Vol. 15 (núm 1) pp. 155 - 170 Enero - Junio 2024 https://doi.org/10.19053/01217488.v15.n1.2024.16237 Una revisión a las geometrı́as de Zariski uno–dimensionales A review of one-dimensional Zariski geometries Joel Torres del Valle1∗, Pedro Hernandez Rizzo2∗∗. Resumen En este artı́culo, realizamos una revisión de las geometrı́as de Zariski de dimensión uno. Comenzamos con una breve retrospectiva de conceptos clave en teorı́a de modelos y su evolución histórica. Luego, introducimos conceptos en geometrı́a algebraica, explorando la intersección con la teorı́a de modelos para motivar la teorı́a de modelos geométrica. Destacamos la Conjetura de Tricotomı́a de Zilber y cómo la refutación de Hrushovski condujo a Zilber y Hrushovski a aislar la clase de estructuras donde la conjetura tiene validez, dando origen a las geometrı́as de Zariski. Concluimos presentando los resultados obtenidos por Zilber y Hrushovski en los 90s y ofrecemos una revisión bibliográfica actualizada del tema. Palabras Clave: Geometrı́as de Zariski, teorı́a de modelos, geometrı́a algebraica. Abstract In this article, we present a comprehensive review of Zariski geometries of dimension one. We begin with a brief retrospective of key concepts in model theory and its historical evolution. Subsequently, we introduce concepts in algebraic geometry, exploring their intersection with model theory to establish geometric model theory. We emphasize Zilber’s Trichotomy Conjecture and how Hrushovski’s refutation led Zilber and Hrushovski to isolate the class of structures where the conjecture holds, giving rise to Zariski geometries. We conclude by presenting the results obtained by Zilber and Hrushovski in the 90s and provide an updated bibliographic review of the topic. Keywords: Zariski geometry, model theory, algebraic geometry. Recepción: 15-Julio-2023 Aceptación: 09-Noviembre-2023 1∗ Instituto de Matemáticas, Universidad de Antioquia. Dirección electrónica: joel.torres@udea.edu.co 2∗∗ Instituto de Matemáticas, Universidad de Antioquia. Dirección electrónica: pedro.hernandez@udea.edu.co 155 https://doi.org/10.19053/01217488.v15.n1.2024.16237 Joel Torres del Valle y Pedro Hernandez Rizzo. Introducción El conjunto An k de n-tuplas ordenadas de elementos de k, donde k es un campo algebraicamente cerrado, puede ser dotado de una topologı́a donde se consideran como cerrados los conjuntos determinados por las soluciones o ceros de una familia de ecuaciones polinomiales con coeficientes en k. Esta topologı́a es llamada topologı́a de Zariski deAn k . La geometrı́a algebraica es el área que estudia la geometrı́a que generan estos conjuntos llamados conjuntos algebraicos. En 1996 E. Hrushovski y B. Zilber en [1] desarrollan el pro- ceso inverso, esto es, partiendo de un espacio topológico D, este y todas sus potencias, son dotadas de condiciones que dependen de su topologı́a de forma que ciertas propie- dades “geométricas” son satisfechas. A seguir, construyen un campo algebraicamente cerrado y definen una curva sua- ve C de tal modo que los puntos (cerrados) de D pueden ser identificados con los puntos (cerrados) de la curva C y, de forma más general, que toda colección de subconjuntos cerrados de D coincide con la colección de subconjuntos cerrados Zariski de C. En este sentido, Hrushovski y Zilber caracterizan las estructuras de tales curvas en términos de la topologı́a de Zariski definida sobre un campo algebraica- mente cerrado (ver [1, 2] y [3]). Ciertamente, este tipo de problemáticas han ocupado un lugar importante en las in- vestigaciones en geometrı́a algebraica, geometrı́a compleja, topologı́a, topologı́a algebraica, la teorı́a de modelos, etc. Con ello hacemos referencia, a grandes rasgos, a responder al tipo de estructuras de las que debemos dotar al espacio topológico subyacente a un conjunto algebraico X para de- terminar y “recuperar” toda la información de esta como variedad algebraica. Ejemplo de este tipo de problemas es la llamada Conjetura de Grothendieck, hoy conocida como el Teorema de Voedvodsky [4]. Para casos más simples y con el uso de otras técnicas recomendamos [5, 6]. Y para un caso especial, que generaliza a estos últimos trabajos referenciados, y el avance más reciente sobre este tipo de problemas, recomendamos el artı́culo de Kollar et al. [7]. A. Pillay (ver [8]) considera [1] como “uno de los (artı́culos) más importantes en la teorı́a de modelos moderna”. Creemos que esta afirmación se debe, entre otras cosas, a que en [1] se aı́sla una amplia clase de estructuras matemáticas donde es válida la Conjetura de tricotomı́a de Zilber (ver §3) la cual resultó ser falsa en general, como lo demostró Hrushovski en [9]. Existen pocas referencias en español donde se trata la im- portancia y el impacto de los resultados [1] y, mucho menos, donde se presente para un público no especializado. No des- conocemos, por supuesto, trabajos en español en donde se tratan estas temáticas como [10] y [11]. No obstante, es- te artı́culo a diferencia de los últimos previamente citados, tiene por objetivo presentar el concepto de geometrı́as de Zariski, en dimensión uno, y los teoremas que Hrushovski y Zilber obtuvieron para estas en la década de los 90s. Poste- rior a ello hacemos una revisión de los trabajos recientes en el área y las nuevas lı́neas que han surgido. Todo esto sin asu- mir en el lector una formación sólida en teorı́a de modelos o en geometrı́a algebraica, por lo que incluimos dos secciones introduciendo tales temas. Ası́ mismo, pretendemos que este trabajo sea considerado como una invitación/introducción a la teorı́a de modelos y sus aplicaciones a la geometrı́a algebraica. Ahora daremos una breve descripción del contenido de este artı́culo. En §1 haremos una breve y rápida introducción a la teorı́a de modelos y, ası́ mismo, en §2 para la geometrı́a algebraica. En principio, los temas de §§1-2 no parecen estar ligados y más bien podrı́an considerarse como transversa- les. No obstante, tratando de hacer más clara la relación entre ambas teorı́as, mostraremos en §2 algunas aplicacio- nes de la teorı́a de modelos a la geometrı́a algebraica. En §3 presentaremos las geometrı́as de Zariski, ejemplos y sus propiedades. Por supuesto, mencionamos aquı́ los teoremas de clasificación obtenidos por Hrushovski y Zilber. A modo de conclusión, en §4 presentamos algunas de las lı́neas de investigación recientes en torno a las geometrı́as Zariski. 1. Introducción a la teorı́a de modelos En esta sección presentamos las definiciones básicas que serán requeridas para el desarrollo del presente artı́culo. En § 1.1 respondemos a la pregunta “¿qué es la teorı́a de mode- los?”. En § 1.2 definimos lenguaje, teorı́a, modelo, fórmula, etc. En § 1.3 hacemos un recuento histórico en el que men- cionamos los resultados que allanan el camino a la teorı́a de estabilidad geométrica (que tratamos en § 3) y posteriormen- te a la definición de geometrı́as de Zariski. En este apartado, también presentamos la forma más elemental en que la teorı́a de modelos se vale de la geometrı́a algebraica como moti- vación para § 2. Naturalmente, el tratamiento de los tópicos de esta sección no es exhaustivo ni mucho menos riguroso. Recomendamos trabajos como [12, 13] para profundizar en teorı́a de modelos. En relación a la historia reciente de la teorı́a de modelos recomendamos [14]. 1.1. ¿Qué es, a grandes rasgos, la teorı́a de mode- los? La interpretación más aceptada de la teorı́a de modelos es que es el área de las matemáticas “que estudia la relación entre las fórmulas matemáticas y las estructuras matemáti- cas que las satisfacen o rechazan” (véase [15, p. 1]). Sin embargo, la evolución de la teorı́a ha dado lugar a diversas interpretaciones acordes a la tendencia de la lı́nea de investi- gación del momento. Por ejemplo, en 1973 Chang & Keisler (ver [13, p. 1]) propusieron que la teorı́a de modelos era “la suma del álgebra universal y la lógica matemática”. Por supuesto, desde un punto de vista técnico de la “teorı́a de modelos moderna”, esta interpretación no es del todo pre- cisa, aunque sı́ lo fue en los inicios tempranos de la teorı́a. En 1993, en su célebre libro Model Theory, Wilfrid Hodges © 2024 Revista Ciencia en Desarrollo Vol. 15 No. 1 Enero - Junio 2024 156 Joel Torres del Valle y Pedro Hernandez Rizzo. afirmó que la teorı́a de modelos es “geometrı́a algebraica sin campos” que, desde nuestro punto de vista, es una interpreta- ción acorde a muchos de los temas que hoy enfrenta la teorı́a de modelos. Más aún, el tema a desarrollar en este artı́culo sigue el espı́ritu de la afirmación de Hodges: las geometrı́as de Zariski proporcionan una forma de ver la geometrı́a des- de el punto de vista de la lógica matemática sin apelar al álgebra y, además, la información algebraica se recupera a partir de algunos datos topológicos. Finalmente, una interpretación que logra capturar el espı́ritu de los problemas recientes, fue brindada por Hrushovski: “la teorı́a de modelos es la geografı́a de las matemáticas dóciles” (ver [16]) y que serı́a la respuesta (probable) que darı́a un teórico de modelos. Sin entrar en los detalles de lo que significan “matemáticas dóciles”, en cualquier caso, todas las interpretaciones conocidas coinciden en que “la teorı́a de modelos es, a grandes rasgos, la rama de la lógi- ca matemática cuyo objeto de estudio son las estructuras matemáticas”. 