Covers for monoids

John Fountain, Jean-Éric Pin et Pascal Weil



Résumé : Un monoïde M est une extension d'un sous-monoïde T par un groupe G s'il existe un morphisme de M sur G tel que T soit l'image inverse de l'élément neutre de G. Notre premier théorème principal donne des descriptions de telles extensions en termes de groupes agissant sur des catégories. Le développement de cette théorie est utilisé ensuite pour obtenir notre second résultat principal qui répond à la question suivante. Etant donné un monoïde M et un sous-monoïde T, sous quelles conditions peut-on trouver un monoïde M' et un morphisme f de M' sur M tel que M' soit une extension d'un sous-monoïde T' par un groupe, et tel que f induise un isomorphisme de T' sur T. Ces résultats peuvent être considérés comme des généralisations de deux théorèmes de McAlister qui font partie des fondements de la théorie des semigroupeps inversifs. Ces résultats sont étroitement reliés à la célèbre solution de la conjecture de Rhodes en théorie des semigroupes finis, obtenue par Ash. McAlister a démontré que tout monoïde inversif admet un revêtement inversif E-unitaire, et il a décrit la structure des monoïdes inversifs E-unitaires. De nombreux chercheurs ont étendu l'un ou l'autre de ces résultats à une classe plus large de semigroupes. Presque toutes ces généralisations sont des conséquences de nos deux théorèmes.

Abstract : A monoid M is an extension of a submonoid T by a group G if there is a morphism from M onto G such that T is the inverse image of the identity of G. Our first main theorem gives descriptions of such extensions in terms of groups acting on categories. The theory developed is also used to obtain a second main theorem which answers the following question. Given a monoid M and a submonoid T, under what conditions can we find a monoid M' and a morphism f from M' onto M such that M' is an extension of a submonoid T' by a group, and f maps T' isomorphically onto T. These results can be viewed as generalisations of two seminal theorems of McAlister in inverse semigroup theory. They are also closely related to Ash's celebrated solution of the Rhodes conjecture in finite semigroup theory. McAlister proved that each inverse monoid admits an E-unitary inverse cover, and gave a structure theorem for E-unitary inverse monoids. Many researchers have extended one or both of these results to wider classes of semigroups. Almost all these generalisations can be recovered from our two main theorems.

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