Trigintaduonion

From HandWiki

In abstract algebra, the trigintaduonions, also known as the 32-ions, 32-nions, 25-nions form a 32-dimensional noncommutative and nonassociative algebra over the real numbers.[1][2]

Names

The word trigintaduonion is derived from Latin triginta 'thirty' + duo 'two' + the suffix -nion, which is used for hypercomplex number systems. Other 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.[3] Applying the Cayley–Dickson construction to the trigintaduonions yields a 64-dimensional algebra called the 64-ions, 64-nions, sexagintaquatronions, or sexagintaquattuornions.

As a result, the trigintaduonions can also be defined as the following.[3]

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.[4] As with the sedenions, the trigintaduonions contain zero divisors and are thus not a division algebra. Furthermore, in contrast to the octonions, both algebras do not even have the property of being alternative.

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).

An illustration of the structure of the (154 203) or Cayley–Salmon configuration

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.[5][3]

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.[6]

  • 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}

Applications

The trigintaduonions have applications in quantum physics and other branches of modern physics.[5] More recently, the trigintaduonions and other hypercomplex numbers have also been used in neural network research.[7]

References

  1. Saini, Kavita; Raj, Kuldip (2021). "On generalization for Tribonacci Trigintaduonions". Indian Journal of Pure and Applied Mathematics (Springer Science and Business Media LLC) 52 (2): 420–428. doi:10.1007/s13226-021-00067-y. ISSN 0019-5588. 
  2. "Trigintaduonion". https://ece.uwaterloo.ca/~dwharder/Java/doc/ca/uwaterloo/alumni/dwharder/Numbers/Trigintaduonion.html. 
  3. 3.0 3.1 3.2 "Ensembles de nombres" (in fr). Forum Futura-Science. 6 September 2011. https://mathsci.kaist.ac.kr/~tambour/fichiers/publications/Ensembles_de_nombres.pdf. 
  4. 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].
  5. 5.0 5.1 Weng, Zi-Hua (2024-07-23). "Gauge fields and four interactions in the trigintaduonion spaces". Mathematical Methods in the Applied Sciences (Wiley) 48: 590–604. doi:10.1002/mma.10345. ISSN 0170-4214. 
  6. Sloane, N. J. A., ed. "Sequence A171477". OEIS Foundation. https://oeis.org/A171477. 
  7. 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 (Elsevier BV) 131. doi:10.1016/j.cnsns.2023.107765. ISSN 1007-5704. Bibcode2024CNSNS.13107765B.