1.2. Teorı́a de modelos elemental: Una revisión rápida Con el propósito de hacer una breve revisión histórica que nos permita construir una lı́nea de tiempo que conlleve a la construcción del concepto de geometrı́as de Zariski, será indispensable presentar algunas definiciones rigurosas, no obstante, desprovistas de ciertos tecnicismos. Para un trata- miento riguroso y técnico recomendamos [12, 13] y [17]. Definición 1.1 Un lenguaje de primer orden L es una co- lección de sı́mbolos que contiene: Los sı́mbolos lógicos dados por ∀, ∨, ¬, =. Un conjunto infinito numerable de sı́mbolos de varia- bles x,y,u,z,x1,x2, . . .. Tres colecciones, posiblemente vacı́as, de sı́mbolos no lógicos determinadas por: una colección de sı́mbolos de relación n-árias Rn, una colección de sı́mbolos de función n-árias f n y una colección de sı́mbolos de constantes. Para L un lenguaje de primer orden caracterizamos dos tipos distintos de cadenas de sı́mbolos. A saber, sus términos y sus fórmulas. Intuitivamente, los términos son las concate- naciones de sı́mbolos de un lenguaje que nombran objetos. Por su parte, las fórmulas son, intuitivamente, aquellas ca- denas de sı́mbolos que expresan afirmaciones. A modo de ejemplo, consideremos el lenguaje de la aritmética de pri- mer orden L = {+, ·,≤,0,1}, donde ·,+ son sı́mbolos de función de aridad dos, 0,1 son sı́mbolos de constantes y ≤ es un sı́mbolo de relación de aridad dos. En este caso, x+ y y 1+1 son términos y ∀x∃y(x+y = 0) y ∀x(x+y = 0) son fórmulas. Repare que en la primera de estas fórmulas ambos sı́mbolos de variables x,y están sujetos a un cuantificador. Contrario a lo que vemos en la segunda de estas fórmulas donde el sı́mbolo de variable y es “libre”, esto es, que no está sujeto a un cuantificador. Estaremos interesados en aquellas fórmulas donde todas sus variables están cuantificadas y son llamadas sentencias o axiomas. Intuitivamente, estas son fórmulas que expresan propiedades globales que ciertos elementos de un conjunto pueden tener o no. Un conjunto T de sentencias sobre un lenguaje L es llamado L -teorı́a. Si el lenguaje es entendido, omitiremos el prefijo L . Interpretar un lenguaje dentro de un conjunto no vacı́o M se trata de que los sı́mbolos de relación, función y constan- tes, se interpreten como relaciones y funciones habituales sobre el conjunto M preservando su aridad y las constantes como elementos fijos de M. Volviendo a nuestro ejemplo y escogiendo a M por el conjunto de los números naturales, N, el sı́mbolo + se interpreta como la función de aridad 2 que corresponde a la suma de números naturales, · como el producto de números naturales, ≤ como el orden usual y 0,1 como los elementos neutros para la suma y el producto, respectivamente. Ahora bien, un conjunto no vacı́o M junto con las interpretaciones de L , es llamado L -estructura y si todos los axiomas de una teorı́a T son válidos sobre una estructura M, diremos que M es un modelo de T . En pocas palabras, un modelo es un conjunto no vacı́o que con una estructura especificada valida los axiomas de una teorı́a T . Ejemplo 1.2 Considere el lenguaje L = /0, es decir, co- mo aquel que no contiene sı́mbolos no lógicos. Definimos la teorı́a Inf de conjuntos infinitos sin estructura como el conjunto (infinito) de axiomas: ∃x1∃x2(x1 , x2). ∃x1∃x2∃x3(x1 , x2 ∧ x1 , x3 ∧ x2 , x3). ... En este sentido, la sentencia n-ésima expresa que existen n elementos distintos y el conjunto Inf expresa que hay infini- tos elementos. Note que un modelo de Inf es simplemente un conjunto infinito y esta teorı́a no tiene modelos finitos. En efecto, si M tiene n elementos, con n ∈N, entonces la (n+ 1)-sentencia que afirma que existen n+1 elementos distin- tos, es falsa en M. 2 Ejemplo 1.3 En el lenguaje L = {E} donde E es un sı́mbo- lo de relación de aridad 2, definimos la teorı́a de relaciones de equivalencia Equiv por los axiomas: ∀xE(x,x) (reflexividad), ∀x,y(E(x,y)→ E(y,x)) (simetrı́a), ∀x,y,z((E(x,y)∧E(y,z))→ E(x,z)) (transitividad). Una manera fácil de obtener modelos de esta teorı́a es consi- derar cualquier conjunto no vacı́o con la relación de igualdad. En aras de obtener ejemplos no triviales y más interesantes, consideremos la siguiente construcción: sea C en conjunto de los números complejos yAn C=C×·· ·×C (n-veces). Da- dos x⃗, y⃗ ∈An C definimos x⃗ ∼ y⃗ si y sólo si existe λ ∈C−{0} © 2024 Revista Ciencia en Desarrollo Vol. 15 No. 1 Enero - Junio 2024 157 Joel Torres del Valle y Pedro Hernandez Rizzo. tal que x⃗ = λ · y⃗. Entonces, ∼ define una relación enAn C don- de los axiomas de Equiv se verifican. Esto es, (An C,∼) es un modelo de Equiv. 2 1.3. Historia y un recorrido sobre resultados pio- neros de la teorı́a de modelos La teorı́a de modelos se estableció formalmente a mediados del siglo XX y, nos atrevemos a afirmar, que la mayorı́a de los resultados pioneros se deben a A. Robinson y A. Tarski. Sin embargo, algunas ideas previas estaban implı́citas en los trabajos de exponentes como K. Gödel, L. Löweheim y Th. Skolem. Precisamente, Gödel en [18] presenta resultados relacionados a la existencia de modelos de teorı́as de primer orden como, por ejemplo, el Teorema de compacidad. Este teorema establece, grosso modo, que una teorı́a con infinitos axiomas definida sobre un lenguaje con una cantidad con- table de sı́mbolos de constantes admite un modelo si y sólo si cada subconjunto finito de la teorı́a tiene un modelo. Por otro lado, Löweheim en [19] demostró que una teorı́a de pri- mer orden con un modelo infinito tiene un modelo contable. Empero, en su demostración Löweheim usó implı́citamente un resultado conocido hoy por Lema de Köning, cuya de- mostración solo fue publicada posteriormente por D. Köning en [20]. Por otro lado, en [21], Skolem subsanó lo hecho por Löweheim y en [22] A. Maltsev mostró una versión completa y mejorada de este teorema afirmando que, una teorı́a de primer orden en un lenguaje contable que tiene un modelo infinito, tiene un modelo de cada cardinal infinito. Este resultado hoy es conocido con el nombre de Teorema de Löweheim-Skolem. Asimismo, Maltsev en ibidem, probó un resultado más general del Teorema de compacidad de Gödel a los lenguajes no contables y demostró la existencia de “modelos no-estándar” de la aritmética utilizando este teorema, siendo el pionero en exhibir el poder del Teorema de compacidad. Sean L un lenguaje de primer orden y T una L -teorı́a. Denotaremos por Mod(T ) la clase de todos los modelos de T . Teóricamente, la situación ideal es que todo modelo en Mod(T ) esté determinado (a menos de una cierta noción de isomorfismo) por un único modelo N (véase la introducción de [23]). No obstante, esta situación nunca es posible. En efecto, por el Teorema de Löweheim-Skolem se concluye que las teorı́as de primer orden no pueden controlar el car- dinal de sus modelos infinitos. Esto es, si existe un modelo infinito de una teorı́a de primer orden T , existirán infinitos modelos de T cuyo cardinal κ es cualquier cardinal infinito. Denotaremos ahora por Modκ(T ) la clase de modelos de T de cardinal fijo κ . ¿Está Modκ(T ) determinada (a menos de isomorfismo) por un único modelo de T ? La respuesta es de nuevo negativa. Por ejemplo, se pueden construir modelos contables de la aritmética de primer orden no isomorfos a los números naturales, los llamados “modelos no-estándar”. Esto nos lleva a considerar la siguiente situación: llamare- mos a T κ-categórica si todos los modelos de T con cardinal κ son isomorfos. R. Vaught demostró en [24], y también de forma independiente J. Loś en [25], que si T es κ-categórica y no tiene modelos finitos, entonces T es completa, esto es, dada una sentencia φ del lenguaje de T , o bien φ o bien ¬φ es teorema de T . M. Morley demostró en [26], que si T es una teorı́a de primer orden sobre un lenguaje contable (i.e., el lenguaje contables sı́mbolos de constantes) y es κ- categórica en algún cardinal infinito y no contable κ , lo es en cada cardinal no contable. Este resultado es conocido hoy como Teorema de Morley y habı́a sido previamente conje- turada por Loś, convirtiendo el Teorema de Morley en una respuesta positiva a la Conjetura de Loś. Valga mencionar para cerrar la discusión anterior, que el Teo- rema de Morley fue generalizado por S. Shelah en [27] para lenguajes no contables. En resumen, el Teorema de Morley garantiza que si una teorı́a es categórica en algún cardinal no contable, será categórica en todos los cardinales no con- tables. Encontramos ası́ que las teorı́as de primer orden que son categóricas en cardinales no contables tienen modelos “bien comportados”, lo que intuitivamente supondrı́a tener cierto criterio de estabilidad para la teorı́a en cuestión. 1.4. Eliminación de cuantificadores Considere φ (⃗a, x⃗) una L -fórmula cuyas variables no cuan- tificadas están en x⃗ = (xi1 , . . . ,xin) y cuyas constantes están en a⃗ = (ai1 , . . . ,aim). Consideremos φ (⃗a,M) el conjunto de soluciones de φ (⃗a, x⃗) en un modelo M. Los conjuntos de esta forma se llaman a⃗-definibles. A modo de ejemplo, considere φ (⃗a, x⃗) por la fórmula ∃x1∃x2∃x3∃x4(y = x2 1 +x2 2 +x2 3 +x2 4), entonces el conjunto φ (⃗a,Z) coincide con Z≥0, el conjunto de los enteros no negativos. En efecto, por un conocido teo- rema de J. Lagrange, todo entero no-negativo es la suma de cuatro cuadrados. De esta forma, Z≥0 es definible. Los conjuntos definibles son una herramienta clave en la teorı́a de modelos y sus aplicaciones. El problema radica en que estos conjuntos pueden ser difı́ciles de determinar. No obstante, cuando φ (⃗a, x⃗) es una fórmula sin cuantificadores, la tarea es más fácil. Esta discusión lleva a la siguiente definición. Definición 1.4 Sea T una L -teorı́a. Si para toda L -fórmu- la ψ existe una fórmula sin cuantificadores φ en el lenguaje de T tal que en cualquier modelo de T se valida la fórmula φ ↔ ψ , decimos que T tiene eliminación de cuantificadores o que T elimina cuantificadores. Cuando nos restringimos a los conjuntos definibles, decir que una teorı́a T elimina cuantificadores, es equivalente a afirmar que, para cualquier modelo M de T , la función de proyección canónica πmn : Mm → Mn preserva conjuntos construibles, es decir, para E ⊆ Mm construible, πmn(E) es construible. Aquı́ un conjunto es construible si es una com- binación Booleana de conjuntos definidos por fórmulas que son igualdades o formadas a partir de relaciones. En efecto, basta con suponer que el conjunto construible E ⊆ Mm es © 2024 Revista Ciencia en Desarrollo Vol. 15 No. 1 Enero - Junio 2024 158 Joel Torres del Valle y Pedro Hernandez Rizzo. definible por φ (⃗x, a⃗). Luego, πmn(E)⊆ Mn es definible por ∃x1 · · ·∃xm−nφ (⃗x, a⃗), de donde se sigue la afirmación. Ahora bien, en general, probar la eliminación de cuantificadores para una teorı́a es a veces una tarea difı́cil y por ello se han desarrollado muchas técnicas. El ejemplo más relevante es el trabajo de A. Tarski para el campo complejo (C,+, ·,−,0,1), que, de hecho, es un ejemplo particular de eliminación de cuantificadores para campos algebraicamente cerrados. Con- cretamente, existe