, 26}, {10, 21, 31}, {11, 16, 27}, {11, 20, 31}, {12, 16, 28}, {12, 19, 31}, {13, 16, 29}, {13, 18, 31}, {14, 16, 30}, {14, 17, 31}
  • 15 triples of type {β, γ, γ}: {1, 2, 3}, {1, 4, 5}, {1, 8, 9}, {1, 16, 17}, {1, 30, 31}, {2, 4, 6}, {2, 8, 10}, {2, 16, 18}, {2, 29, 31}, {4, 8, 12}, {4, 16, 20}, {4, 27, 31}, {8, 16, 24}, {8, 23, 31}, {5, 16, 31}

Computational algorithms

The first computational algorithm for the multiplication of trigintaduonions was developed by Cariow & Cariowa (2014).

Applications

The trigintaduonions have applications in particle physics,[12] quantum physics, and other branches of modern physics.[11] More recently, the trigintaduonions and other hypercomplex numbers have also been used in neural network research[13] and cryptography.

Further algebras

Robert de Marrais's terms for the algebras immediately following the sedenions are the pathions (i.e. trigintaduonions), chingons, routons, and voudons.[8][14] They are summarized as follows.[1][5]

Name Dimension Symbol Etymology Other names
pathions 32 = 25 , 𝒞5[10] 32 paths of wisdom of Kabbalah, from the Sefer Yetzirah trigintaduonions (𝕋), 32-nions
chingons 64 = 26 𝕏, 𝒞6 64 hexagrams of the I Ching sexagintaquatronions, 64-nions
routons 128 = 27 𝕌, 𝒞7 Massachusetts Route 128, of the "Massachusetts Miracle" centumduodetrigintanions, 128-nions
voudons 256 = 28 𝕍, 𝒞8 256 deities of the Ifá pantheon of Voodoo or Voudon ducentiquinquagintasexions,[15] 256-nions

References

  1. 1.0 1.1 1.2 de Marrais, Robert P. C. (2002). "Flying Higher Than a Box-Kite: Kite-Chain Middens, Sand Mandalas, and Zero-Divisor Patterns in the 2n-ions Beyond the Sedenions". arXiv:math/0207003.
  2. 2.0 2.1 Cawagas, Raoul E.; Carrascal, Alexander S.; Bautista, Lincoln A.; Maria, John P. Sta.; Urrutia, Jackie D.; Nobles, Bernadeth (2009). "The Subalgebra Structure of the Cayley-Dickson Algebra of Dimension 32 (trigintaduonion)". arXiv:0907.2047 [math.RA].
  3. Saini, Kavita; Raj, Kuldip (2021). "On generalization for Tribonacci Trigintaduonions". Indian Journal of Pure and Applied Mathematics. 52 (2). Springer Science and Business Media LLC: 420–428. doi:10.1007/s13226-021-00067-y. ISSN 0019-5588.
  4. "Trigintaduonion". University of Waterloo. Retrieved 2024-10-08.
  5. 5.0 5.1 5.2 5.3 "Ensembles de nombre" (PDF) (in français). Forum Futura-Science. 6 September 2011. Retrieved 11 October 2024.
  6. Carter, Michael (2011-08-19). "Visualization of the Cayley-Dickson Hypercomplex Numbers Up to the Chingons (64D)". MaplePrimes. Retrieved 2024-10-08.
  7. "Application Center". Maplesoft. 2010-01-18. Retrieved 2024-10-08.
  8. 8.0 8.1 Valkova-Jarvis, Zlatka; Poulkov, Vladimir; Stoynov, Viktor; Mihaylova, Dimitriya; Iliev, Georgi (2022-03-18). "A Method for the Design of Bicomplex Orthogonal DSP Algorithms for Applications in Intelligent Radio Access Networks". Symmetry. 14 (3). MDPI AG: 613. Bibcode:2022Symm...14..613V. doi:10.3390/sym14030613. ISSN 2073-8994.
  9. "Trigintaduonions". ArXiV. Retrieved 2024-10-28.
  10. 10.0 10.1 10.2 10.3 10.4 Saniga, Holweck & Pracna (2015).
  11. 11.0 11.1 Weng, Zi-Hua (2024-07-23). "Gauge fields and four interactions in the trigintaduonion spaces". Mathematical Methods in the Applied Sciences. Wiley. arXiv:2407.18265. doi:10.1002/mma.10345. ISSN 0170-4214.
  12. Weng, Zihua (2007-04-02). "Compounding Fields and Their Quantum Equations in the Trigintaduonion Space". arXiv:0704.0136 [physics.gen-ph].
  13. Baluni, Sapna; Yadav, Vijay K.; Das, Subir (2024). "Lagrange stability criteria for hypercomplex neural networks with time varying delays". Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation. 131. Elsevier BV: 107765. Bibcode:2024CNSNS.13107765B. doi:10.1016/j.cnsns.2023.107765. ISSN 1007-5704.
  14. de Marrais, Robert P. C. (2006). "Presto! Digitization, Part I: From NKS Number Theory to "XORbitant" Semantics, by way of Cayley-Dickson Process and Zero-Divisor-based "Representations"". arXiv:math/0603281.
  15. Cariow, Aleksandr (2015). "An unified approach for developing rationalized algorithms for hypercomplex number multiplication". Przegląd Elektrotechniczny. 1 (2). Wydawnictwo SIGMA-NOT: 38–41. doi:10.15199/48.2015.02.09. ISSN 0033-2097.

External links