una teorı́a de primer orden, que denota- mos por Acf, en el lenguaje de anillos L = {+, ·,−,0,1} tal que los modelos de Acf son exactamente los campos algebraicamente cerrados, i.e., los axiomas de Acf expresan las propiedades de ser un campo algebraicamente cerrado. Para esta teorı́a, se vale que dada una fórmula φ , existe una fórmula ψ sin cuantificadores tal que φ y ψ tienen el mismo significado en Acf. La eliminación de cuantificadores y algunas formas débi- les son técnicas muy importantes en el estudio de teorı́as algebraicas con teorı́a de modelos. Un ejemplo notable es la prueba modelo-teórica del Teorema de los ceros de Hilbert brindada por Robinson y que discutiremos en la siguiente sección. Recomendamos [15, Cap. 2] para una demostración de la eliminación de cuantificadores para Acf y varios ejem- plos más. También se puede consultar el texto [12, Cap. 3] para una discusión amplia y enriquecedora sobre elimina- ción de cuantificadores. La eliminación de cuantificadores desde el punto de vis- ta de conjuntos construibles tiene un enunciado similar al Teorema de Chevalley en la geometrı́a algebraica (ver [12, Corolario 3.2.8 ii)]). De hecho, la eliminación de cuantifi- cadores para Acf tiene como consecuencia de que los con- juntos construibles desde el punto de vista descrito arriba coinciden con los conjuntos construibles desde el punto de vista de la geometrı́a algebraica. Ası́ las cosas, la elimi- nación de cuantificadores acabará siendo el análogo en la teorı́a de modelos del Teorema de Chevalley. En la siguiente sección abordaremos este tema con más detalles y menciona- remos varios casos relevantes de demostraciones obtenidas en geometrı́a algebraica a partir del enfoque de la teorı́a de modelos, interpretando ciertos fenómenos geométricos y algebraicos desde el punto de vista de la lógica. En este sentido, tales resultados serán el abre bocas para la posterior introducción de la teorı́a de estabilidad geométrica y la tri- cotomı́a de Zilber, principal motivación de las geometrı́as de Zariski, al menos, desde el punto de vista clásico. 2. Introducción a la geometrı́a algebraica En esta sección daremos una mirada rápida a ciertos con- ceptos básicos de la geometrı́a algebraica. Asimismo, pre- sentaremos algunos resultados ilustres de la relación de esta con la teorı́a de modelos, a saber, los Teoremas de Tarski- Chevalley, Ax-Grothendieck y de los Ceros de Hilbert o Nullstellensatz; la Conjetura de Mordell-Lang y, finalmen- te, los trabajos recientes de Zilber. Para profundizar en las temáticas aquı́ presentadas recomendamos los textos [12] y [28]. 2.1. Conjuntos algebraicos afines Sea k un campo algebraicamente cerrado. El producto car- tesiano de n-copias de k, será denotado por An k . Para cada I ⊆ k[x1, . . . ,xn], un ideal del anillo de polinomios en n- variables con coeficientes en k, denotamos por V (I)⊆An k el conjunto de ceros de I, esto es, V (I) := {⃗a ∈An k | f (⃗a) = 0para cada f ∈ I} . Es posible demostrar que la colección de los V (I) generan una topologı́a, conocida como topologı́a Zariski. En esta topologı́a cada V (I) corresponde a un subconjunto cerrado deAn k , llamado conjunto algebraico afı́n. Esta relación de la geometrı́a deAn k con conceptos provenientes de la k-álgebra de polinomios k[x1, . . . ,xn], permite establecer propiedades interesantes y que distinguen a esta construcción. Precisa- mente,An k con la topologı́a Zariski es un espacio irreducible y Noetheriano. La primera propiedad significa que todo abierto no-vacı́o deAn k es denso y la segunda, que para cada sucesión X1 ⊋ X2 ⊋ . . . de subconjuntos cerrados enAn k exis- te un m > 0 tal que Xm = Xm+l , para cada l > 0. Estas dos propiedades resultan de dos hechos algebraicos importantes asociados a k[x1, . . . ,xn], a saber, que es un dominio integral y que es un anillo Noetheriano (i.e., todo ideal es finitamen- te generado), respectivamente. En aras de generalizar estas propiedades para cualquier subconjunto algebraico X deAn k asociamos a este un ideal en I(X) ⊆ k[x1, . . . ,xn], definido por I(X) := { f ∈ k[x1, . . . ,xn] : f (⃗a) = 0, ∀⃗a ∈ X}. A partir de ahı́, es posible definir una k-álgebra de funciones regulares sobre X dada por las funciones f : X → k tales que f = p|X para algún p ∈ k[x1, . . . ,xn]. En realidad, esta k- álgebra es justamente el cociente k[X ] := k[x1, . . . ,xn]/I(X). En este sentido, X es un espacio topológico Noetheriano con la topologı́a de Zariski (inducida), esto es, Y ⊆ X es cerrado, si Y = V (I) para algún I ideal de k[x1, . . . ,xn] tal que I(X)⊆ I. Asimismo, X es irreducible si y sólo si k[X ] es un dominio integral, equivalentemente, I(X) es un ideal primo de k[x1 . . . ,xn]. En definitiva, las propiedades de Noetherianidad e irredu- cibilidad en un espacio topológico Noetheriano X implican que todos sus cerrados Y son expresados como una unión finita Y = Y1 ∪·· ·∪Ys de cerrados irreducibles Yi únicamen- te determinados por la propiedad de que Yi ⊈ Yj, para cada i , j. Los Yi son llamados componentes irreducibles de Y . Un importante invariante (birracional) en geometrı́a es el de dimensión. Precisamente, para un conjunto algebraico irreducible X la dimensión de Krull de X es por definición © 2024 Revista Ciencia en Desarrollo Vol. 15 No. 1 Enero - Junio 2024 159 Joel Torres del Valle y Pedro Hernandez Rizzo. el grado de trascendencia del campo k(X) de funciones ra- cionales de X sobre k, la cual coincide, no solo con la di- mensión de X como espacio topológico, sino también con la llamada dimensión de Krull del anillo de funciones re- gulares k[X ]. Por ejemplo, An k tiene dimensión n, ya que el grado de trascendencia de k(x1, . . . ,xn) sobre k es n. En general, la dimensión de un conjunto algebraico Y es defini- da por dimY = supi dim(Yi), donde Yi son las componentes irreducibles de Y . Por ejemplo, conjuntos algebraicos de dimensión 1 y dimensión 2, son llamados, respectivamente, curva y superficie algebraica. Dado un conjunto algebraico X , la noción de dimensión se puede “especializar” a cada punto p ∈ X , a saber, podemos hablar de la dimensión infinitesimal de X en cada uno de sus puntos al calcular la dimensión, como k−espacio vectorial, del espacio tangente a X en p, denotado por TX ,p. La di- mensión (global) de X y la dimensión infinitesimal, pueden diferir, siendo esta última mayor o igual que la dimensión del conjunto en sı́. En realidad, el conjunto de puntos de X donde estas difieren forman un subconjunto cerrado propio de X , llamado conjunto de singularidades de X . En parti- cular, en el caso en que X sea una curva, el conjunto de singularidades es un conjunto finito. Ahora bien, en el caso en que estas coincidan en cada p ∈ X , esto es, el conjunto de singularidades es el conjunto vacı́o, X es llamado con- junto algebraico suave. Un caso especial e importante para nosotros y al que nos referiremos más adelante es al caso de curvas suaves. 2.2. El espacio proyectivo Además de los conjuntos algebraicos afines, históricamente, uno de los contextos de interés en geometrı́a algebraica son los conjuntos algebraicos proyectivos. Precisamente, son los subconjuntos algebraicos X =V (I) del espacio proyectivo Pn k . Aquı́Pn k corresponde al conjunto de rectas que pasan por el origen de kn+1. De forma equivalente, Pn k es el conjunto de clases de equivalencia [x0, . . . ,xn] determinada por cada vector (x0, . . . ,xn) ∈ kn+1 \0 por la relación de equivalencia: (x0, . . . ,xn)∼ (y0, . . . ,yn) si y sólo si existe λ ∈ k\0 tal que yi = λxi para cada i = 0, . . . ,n. De este modo, un conjunto algebraico proyectivo X =V (I) es determinado por un ideal de k[x0, . . . ,xn] finitamente ge- nerado I = ⟨ f1, . . . , fm⟩ donde los polinomios fi son ho- mogéneos, esto es, fi(λx0, . . . ,λxn) = λ deg( fi) fi(x0, . . . ,xn), para cada i = 1, . . . ,m. En este sentido los V (I), ası́ definidos, generan una topologı́a conocida como la topologı́a Zariski del espacio proyectivo Pn k y en ella cada subconjunto algebraico afı́n X de An k corresponde a un conjunto algebraico proyectivo X , de la misma dimensión que X , pero con puntos “en el infinito”. Precisamente, cada X corresponde a la clausura de X en Pn k , donde los nuevos puntos surgen por la intersección de X con el hiperplano en el infinito, H∞, que es identificado con Pn−1 k . Por ejemplo,An k = P n k el cual es identificado con An k ⊔P n−1 k . En particular, P1 k =A 1 k ⊔{∞} y ası́ Pn k es consi- derada como la “compactificación” deAn k . De este modo, en este nuevo contexto, se pueden considerar curvas algebrai- cas proyectivas suaves, como aquellos conjuntos algebraicos proyectivos de dimensión 1 que son suaves, siguiendo gene- ralizaciones naturales de los conceptos para el caso afı́n al caso proyectivo. 2.3. La teorı́a de modelos en la geometrı́a algebrai- ca A continuación presentamos algunos ejemplos destacables de cómo la teorı́a de modelos interactúa con la geometrı́a algebraica. 2.3.1. El Teorema de Tarski – Chevalley Un conjunto E ⊆An k es algebraicamente construible si es una combinación Booleana de conjuntos cerrados de Zaris- ki. Una consecuencia de la eliminación de cuantificadores para Acf es que un conjunto es algebraicamente construi- ble si y sólo si es construible en sentido modelo-teórico (véase la discusión posterior a la Definición 1.4). El Teore- ma de Chevalley, en el contexto de la geometrı́a algebraica afı́n, afirma que si k es un campo algebraicamente cerrado y πmn :Am k →An k , con m ≥ n, es un morfismo de proyec- ción, para cualquier conjunto algebraicamente construible E ⊆ Ak, πmn(E) es algebraicamente construible. Ası́, la eliminación del cuantificadores de Tarski para campos alge- braicamente cerrados puede verse como una versión modelo- teórica del Teorema de Chevalley y viceversa. Es por esto que usualmente a éste teorema se le conoce como Teorema de Tarski-Chevalley. 2.3.2. El Teorema de Ax-Grothendieck El Teorema de Ax-Grothendieck afirma que todo morfismo polinomial inyectivoCn →Cn es, en realidad, una biyección. Este teorema fue demostrado por A. Grothendieck en [29, Teo. 10.4.1] y modelo-teóricamente (e independientemente) por James A. en [30]. La demostración de Ax está basada en el hecho modelo-teórico de que las siguientes dos con- diciones son equivalentes para cualquier sentencia φ en el lenguaje de anillos: i) φ es cierta en el campo de los números complejos. ii) Hay primos arbitrariamente grandes tales que todo campo de caracterı́stica p cumple φ . Las lı́neas generales de la demostración de este teorema son: sea k un campo finito con q = pm elementos, don- de p es un número primo y m > 0. Todo morfismo poli- © 2024 Revista Ciencia en Desarrollo Vol. 15 No. 1 Enero - Junio 2024 160 Joel Torres del Valle y Pedro Hernandez Rizzo. nomial kn → kn inyectivo es también sobreyectivo y para esto es suficiente considerar el cardinal de kn. En este sen- tido, lo mismo es cierto para Falg p , la clausura algebraica de los campos de p-elementos. Ası́, todo morfismo poli- nomial (Falg p )n → (Falg p )n que sea inyectivo, es biyectivo. Supongamos por contradicción que f : Cn → Cn es un mor- fismo polinomial inyectivo que no es sobreyectivo y sea f (x1, . . . ,xn) = ( f1(⃗x), . . . , fn(⃗x))), donde x⃗ = (x1, . . . ,xn). Tomemos d el mayor grado de los fi’s. Ax prueba que existe una sentencia φn,d que expresa el hecho de que todo mor- fismo polinomial Cn → Cn inyectivo y cuyas componentes polinomiales tienen grado a lo más d, es sobreyectivo. Como fue mencionado, Falg p satisface φn,d para todo primo p. Ası́ que, por los numerales anteriores relacionados a las senten- cias sobre el lenguaje de anillos, C satisface φn,d , lo que contradice la hipótesis. Lo verdaderamente esencial en la prueba anterior es el po- der que tiene el lenguaje de anillos para expresar múltiples propiedades sobre polinomios y campos. Recomendamos al lector [12, Cap. 2, § 2], especialmente el Teorema 2.2.11 de cuya prueba hicimos un esbozo arriba. 2.3.3. El Nullstellensatz de Hilbert Una teorı́a es modelo-completa si para cualquier par de sus modelos N y M, con N ⊆ M, se tiene que una fórmula es válida en N si y sólo si es válida en M (donde las tuplas sólo se toman en N). La teorı́a Acf es modelo-completa ([12, Corolario 3.2.3]) y esta propiedad tiene una consecuencia interesante: el Teorema (débil) de los ceros de Hilbert o Nullstellensatz (débil), el cual afirma que si k es un campo algebraicamente cerrado, entonces V (I) , /0, donde I es un ideal propio de k[x1, . . . ,xn]. Una versión equivalente de este teorema, la cual se prueba por una simplificación en el argumento debida a G. Rabinowitsch, afirma que si f es algún polinomio en k[x1, . . . ,xn] que se anula en el conjunto algebraico V (I) entonces existe un número natural r tal que f r está en I. Esta última versión fue demostrada por primera vez por D. Hilbert en [31] y establece una relación fundamental entre la geometrı́a y el álgebra. Tal relación es la base de la geometrı́a algebraica. A. Robinson demostró en [32, p. 38] el Nullstellensatz débil utilizando métodos de teorı́a de modelos. La prueba de Ro- binson sigue, a grandes rasgos, la siguiente lı́nea de ideas: tomemos I = ( f1, . . . , fm) (lo cual está garantizado ya que en el anillo de polinomios todo ideal es finitamente generado) y sea J un ideal maximal que contiene a I. Como J es maximal K = k[x1, . . . ,xn]/J es un campo y k = L ⊆ K con L = k alg . Note que tanto L como K son modelos de Acf. Ahora, existe un elemento enAn K que anula a todos los fi’s y este hecho es expresable por una fórmula de primer orden, i.e., existe una fórmula de primer orden en el lenguaje de anillos que expresa el hecho de que existe un cero para todos los fi’s y tal fórmula se valida en K. Por ser Acf modelo-completa, la fórmula vale en k, esto es, hay una n-tupla a⃗ de elementos en k tal que f (⃗a) = 0 para todo f ∈ I, i.e., V (I) , /0. 2.3.4. Conjetura de Mordell-Lang para campos de fun- ciones Considere k un cuerpo algebraicamente cerrado de carac- terı́stica p > 0 y recuerde que, desde el formalismo alge- braico, un campo de funciones sobre k es una extensión de campos finitamente generada con grado de trascendencia positivo y finito sobre k. En 1992 D. Abramovich y F. Vo- loch en su trabajo [33] plantearon una versión plausible de la Conjetura de Mordell-Lang para campos de funciones sobre k, a saber, “sea A una variedad abeliana definida sobre k×, X una subvariedad de A y Γ un subgrupo de rango finito de A. Supongamos que X ∩Γ es Zariski-denso en X . Enton- ces, existen A1 ⊆ A una subvariedad abeliana, una variedad abeliana B definida sobre k, un homomorfismo sobreyectivo g : A1 → B, y una subvariedad X0 de B definida sobre k tal que g−1(X0) es una traslación de X”. Abramovich–Voloch probaron para varios casos particulares la conjetura. No obs- tante, en [34], Hrushovski demostró la conjetura anterior en su totalidad usando las herramientas y lenguaje de la teorı́a de modelos. Invitamos al lector curioso al trabajo [35] para una aproximación explicada y auto contenida a la prueba de Hrushovski de la conjetura en cuestión. Para mayores detalles sobre esta discusión ver [12, pp. 311-313]. 2.3.5. El trabajo reciente de Boris Zilber La mayor parte del trabajo de Zilber establece una sólida conexión entre la geometrı́a algebraica y la teorı́a de mo- delos. Un ejemplo claro es [36] donde los autores tratan el problema de la traducción de la Geometrı́a anabeliana (de Grothendieck) al lenguaje de la teorı́a de modelos. Otro trabajo de Zilber que vale la pena mencionar aquı́ es [5] cuyo teorema principal reproducimos, sin ser precisos en algunos conceptos involucrados: sea k un campo algebraica- mente cerrado y C(k) el conjunto de k-puntos de una curva proyectiva suave C de género g > 1 y sea J(k) su Jacobiana. Fijando un punto en la curva es posible encontrar una inmer- sión canónica C(k)→ J(k), donde el punto fijo se identifica como el cero del grupo. Consideremos ahora (J(k);+;C(k)) como una estructura de grupo abstracta (con un subconjunto distinguido). Mediante el uso de algunas técnicas de teorı́a de modelos, Zilber muestra que, para k algebraicamente ce- rrado, se puede recuperar a partir de estos datos el campo k y la curva C, salvo un isomorfismo de campos y una isogenı́a biyectiva de J, que, en caracterı́stica 0 es un isomorfismo de variedades algebraicas, y en caracterı́stica positiva puede ser vista como una “torsión de Frobenius”. A partir de tal inter- pretación, Zilber resuelve una conjetura de F. Bogomolov, M. Korotaev e Y. Tschinkel en [6, p. 3]. © 2024 Revista Ciencia en Desarrollo Vol. 15 No. 1 Enero - Junio 2024 161 Joel Torres del Valle y Pedro Hernandez Rizzo. 3. La estabilidad geométrica En la prueba dada por Morley a la Conjetura de Loś, este introdujo y desarrolló algunas ideas importantes. Entre ellas, la más notable es el concepto de “rango de Morley”. Este sencillo pero poderoso concepto, es la clave de la teorı́a de modelos moderna. Grosso modo, el rango de Morley es una abstracción del concepto de “dimensión” para cualquier teorı́a en matemáticas. Por ejemplo, cuando se estudian cam- pos algebraicamente cerrados, el “rango de Morley” y el “grado de trascendencia” coinciden. Más aún, el trabajo de Morley fue la base de la teorı́a de la estabilidad que, según Pillay (ver la introducción de [37]) “es un conjunto de técni- cas que se pueden desarrollar bajo unos supuestos sobre una teorı́a T para saber cuáles son los modelos de T ”. A modo de ejemplo, escribamos I(T,κ) para el número de modelos no isomorfos de T con cardinal κ . Sea T una teorı́a contable y ℵ1-categórica. Consideremos el problema de encontrar el número I(T,ℵ0). Es decir, queremos responder a la pre- gunta: ¿cuántos modelos contables existen para T ? Morley demostró que I(T,ℵ0)≤ ℵ0. Años más tarde, J. Baldwin y A. Lachlan, demostraron en [38] que I(T,ℵ0) o es igual a 1 o bien a ℵ0 (ver [37]). Una de las personas que participó de manera activa en el desarrollo temprano de la teorı́a de estabilidad es Zilber, considerado por algunos como uno de los fundadores de la teorı́a, quien en la introducción de su trabajo [23] señala que: Es posible establecer una jerarquı́a de “perfección lógica” para las teorı́as de primer orden. En dicha jerarquı́a, las teorı́as no-contablemente categóricas ocupan la posición más alta. La principal caracterı́stica de una teorı́a de la esta- bilidad es una teorı́a de la dimensión y, asociada a ella, una teorı́a de la dependencia. Tanto las teorı́as de dependencia como las de dimensión son similares a las que surgen en la teorı́a de campos. La teorı́a de la estabilidad geométrica es una parte principal de la teorı́a de modelos geométrica y fue introducida en una serie de artı́culos por Zilber, Hrushovski, Pillay, G. Cherlin y muchos otros. Esta recibe su nombre dado a que en gran par- te se ocupa de la clasificación modelo-teórica de estructuras en términos de cantidades de dimensión que pueden ser des- critas en términos de nociones de geometrı́a combinatoria. Esto nos obliga a mencionar la siguiente definición: Definición 3.1 Un matroide finitario o pregeometrı́a M es un par (M,cl) donde M es un conjunto no-vacı́o y cl es una función definida en 2M , tal que para todo A ⊆ M y a,b ∈ M se verifican las siguientes condiciones: i) Reflexividad: A ⊆ cl(A). ii) Carácter finito: cl(A) coincide con⋃ {cl(A0) : A0 es un subconjunto finito de A}. iii) Transitividad: cl(cl(A)) = cl(A). iv) Intercambio: Si a ∈ cl(A∪ {b})− cl(A), entonces b ∈ cl(A∪{a}). Sea M un modelo y A ⊆ M. Definimos la clausura alge- braica de A, que denotamos por acl(A), como el conjunto de elementos de M que son solución de alguna fórmula con parámetros en el conjunto A, con sólo finitas solucio- nes. Consideremos que M es una estructura fuertemente minimal (es decir, cualquier subconjunto definible de Mn es finito o co-finito con cota uniforme) y consideremos que “acl(·)” es la función que envı́a A ⊆ M a acl(A). La estructu- ra resultante M = (M,acl) es una pregeometrı́a y se define una buena noción de “dimensión (combinatoria)”, dim, para subconjuntos de M en términos de acl. Como un ejemplo práctico para visualizar esta construcción, considere V un espacio vectorial y, ası́, acl(A) con A ⊆V es justamente el subespacio de V generado por combinaciones lineales (fi- nitas) de elementos en A. De este modo, las condiciones i)-iii) se satisfacen naturalmente para (V,acl) y por tanto es un matroide finitario. Ahora bien, un ejemplo trivial se obtiene al considerar un conjunto infinito M sin estructura dada, para el que cualquier A ⊆ M, acl(A) = ⋃ a∈A acl({a}). De hecho, hasta finales de la década de los 80, los únicos ejemplos conocidos de pregeometrı́as no triviales eran local- mente modulares, i.e., aquellas que satisfacen la condición dim(A∪B)+dim(A∩B) = dim(A)+dim(B) para cualquier A,B ⊆ M; o no localmente modulares. Zilber observó que en todos los casos no triviales, la noción de dependencia obtenida era o bien la dependencia algebraica en la teorı́a de campos o bien la dependencia lineal en la teorı́a de espacios vectoriales. Esto, junto al Teorema débil de la tricotomı́a de Zilber, fue la base de la Conjetura de la tricotomı́a de Zilber (véase [39]): Conjetura de tricotomı́a (Zilber, 1984): Si M es un conjun- to fuertemente minimal y (M,acl) es el operador de clausura algebraica correspondiente a M, entonces la pregeometrı́a (M,acl) es trivial, localmente modular, o no localmente mo- dular. En particular, si los dos primeros casos no ocurren, entonces existe un campo algebraicamente cerrado k defi- nible en M y al única estructura en k inducida por M es la mera estructura de campo. Destacamos que se han demostrado varios casos positivos de la conjetura de Zilber en situaciones similares. Más aún, según [10, p. 79] “la más famosa de todas las trico- tomı́as (aparte de la de Zilber) es la Tricotomı́a de Peterzil- Starchenko en el caso de las teorı́as o-minimales y el ‘control geométrico’ de las estructuras viene dado por la información ‘diferencial abstracta’ que puede extraer de la o-minimalidad de una teorı́a”. La “mala hora” de la Conjetura de la tricotomı́a llega cuan- do Hrushovski prueba en [9] que esta es falsa en general. Precisamente, Hrushovski muestra que existe un modelo fuertemente minimal y no localmente modular que no in- © 2024 Revista Ciencia en Desarrollo Vol. 15 No. 1 Enero - Junio 2024 162 Joel Torres del Valle y Pedro Hernandez Rizzo. terpreta ningún grupo infinito. En cierto modo, la desapro- bación de la conjetura de Zilber resultó más fructı́fera que una solución afirmativa. En efecto, en [9] el autor ofrece un nuevo método para construir estructuras estables y, en particular, estructuras fuertemente mı́nimales. Es importante mencionar que en este artı́culo, Hrushovski no usa técnicas o conceptos de la geometrı́a y el contexto de ese trabajo es puramente combinatorio. 3.1. Geometrı́as de Zariski uno–dimensionales A pesar de la refutación de Hrushovski, la Conjetura de tricotomı́a es válida para muchas clases importantes de es- tructuras matemáticas. Probablemente, la más importante de dichas clases es la clase de las “geometrı́as unidimensionales de Zariski”. Estas estructuras fueron definidas y estudiadas inicialmente por Zilber bajo el nombre de Z-estructuras y con una configuración más general, “como una forma de aislar la mejor clase posible en la cima de la jerarquı́a de estructuras estables” según él mismo escribe en [23, p. 3], donde además indica que “las condiciones puramente lógi- cas no son suficientes para que la Conjetura de la tricotomı́a se cumpla, pero asumir algunas propiedades topológicas similares a la topologı́a de Zariski sobre una curva algebrai- ca suave sobre un campo algebraicamente cerrado podrı́a remediar la situación”. Una herramienta fundamental en el desarrollo de la teorı́a de Zilber es la axiomatización de cómo la topologı́a interactúa con la dimensión de Krull. De forma más precisa, una ca- racterización débil de suavidad de la geometrı́a en cuestión permite una definición abstracta del espacio tangente (véase el Axioma (Z3) más adelante); esto fue suficiente para ob- tener la existencia de un campo definible en el año 1989, aunque, según [1, p. 12] tal resultado no tuvo mucho impacto en ese momento pues la condición de suavidad parecı́a muy restrictiva. La clase de geometrı́as unidimensionales de Zariski fue in- troducida por Hrushovski y Zilber en [1]. A grandes rasgos, una geometrı́a unidimensional de Zariski es un conjunto fuertemente minimal en el que tiene sentido una generali- zación plausible de la topologı́a de Zariski sobre una curva algebraica suave. En el contexto de las geometrı́as de Zariski se demostró que la Conjetura de la tricotomı́a de Zilber es cierta. Se obtiene con esto una primera forma de clasificar las geometrı́as de Zariski unidimensionales: triviales, local- mente modulares o no localmente modulares y no triviales. En estas últimas, siempre es posible interpretar un campo al- gebraicamente cerrado en el que la única estructura inducida es la propia estructura de campo. Sin embargo, el trabajo [1] no termina allı́, adicionalmente, clasifica de manera mucho más fina y geométrica las geometrı́as de Zariski localmente modulares y las no triviales y no localmente modulares. Pre- cisamente, los autores introducen el concepto de geometrı́as “amplia” y “muy amplia” y se prueba que las geometrı́as amplias son exactamente las localmente modulares y estas se pueden identificar como cubiertas finitas de curvas sua- ves. Para las geometrı́as muy amplias se prueba que son, en esencia, curvas suaves. En lo que resta de esta sección, mencionaremos los enunciados precisos de los resultados hasta aquı́ parafraseados. Antes de continuar es preciso aclarar nuestra notación. Sean X ,Y conjuntos. Entonces: cl(X) es la clausura topológica de X (i.e., el cerrado más pequeño respecto a la inclusión que contiene a X); X ⊆cl Y significa que X es un subconjunto cerrado de Y . |X | como la cardinalidad de X . Dado cualquier C ⊆cl Xn ×Xm, para a⃗ ∈ Xn ponemos C(⃗a) := {⃗x ∈ Xm : (⃗a, x⃗) ∈C} y “dimensión” significa “dimensión de Krull”. Para el resto de este trabajo, cuando digamos “geometrı́a de Zariski”, el lector debe entender “geometrı́a de Zariski de dimensión uno”, ya que no trabajaremos con geometrı́as de dimensión mayor. Definición 3.2 Una geometrı́a de Zariski es un conjunto in- finito D con una topologı́a Noetheriana sobre cada D,D2, . . . tal que los siguientes axiomas se cumplen: (Z0) (Coherencia) Sea fi un mapa de proyección fi(⃗x)= xσ(i) (donde σ(i) es el valor de una biyección {1, . . . ,n} → {1, . . . ,n}) o un mapa constante fi(⃗x) = c. Entonces el siguiente mapa f : Dn → Dm x⃗ 7→ ( f1(⃗x), . . . , fm(⃗x)) es continuo. (Separabilidad) Los conjuntos diagonales ∆n i j := {⃗x ∈ Dn : xi = x j} son cerrados. (Z1) (QE débil) Sea C ⊆cl Dn y πnm : Dn → Dm un mapa de proyección, entonces hay un conjunto cerrado propio F ⊆cl cl(πnm(C)) tal que πnm(C)⊆cl cl(πnm(C))−F . (Z2) (Irreducibilidad) D es irreducible. (Unidimensionalidad) D es uniformemente uni- dimensional, i.e., si C ⊆cl Dn ×D existe N tal que para todo a⃗ ∈ Dn, |C(⃗a)| ≤ N o C(⃗a) = D. (Z3) (Teorema de la dimensión) Sea U un conjunto ce- rrado irreducible en Dn y ∆n i j la diagonal i j, enton- ces cualquier componente de U ∩∆n i j tiene dimensión ≥ dim(U)−1. En relación a la definición anterior, es bueno mencionar que: el Axioma (Z0) relaciona las distintas topologı́as sobre las potencias de D y relaja la suposición de que la topologı́a sobre Dn sea la topologı́a del producto de (D,τ1). Pero, ¿por qué no asumir sobre cada potencia la topologı́a producto, si esto harı́a (en teorı́a) la definición más fácil? Una razón © 2024 Revista Ciencia en Desarrollo Vol. 15 No. 1 Enero - Junio 2024 163 Joel Torres del Valle y Pedro Hernandez Rizzo. importante es que tal supuesto excluirı́a varios modelos im- portantes, por ejemplo si k es un campo algebraicamente cerrado, la topologı́a de Zariski enA2 =A1 k ×A1 k no es la topologı́a producto de Zariski sobreA1 k . Respecto al Axioma (Z1), mencionamos que es una forma débil de la elimina- ción de cuantificadores (de hecho es posible probar que toda geometrı́a de Zariski elimina cuantificadores en su lenguaje natural, que definiremos en breve). Hay muchos ejemplos de geometrı́as de Zariski en matemáti- cas. En efecto, los conjuntos infinitos sin estructura son ejemplos triviales de geometrı́as de Zariski (ver [40, Cap. 4]). Asimismo, como fue probado por Zilber, las variedades complejas compactas y fuertemente minimales son ejemplos de geometrı́as Zariski. Por otro lado, Hrushovski y Soko- lović probaron que los campos diferencialmente cerrados son también ejemplos de este tipo de geometrı́as (ver [12, Teo. 8.3.17]), entre otros. Los ejemplos por excelencia de geometrı́as de Zariski son las curvas algebraicas suaves. El teorema de clasificación principal de la teorı́a clásica es que bajo condiciones apropiadas de “amplitud”, la afirmación reciproca es verdadera. Definición 3.3 Sea D una geometrı́a de Zariski. i) Un curva plana sobre D es un conjunto unidimensio- nal irreducible en D2. ii) Un familia de curvas sobre D consiste en un con- junto irreducible cerrado E ⊆cl Dn y un subconjunto irreducible cerrado C del producto E ×D2 tal que el conjunto C(⃗e) es una curva plana para e⃗ genérico en E1. iii) Decimos que D es amplia si existe una familia de curvas planas C ⊆ E×D2 tal que para cualquier a⃗1, a⃗2 en D2 existe una curva C(⃗e) que pasa por a⃗1 y a⃗2. iv) Decimos que D es muy amplia si existe una familia de curvas C ⊆ E ×D2 sobre D que hacen de D una geometrı́a amplia y tal que para cualquier a⃗1, a⃗2 ∈ D2 existe una curva C(⃗e) que pasa sólo por uno de ellos. Ejemplo 3.4 Sea k un campo algebraicamente cerrado y considere la familia de curvas C = { ((a,b,c),(x,y)) ∈A3 k ×A2 k : ax+by+ c = 0 } . Entonces, para cada (a,b,c) ∈A3 k −{0} tenemos una lı́nea recta C(a,b,c) : ax+by+ c = 0 enA2 k . La familia de curvas (C,A3 k) es muy amplia. En efecto, sean (x1,y1), (x2,y2) puntos distintos de A2 k , considere (y2 − y1,x1−x2,x2y1−x1y2)∈A3 k −{0}. Es fácil ver que (x1,y1) y (x2,y2) pertenecen a la recta C(y2 − y1,x1 − x2,x2y1 − x1y2) con ecuación 1Si X es irreducible, decimos que una propiedad P se cumple genéri- camente en X , si P se cumple para todos los elementos de X fuera de un subconjunto cerrado, o, equivalentemente, un punto genérico de X satisface la propiedad P. (y2 − y1)x+(x1 − x2)y+(x2y1 − x1y2) = 0. Entonces la familia es amplia. Ahora veamos que es muy amplia. Tenemos tres casos posibles: Caso 1. Los puntos (x1,y1) y (x2,y2) son tales que x1 = x2 pero y1 , y2. Entonces, la lı́nea C(0,1,−y1) : y− y1 = 0 pasa por (x1,y1) pero no por (x2,y2). Caso 2. Los puntos (x1,y1) y (x2,y2) son tales que x1 , x2 y y1 = y2. En este caso C(1,0,−x1) : x− x1 = 0 pasa por (x1,x2) pero no por (x2,y2). Caso 3. Los puntos (x1,y1) y (x2,y2) son tales que x1 , x2 y y1 , y2. La lı́nea C(0,1,−y1) : y− y1 = 0 pasa por (x1,y1) pero no por (x2,y2). Por lo tanto la familia descrita es muy amplia 2 Hemos visto una familia muy amplia de curvas, pero en realidad también podemos dar ejemplos de familias que no son amplias (y por tanto tampoco muy amplias). A saber: Ejemplo 3.5 Sea k un campo algebraicamente cerrado y consideremos P2 k el espacio 2-proyectivo sobre k. Fijemos una recta ℓ : ax+by+cz = 0 y supongamos que c, 0. Sea C la familia de rectas proyectivas paralelas a ℓ. La condición de “amplitud” de la definición falla para esta familia ya que (0 : 0 : 1) no puede estar separada de ningún punto deP2 k por cur- vas de C, ya que cualquier lı́neas de este tipo pasa por (0 : 0 : 1). En realidad, la condición de “amplitud” también falla pa- ra esta familia. 2 El lector seguramente habrá notado que las definiciones anteriores se basan en propiedades de naturaleza topológica. Sin embargo, estamos interesados en las propiedades de primer orden de estas estructuras, por lo que introducimos los lenguajes necesarios para expresar estas propiedades. En efecto, si D es una geometrı́a de Zariski, consideraremos dos lenguajes para D: i) El lenguaje completo de D, denotado Lfull(D), que contiene un sı́mbolo de relación n-ario para cada sub- conjunto cerrado de Dn, para todo n enN. ii) El lenguaje natural de D, que es el sublenguaje Lnat(D) de Lfull(D) que consiste en todos los subconjuntos invariantes bajo todos los automorfismos de Dn para todo n. En lo que respecta al lenguaje completo de D, note que los singuletes de D son cerrados, de donde Lfull(D) incluye © 2024 Revista Ciencia en Desarrollo Vol. 15 No. 1 Enero - Junio 2024 164 Joel Torres del Valle y Pedro Hernandez Rizzo. sı́mbolos para las constantes de D, en consecuencia, un au- tomorfismo de D debe preservar las constates y ası́, será la identidad (en el lenguaje completo), es decir, D no tiene automorfismos no triviales en el Lfull(D). Ahora, es un po- co improbable que en el lenguaje natural haya sı́mbolos de relación distintos de la igualdad, sin embargo en el Teorema 3.8 quedará en claro que este lenguaje no es trivial, en el sen- tido que es suficientemente expresivo como para interpretar estructuras complejas como campos y curvas, sin siquiera requerir constantes para tal interpretación. Ya que una geometrı́a de Zariski D se puede considerar como una estructura de primer orden en su lenguaje natural o su lenguaje completo, es posible probar para ella propiedades como eliminación de cuantificadores, ω-estabilidad (sea lo que sea que esto signifique), etc. Por otro lado, la información geométrica sobre D como el hecho de que sea amplia o muy amplia, se puede traducir en términos puramente lógicos empleando recursos como inter- nalidad y externalidad de tipos y mapas. Con estas ideas, se prueba que una geometrı́a de Zariski es amplia si y sólo si es localmente modular, y que si D no es trivial y no localmente modular, entonces hay un campo algebraicamente cerrado k interpretable en D tal que la única estructura que la geo- metrı́a D induce sobre k es la mera estructura de campo. En otras palabras, la tricotomı́a de Zilber se vale en el contexto de geometrı́as de Zariski. Yendo más lejos, Zilber y Hrushovski (ver Teorema A y Proposición 1.1 en [1]) muestran: Teorema 3.6 Si D es una geometrı́a de Zariski muy amplia, entonces existe una curva algebraica suave C sobre un cam- po algebraicamente cerrado k tal que C es isomorfa a D como geometrı́as de Zariski. Más aún, el campo k es único salvo un isomorfismo de campos y la curva C es única salvo un isomorfismo de curvas. 2 En otras palabras, la clase de geometrı́as de Zariski muy amplias es justamente la clase de geometrı́as de Zariski co- rrespondientes a curvas suaves sobre campos algebraicamen- te cerrados. Ahora, en relación a las geometrı́as de Zariski amplias, éstas corresponden a cubiertas finitas de alguna lı́nea proyectiva (ver [1, Teo. B]), más concretamente: Teorema 3.7 Si D es una geometrı́a de Zariski amplia, en- tonces existe un campo algebraicamente cerrado k y un morfismo sobreyectivo f : D →P1 k que envı́a conjuntos cons- truibles a conjuntos algebraicamente construibles. Además, existe un subconjunto cofinito de D donde f es un morfismo cerrado de Zariski. 2 Canónicamente hablando, las geometrı́as de Zariski (am- plias) son en esencia curvas algebraicas, salvo por fibras finitas. Esto es (ver [1, Teo. B’]): Teorema 3.8 Sea D una geometrı́a de Zariski amplia. En- tonces existe un campo algebraicamente cerrado k, una curva algebraica suave C sobre k, y un morfismo sobre- yectivo de Zariski finito-a-uno (es decir, la imagen inversa de todo punto en C es finita) f : D → C. Todos, C,k y f son definibles sin parámetros en el lenguaje natural de D. 2 Note que el Teorema 3.8 nos responde, por cierto, esa pre- gunta un poco no evidente de que el lenguaje natural con- tenga sı́mbolos no lógicos distintos de la mera igualdad. De otro lado, “este teorema es verdadero en su totalidad en el contexto de las superficies complejas compactas. Esto es consecuencia del Teorema de Existencia de Riemann. Sin embargo, no existe ningún análogo de este teorema en el contexto de las geometrı́as de Zariski” [23]. En efecto (ver [1, Teo. C]): Teorema 3.9 Existe una geometrı́a de Zariski amplia pero no muy amplia que no es interpretable en ningún campo al- gebraicamente cerrado. 2 Con esto cerramos nuestra presentación de los resultados de Zilber y Hrushovski. 4. Tendencias recientes y otras lı́neas de Investiga- ción En esta sección mencionaremos temas relativos a las geo- metrı́as de Zariski que se han desarrollado en años recientes. No daremos preliminares sobre ninguno de los temas que mencionamos, pues hacerlo extenderı́a este trabajo más allá de lo deseado, ni entraremos en discusiones detalladas de ningún tema. En su lugar, dejaremos una buena cantidad de referencias para el lector interesado. 4.1. Z-estructuras En el trabajo [41] Zilber introdujo el concepto de Z-estructura y en [23] dicha noción se refina para generalizar la noción de geometrı́a de Zariski a dimensiones superiores. En este entorno se dispone de un análogo parcial del Teorema 3.6. Afirma que “si D es una geometrı́a de Zariski casi fuertemen- te minimal de dimensión 2 o más, y existe una familia de curvas en D tal que dos puntos cualesquiera están separados por una curva y dos puntos cualesquiera se encuentran con- juntamente en alguna curva, entonces existe un subconjunto abierto denso de D isomorfo a una variedad algebraica”, veáse [23, Cap. 4]. 4.2. Geometrı́as de Zariski analı́ticas Recientemente, Zilber introdujo las estructuras analı́ticas de Zariski con el fin de encontrar una generalización de las geometrı́as de Zariski, y la principal diferencia entre las es- tructuras de Zariski y las estructuras analı́ticas de Zariski es el supuesto de Noetherianidad en las topologı́as. En efecto, las estructuras analı́ticas de Zariski no se suponen Noethete- rianas. Como señala Zilber “la ausencia de esa hipótesis hace © 2024 Revista Ciencia en Desarrollo Vol. 15 No. 1 Enero - Junio 2024 165 Joel Torres del Valle y Pedro Hernandez Rizzo. más complicada la definición de estructura analı́tica de Zaris- ki: hay que distinguir entre subconjuntos cerrados generales de Mn y los que tienen mejores propiedades topológicas (los analı́ticos). Uno de los principales resultados sobre las geo- metrı́as analı́ticas de Zariski afirma que cualquier estructura analı́tica compacta de Zariski es Noetheriana”. Remitimos al lector a [23, Cap. VI] como una buena fuente sobre el tema. Sea k un campo y sea k× su grupo multiplicativo. Las posi- bles compactaciones modelo teóricas de una cubierta de k× se discuten en [42] por L. Smith. Varias de estas compactifi- caciones se muestran como cubiertas de variedades tóricas y las estructuras correspondientes se muestran como estruc- turas analı́ticas de Zariski en un subconjunto abierto denso. Otros ejemplos de estructuras analı́ticas de Zariski son cons- truidas en [43] por M. Gavrilovich a partir de cubiertas de variedades abelianas. 4.3. Clases elementales quasi-minimales En el trabajo [44] K. Kangas estudió las clases elementales abstractas que surgen de una estructura de pregeometrı́a cua- siminimal y desarrolló una teorı́a de independencia enMeq, trabajando con el operador de clausura acotada. Además, Kangas generalizó el Teorema de la configuración de grupos de Hrushovski a su caso y, en un intento de generalizar las geometrı́as de Zariski al contexto de las clases cuasimini- males, proporcionó una axiomatización para las estructuras tipo Zariski. Mediante el uso de su teorema de configuración de grupos, Kangas demostró que cualquier pregeometrı́a no trivial (obtenida a partir del operador de clausura acotado) in- terpreta un grupo. Para dar un ejemplo de una estructura tipo Zariski, Kangas utilizó la cubierta del grupo multiplicativo de un campo algebraicamente cerrado. En [45] Kangas muestra que si D es una estructura tipo Zariski y la pregeometrı́a canónica obtenida del operador de clausura acotada no es localmente modular, entonces D interpreta un campo algebraicamente cerrado o un grupo no clásico. De este modo, los principales teoremas de [44, 45] corresponden a los análogos de la tricotomı́a que Zilber y Hrushovski mostraron en [1, § 6]. 4.4. Álgebras afines de Azuyama En la tesis doctoral [46], V. Solanki definió una subcategorı́a adecuada de “álgebras de Azumaya afines” y construyó un functor desde esta categorı́a a la categorı́a de estructuras de Zariski (en el sentido de [23]). Solanki también construyó la base de una teorı́a de presheaves de estructuras topológi- cas y proporciona ejemplos de estructuras en un parámetro genérico. En este trabajo también definió la categorı́a CEA de álgebras equivariantes y para cada M ∈ Ob(CEA) se definió una teorı́a de primer orden. En este caso, se demostró que, bajo condiciones adecuadas, la categoricidad incontable y la eliminación del cuantificador se cumplen. En particular, So- lanki probó que los modelos de estas teorı́as son estructuras de Zariski. 4.5. Especializaciones de geometrı́as de Zariski Las completaciones y extensiones para las especializacio- nes de las geometrı́as de Zariski se estudian en la tesis de maestrı́a de S. Pinzón en la Universidad de Los Andes [11]. Es bueno mencionar que la teorı́a de las especializaciones en el contexto de la geometrı́a algebraica es bien conocida y entendida. Los textos [47] y [48] son buenas referencias sobre el tema. Sin embargo, fuera del campo de la geometrı́a algebraica las especializaciones no son bien comprendidas. Esta noción es especialmente importante en el desarrollo de las geometrı́as de Zariski, pues son una pieza crucial en la prueba de la Conjetura de tricotomı́a para geometrı́as de Zariski. Un tipo especial de especializaciones son las espe- cializaciones universales cuya teorı́a es estudiada en [49] por A. Onshuus y Zilber. U. Efem estudió especializaciones de campos algebraicamente cerrados y variedades definibles en ellos en [50] y en su tesis doctoral [51] Efem estudia la pregunta “¿cuándo una especialización es κ-universal?” Aquı́ también podemos mencionar el trabajo conjunto de Efem y Zilber [52] en que se estudian las propiedades de existencia y unicidad de extensiones de especializaciones universales de una estructura base de Zariski a su cubierta regular. 4.6. Geometrı́as de Zariski sobre unarios En la tesis doctoral [40], A. Albalahi axiomatizó la teorı́a de unarios. A saber, un unario es una estructura M en un lenguaje L cuyo único sı́mbolo no lógico es un sı́mbolo de función de aridad uno f . En realidad, Albalahi clasificó los unarios fuertemente minimales M (sobre un lenguaje L = { f}) donde f M es inyectivo y da axiomatizaciones completas para ellos. En [40, Cap. 5] Albalahi demostró la eliminación de cuantificadores para estas teorı́as después de añadir algunos sı́mbolos de relación a L . Dando una topologı́a a las estructuras subyacentes demostró que es- tas topologı́as satisfacen los axiomas (Z0)-(Z3) ([40, Cap. 6]). También recomendamos el trabajo de Albalahi como fuente auto contenida para ejemplos no elementales de las geometrı́as de Zariski. 4.7. Espacios lineales abstractos En [53], D. Sustretov estudia el problema de definir ciertas geometrı́as de Zariski en la teorı́a de campos algebraicamen- te cerrados. En este caso, Sustretov axiomatizó una clase de estructuras, llamadas “espacios lineales abstractos”, que no son más que una reducción común de estas geometrı́as de Zariski. Mediante esta descripción, Sustretov describe lo © 2024 Revista Ciencia en Desarrollo Vol. 15 No. 1 Enero - Junio 2024 166 Joel Torres del Valle y Pedro Hernandez Rizzo. que es una interpretación de un espacio lineal abstracto en un campo algebraicamente cerrado. Además, se dan las condiciones necesarias y suficientes para que una geometrı́a cuántica de Zariski (definida por Zilber en 2008, véase [54]) sea definible en un campo algebraica- mente cerrado. Se intenta extender los resultados descritos anteriormente al entorno analı́tico-complejo y se proporcio- nan las condiciones necesarias y suficientes para que una geometrı́a de Zariski cuántica suave tenga un modelo analı́ti- co complejo. 4.8. Espacios algebraicos de tipo finito En el trabajo [55] C. Ruiz estudia los espacios algebraicos de tipo finito sobre un campo algebraicamente cerrado utilizan- do geometrı́as de Zariski. Mediante el uso de la eliminación de imaginarios para la teorı́a de campos algebraicamente cerrados, la eliminación débil de imaginarios para las geo- metrı́as de Zariski unidimensionales y una versión fuerte del teorema de la tricotomı́a para las geometrı́as de Zariski, el autor da una nueva demostración de algunos resultados sobre la representabilidad de los espacios algebraicos. Además, Ruiz ofrece un estudio de los esquemas no reducidos: dado un esquema no reducido X , considere la estructura reducida Xred asociada a X . Si Xred es una variedad algebraica, existe una geometrı́a de Zariski que le corresponde. En este en- torno Ruiz estudia la pregunta “¿cuánta información sobre X contiene la teorı́a de Xred?”. 4.9. Geometrı́as de Zariski y mecánica cuántica El estudio de las relaciones entre la fı́sica y las geometrı́as de Zariski lo inició Zilber y varios de sus resultados en el área se encuentran en su libro [23]. Sin embargo, vale la pena mencionar aquı́ el reciente trabajo de M. Zanussi [56] en el se menciona una aplicación de las estructuras no clásicas de Zariski al cálculo de fórmulas de mecánica cuántica mediante un método de aproximación estructural desarrollado por Zilber. 4.10. Un invariante por isomorfismos: el género En el trabajo [57] se explora la posibilidad de clasificar de manera más fina la clase de geometrı́as de Zariski muy am- plias empleando una noción de género: sea D una geometrı́a de Zariski muy amplia. Decimos que D tiene género g si es isomorfa a la geometrı́a de Zariski de una curva algebraica C de género g. (En este sentido, una geometrı́a de Zariski de género 0 es aquella que es isomorfa a la geometrı́a de Zariski de P1 k donde k es un campo algebraicamente cerrado. Similarmente, una geometrı́a de Zariski de género 1 es aque- lla que es isomorfa a la geometrı́a de Zariski de una curva elı́ptica, etc.) El género de una geometrı́a de Zariski muy amplia es bien definido en virtud del Teorema 3.6. Ahora bien, como el género de una curva suave es invariante bajo isomorfismos (de curvas suaves) se deduce que el género de una geometrı́a de Zariski es invariante bajo isomorfismos (de geometrı́as de Zariski). En relación a esta noción, existe la siguiente pregunta: “¿cómo definir el género de una geometrı́a de Zariski sin apelar a la noción algebraica de género?” A pesar de no tener respuesta para la pregunta anterior y de que la definición carece de un método explı́cito para hallar el género de una geometrı́a de Zariski, esta puede emplearse para clasificar (mediante morfismos) geometrı́as de Zariski muy amplias. En [57] se muestra que si C, C′ son curvas algebraicas suaves quasi-proyectivas sobre un campo algebraicamente cerrado k y h : C →C′ es un morfismo inyectivo de geometrı́as de Zariski, existe un morfismo racional de variedades alge- braicas l : C → C′. Este resultado extiende la Proposición 1.1 de [1] y puede usarse para derivar una versión del Teo- rema de Riemann-Hurwitz para geometrı́as de Zariski. A saber, en geometrı́a algebraica, este teorema afirma que si C, C′ son curvas algebraicas quasi-proyectivas suaves sobre un campo algebraicamente cerrado k y existe un morfismo f : C →C′ no-constante, entonces gen(C′)≤ gen(C), donde gen(C) es el género de la curva algebraica C (véase [28, p. 299]); en términos de geometrı́as de Zariski se sigue que: si D y D′ son geometrı́as de Zariski muy amplias y existe un campo algebraicamente cerrado k interpretable en ambas geometrı́as y un morfismo inyectivo f : D → D′, entonces gen(D′)≤ gen(D). En particular, si D es una geometrı́a de Zariski muy amplia y k un campo algebraicamente cerra- do interpretable en D y si existe un morfismo inyectivo f : P1 k → D, entonces gen(D) = 0. Esta idea de definir el género de geometrı́as de Zariski muy amplias y emplearlo para clasificarlas “está sobre el tintero” y resta mucho de estudiar en torno a ella. Varias preguntas como la expresividad en primer orden de esta propiedad o versiones plausibles del Teorema de Hurwitz están abiertas y fueron tratadas parcialmente en [57]. Agradecimientos Agradecemos los valiosos comentarios y correcciones pro- porcionados por los jurados anónimos. Estos permitieron fortalecer significativamente la legibilidad, solidez y cohe- rencia de los argumentos presentados. Financiación: Los autores recibieron apoyo parcial del CODI (Universidad de Antioquia, UdeA), a través del proyecto identificado con el acta No: 2020-33713. © 2024 Revista Ciencia en Desarrollo Vol. 15 No. 1 Enero - Junio 2024 167 Joel Torres del Valle y Pedro Hernandez Rizzo. Referencias [1] Hrushovski E. & Zilber B. (1996). Zariski Geometries, Journal of the American Mathematical Society, Vol. 9, No. 1. http://www.jstor.org/stable/2152839. [2] Hrushovski E. & Zilber B. (1993). Zariski Geo- metries, Bulletin of the American Mathematical Society, Vol. 28, No. 2. https://doi.org/10.1090/ S0273-0979-1993-00380-X. [3] Marker D. (1998). Zariski geometries. In: Bous- caren E. (eds). Model Theory and Algebraic Geo- metry. Lecture Notes in Mathematics, vol 1696. Sprin- ger, Berlin, Heidelberg, 1998. https://doi.org/10.1007/ 978-3-540-68521-0 7. [4] Voevodsky, V. A. (1991) étale topologies of schemes over fields of finite type over Q. Mathematics of the USSR-Izvestiya 37.3: 511 pgs. [5] Zilber B. (2014). A curve and its abstract Jacobian, Int. Math. Res. Not. IMRN. 5. 1425–1439. [6] F. A. Bogomolov, M. Korotaev & Yu. Tschinkel. (2010). A Torelli theorem for curves over finite fields, Pure Appl. Math. Q., 1, pp. 245-294. https://doi.org/ 10.4310/PAMQ.2010.v6.n1.a7. [7] Kollar, Janos. et al. (2021) Topological reconstruction theorems for varieties. Preprint: arXiv:2003.04847v3 [8] Pillay, A. (1996). Review on Hrushovski Ehud and Zil- ber Boris. Zariski geometries, Journal of the American Mathematical Society, vol. 9, pp. 1-56. The Journal of Symbolic Logic, 64, pp 906-908 doi:10.2307/2586511. [9] Hrushovski E. (1993). A new strongly minimal set in Annals of Pure and Applied Logic 62(2).:147-166. https://doi.org/10.1016/0168-0072(93).90171-9. [10] Villaveces A. (2011) La Tricotomı́a de Zilber: una breve introducción geométrica. EVM. [11] Pinzón S. Completaciones y especializacio- nes de geometrı́as de Zariski. (2016). MSc thesis, Departamento de Matemáticas, Uni- versidad de los Andes, Bogotá-Colombia. https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstream/handle/ 1992/13959/u754351.pdf?sequence=1&isAllowed=y. [12] Marker D. (2002). Model Theory: an introduction. Springer-Verlag GTM, New York. https://doi.org/10. 1007/b98860. [13] Chang C. and Keisler H. (1973). Model Theory, Dover Books on Mathematics reprinting, 2013. [14] Casanovas E. The recent History of Model Theory. (Universidad de Barcelona.) http://www.ub.edu/ modeltheory/documentos/HistoryMT.pdf. [15] Marjca A. & Toffalori C. (2003). A guide to classical and Mordern Model Theory. Kluwer Acaemic Press. https://doi.org/10.1007/978-94-007-0812-9. [16] Aschenbrenner M. https://www.math.ucla.edu/ ∼matthias/223m.1.09s/. [17] Tent K. & Ziegler M. (2012). A Course in Model Theory. Lecture Notes in Logic, vol. 40. Cambridge University Press, United Kingdom. [18] Gödel K. (1930). Die Vollständigkeit der Axiome des logischen Funktionenkalküls. Monatshefte für Mathe- matik (in German). 37 (1): 349-360. doi:10.1007/ BF01696781. [19] Löwenheim L. (1915). Über Möglichkeiten im Rela- tivkalkül. Math. Ann. 76, 447-470. https://doi.org/10. 1007/BF01458217. [20] König D. (1927). Über eine Schlussweise aus dem Endlichen ins Unendliche, Acta Sci. Math. (Szeged). (in German). (3(2-3).).: 121-130. [21] Skolem Th. (1920). Logisch-kombinatorische Unter- suchungen über die Erfüllbarkeit oder Beweisbar- keit mathematischer Sätze nebst einem Theoreme über dichte Mengen, Videnskapsselskapet Skrifter, I. Matematisk-naturvidenskabelig Klasse, 4: 1-36. [22] Maltsev A. (1936). Untersuchungen aus dem Gebiete der mathematischen Logik, Matematicheskii Sbornik, Novaya Seriya, 1(43). (3).: 323-336. http://mi.mathnet. ru/msb5392. [23] Zilber B. (2010). Zariski Geometries: Geometry from the Logicians point of view. CUP. London Mathemati- cal Society. [24] Vaught R. (1954). Applications to the Löwenheim- Skolem-Tarski theorem to problems of completeness and decidability, Indagationes Mathematicae, 16: 467- 472, MR 0063993. [25] Loś Jerzy (1955). Quelques remarques, théorèmes et problèmes sur les classes définissables d’algèbres. In: Mathematical interpretation of formal systems, pp. 98- 113. North-Holland Publishing Co., Amsterdam. [26] Morley M. (1965). Categoricity in Power, Transactions of the American Mathematical Society, Vol. 114, No. 2, 114 (2).: 514-538. https://doi.org/10.2307/1994188. [27] Shelah S. (1974). Categoricity of uncountable theories, Proceedings of the Tarski Symposium (Proc. Sympos. Pure Math., Vol. XXV, Univ. of California, Berkeley, Calif., 1971). Proceedings of Symposia in Pure Mathe- matics, 25, Providence, R.I.: American Mathematical Society, pp. 187-203. [28] Hartshorne R. (2006). Algebraic Geometry, Springer © 2024 Revista Ciencia en Desarrollo Vol. 15 No. 1 Enero - Junio 2024 168 http://www.jstor.org/stable/2152839 https://doi.org/10.1090/S0273-0979-1993-00380-X https://doi.org/10.1090/S0273-0979-1993-00380-X https://doi.org/10.1007/978-3-540-68521-0_7 https://doi.org/10.1007/978-3-540-68521-0_7 https://doi.org/10.4310/PAMQ.2010.v6.n1.a7 https://doi.org/10.4310/PAMQ.2010.v6.n1.a7 doi:10.2307/2586511 https://doi.org/10.1016/0168-0072(93).90171-9 https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstream/handle/1992/13959/u754351.pdf?sequence=1&isAllowed=y https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstream/handle/1992/13959/u754351.pdf?sequence=1&isAllowed=y https://doi.org/10.1007/b98860 https://doi.org/10.1007/b98860 http://www.ub.edu/modeltheory/documentos/HistoryMT.pdf http://www.ub.edu/modeltheory/documentos/HistoryMT.pdf https://doi.org/10.1007/978-94-007-0812-9 https://www.math.ucla.edu/~matthias/223m.1.09s/ https://www.math.ucla.edu/~matthias/223m.1.09s/ doi:10.1007/BF01696781 doi:10.1007/BF01696781 https://doi.org/10.1007/BF01458217 https://doi.org/10.1007/BF01458217 http://mi.mathnet.ru/msb5392 http://mi.mathnet.ru/msb5392 https://doi.org/10.2307/1994188 Joel Torres del Valle y Pedro Hernandez Rizzo. Graduated Texts in Mathematics 52. https://doi.org/10. 1007/978-1-4757-3849-0. [29] Grothendieck A. (1966). éléments de géométrie algébrique. IV. étude locale des schémas et des morphismes de schémas. III., Inst. Hautes études Sci. Publ. Math., 28. http://www.numdam.org/item/ PMIHES 1966 28 5 0/. [30] Ax J. (1968). The elementary theory of finite fields, Annals of Mathematics, Second Series, 88 (2).: 239- 271, doi:10.2307/1970573, JSTOR 1970573. [31] Hilbert D. (1893). Über die vollen Invariantensysteme. Math. Ann. 42, pp. 313-373. https://doi.org/10.1007/ BF01444162. [32] Robinson A. (1963). Introduction to model theory and the metamathematics of algebra, North-Holland, Ams- terdam. MR 26:4911. [33] Abramovich D. & Voloch F. (1992). Towards a proof of the Mordell-Lang conjecture in characteristic p, Int. Math. Res. Not. 2, 103-115. https://doi.org/10.1155/ S1073792892000126. [34] Hrushovski E. (1996). The Mordell-Lang conjecture for function fields, JAMS 9, 667-690. https://doi.org/ 10.1090/S0894-0347-96-00202-0. [35] Bouscaren E. (1998). Proof of the Mordell-Lang con- jecture for function fields. In: Bouscaren E. (eds). Mo- del Theory and Algebraic Geometry. Lecture Notes in Mathematics, vol 1696. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-540-68521-0 10. [36] Abdolahzadi R. & Zilber B. (2020). Definability, in- terpretations and étale fundamental groups. arXiv: 1906.05052[math.LO]. [37] Pillay A. (1983). An Introduction to Stability Theory. Dover Books on Mathematics reprinting 2008. [38] Baldwin, J. T. & A. H. Lachlan. (1971). On Strongly Minimal Sets. The Journal of Symbolic Logic, vol. 36, no. 1, pp. 79-96. https://doi.org/10.2307/2271517. [39] Zilber B. (1984). The structure of models of uncoun- tably categorical theories, Proc. Internat. Congr. Math. (Warsaw, 1983). vol. 1, North-Holland, Amsterdam, pp. 359-368. [40] Albalahi A. (2019). Zariski Geometries on Strongly Mi- nimal Unars. PhD thesis at University of East Anglia. https://ueaeprints.uea.ac.uk/id/eprint/72730. [41] Zilber B. (1993). Model theory and algebraic geometry, In: Proc. 10th Easter Conference on Model Theory (wendisch Rietz, 1993). Seminarberichte 93, Humboldt Univ, Berlin, 93-117. [42] Smith L. (2008). Toric Varieties as Analytic Zariski Structures, PhD Thesis, University of Oxford. [43] Gavrilovich, M. (2012). Covers of Abelian varieties as analytic Zariski structures. Annals of Pure and Applied Logic, 163(11), 1524-1548. [44] Kangas K. (2018). Finding groups in Zariski-like struc- tures. PhD thesis at Departament of Mathematics and Statistics at University f Helsinki. arXiv:1404.6811v1. [45] Kangas K. (2017). Finding a field in a Zariski-like structure. arXiv:1502.03225v3[math.LO]. [46] Solanki] Solanki V. (2011). Zariski Structures in Non- commutative Algebraic Geometry and Representation Theory. PhD Thesis, University of Oxford. V. (2011). Zariski Structures in Non-commutative Algebraic Geo- metry and Representation Theory. PhD Thesis, Univer- sity of Oxford. [47] Lang S. (1955). Introduction to Algebraic Geometry. Dover Books on Mathematics reprinting, 2019. [48] Weil A. (1946). Foundations of Algebraic Geometry. American Mathematical Society Colloquium Publica- tions, 29, Providence, R.I.: American Mathematical Society, MR 0023093. [49] Onshuus A. & Zilber B. (2011). The first order theory of the universal specializations, available at http://www.logique.jussieu.fr/modnet/Publications/ Preprint%20server/papers/355/355.pdf. [50] Efem U. (2013). Specializations and Algebraically clo- sed fields. arXiv:1304.3699v2[math.LO]. [51] Efem U. (2017). The Theory of Spe- cializations. PhD thesis, University of Oxford. https://ora.ox.ac.uk/objects/uuid: 3c14ca5d-c3d7-4233-93d3-81a4e20c4d1f. [52] Efem, U., and Zilber, B. (2023). On the Theory of Specialisations of Regular Covers of Zariski Structures. arXiv preprint arXiv:2302.08542. [53] Sustretov D. (2012). Non-algebraic Zariski geometries, PhD Thesis, University of Oxford. [54] Zilber B. (2008). A class of quantum Zariski geome- tries. In Z. Chatzidakis, H. Macpherson, A. Pillay, and A. Wilkie, editors, Model Theory with applications to algebra and analysis, I and II. Cambridge University Press. [55] Ruiz C. Zariski geometries and commutative Algebraic geometry. Manuscript. [56] Zanussi, M. (2021). Zariski Geometries and Quantum Mechanics. PhD thesis. Boise State University. [57] Torres J. (2020) Understanding Zariski geometries. MSc Thesis. Universidad de Antioquia. Colombia. © 2024 Revista Ciencia en Desarrollo Vol. 15 No. 1 Enero - Junio 2024 169 https://doi.org/10.1007/978-1-4757-3849-0 https://doi.org/10.1007/978-1-4757-3849-0 http://www.numdam.org/item/PMIHES_1966__28__5_0/ http://www.numdam.org/item/PMIHES_1966__28__5_0/ doi:10.2307/1970573 https://doi.org/10.1007/BF01444162 https://doi.org/10.1007/BF01444162 https://doi.org/10.1155/S1073792892000126 https://doi.org/10.1155/S1073792892000126 https://doi.org/10.1090/S0894-0347-96-00202-0 https://doi.org/10.1090/S0894-0347-96-00202-0 https://doi.org/10.1007/978-3-540-68521-0_10 arXiv:1906.05052[math.LO] arXiv:1906.05052[math.LO] https://doi.org/10.2307/2271517 https://ueaeprints.uea.ac.uk/id/eprint/72730 arXiv:1404.6811v1 arXiv:1502.03225v3[math.LO] http://www.logique.jussieu.fr/modnet/Publications/Preprint%20server/papers/355/355.pdf http://www.logique.jussieu.fr/modnet/Publications/Preprint%20server/papers/355/355.pdf arXiv:1304.3699v2[math.LO] https://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:3c14ca5d-c3d7-4233-93d3-81a4e20c4d1f https://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:3c14ca5d-c3d7-4233-93d3-81a4e20c4d1f Introducción a la teoría de modelos ¿Qué es, a grandes rasgos, la teoría de modelos? Teoría de modelos elemental: Una revisión rápida Historia y un recorrido sobre resultados pioneros de la teoría de modelos Eliminación de cuantificadores Introducción a la geometría algebraica Conjuntos algebraicos afines El espacio proyectivo La teoría de modelos en la geometría algebraica El Teorema de Tarski – Chevalley El Teorema de Ax-Grothendieck El Nullstellensatz de Hilbert Conjetura de Mordell-Lang para campos de funciones El trabajo reciente de Boris Zilber La estabilidad geométrica Geometrías de Zariski uno–dimensionales Tendencias recientes y otras líneas de Investigación Z-estructuras Geometrías de Zariski analíticas Clases elementales quasi-minimales Álgebras afines de Azuyama Especializaciones de geometrías de Zariski Geometrías de Zariski sobre unarios Espacios lineales abstractos Espacios algebraicos de tipo finito Geometrías de Zariski y mecánica cuántica Un invariante por isomorfismos: el género