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Pion-Pion-Streuung in einem geeichten linearen Sigma-Modell mit chiraler U(2)R × U(2)L-Symmetrie
(2006)
Das Thema der vorliegenden Arbeit waren die leichten skalaren und vektoriellen Mesonen, die in einem chiral symmetrischen SU(2)-Modell zusammengefasst wurden; aufgrund der sich daraus ergebenden Lagrange-Dichte wurde die Streuamplitude für die Pion-Pion-Streuung im Vakuum berechnet, was sodann die Berechnung der s-Wellen-Streulängen an der Schwelle im Vakuum erlaubte.
In vorliegender Arbeit wurde ein lineares Sigma-Modell mit verktoriellen sowie axial-vektoriellen Freiheitsgraden durch Einkopplung des Dilatons verallgemeinert, wodurch Kontakt mit der Skalen-Anomalie erzielt wurde. Anschließend war die Intention, die Zerfallsbreiten des entmischten Sigmafeldes sowie des entmischten skalaren Glueballs, die mit den skalaren-isoskalaren Resonanzen f0(1370) und f0(1500) identi
ziert wurden, auf Baumdiagrammniveau zu berechnen und mit experimentellen Befunden zu vergleichen, um Aussagen über die Natur dieser Resonanzen im Rahmen der durchgeführten Studie machen zu können.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden Zellulare Neuronale Netzwerke (CNN) zur nichtlinearen Signalanalyse bei der Prädiktion hirnelektrischer Signale bei Epilepsie herangezogen. Die invasiven Aufnahmen hirnelektrischer Aktivität liegen zeitlich diskretisiert vor, sodaß ein zeitdiskretes Netzwerk (DTCNN) eingesetzt werden konnte. Die parallele Struktur von CNN konnte zur simultanen Untersuchung von sechs Elektroden genutzt werden, mit denen die hirnelektrische Aktivität aufgenommen wurde. Insbesondere ist die direkte Wechselwirkung der einzelnen Zellen untereinander durch eine lokale Nachbarschaft gegeben. In den durchgeführten Untersuchungen wurde zunächst festgestellt, daß für ein DTCNN, das ausgehend vom aktuellen Zeitpunkt den Signalwert des nächsten Zeitpunktes prädizieren soll, eine Prädiktionsordnung größer als zwei keine wesentliche Minimierung des Prädiktionsfehlers nach sich zieht. Daher wurde ein DTCNN mit zeitlich verzögerten Zellzuständen eingesetzt, wobei die Definitionsweise von Roska und Chua [21] im Rahmen dieser Arbeit für beliebige Prädiktionsordnungen erweitert wurde. Da bei einer Prädiktionsschrittweite größer als eins eine deutliche Erhöhung des Prädiktionsfehlers festgestellt werden konnte, wurde diese im folgenden gleich eins gewählt. Weiterhin wurde festgestellt, daß bei Verwendung polynomialer Kopplungsfunktionen der Grad der Nichtlinearität gleich drei gewählt werden kann, da eine weitere Erhöhung des Grades der Nichtlinearität zu keineren weiteren Minimierung des Prädiktionsfehlers geführt hat. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Programm entwickelt, das aus den Aufnahmen der hirnelektrischen Aktivität einzelne Elektroden extrahieren kann, sodaß die Meßwerte dem DTCNN präsentiert werden konnten. Mit Hilfe des zugrundegelegten DTCNN konnte der zeitliche Verlauf der hirnelektrischen Aktivität von sechs Elektroden simultan prädiziert werden. Eine Analyse des zeitlichen Verlaufes des Prädiktionsfehlers ließ vor einem epileptischen Anfall keine signifikanten Änderungen erkennen. Daher wurde ein Programm entwickelt, mit dessen Hilfe der zeitliche Verlauf der Parameter des verwendeten DTCNN analysiert und deutliche Änderungen aufgezeigt werden können. Es konnten Berechnungsmethoden, hier die lokale Mittelwertbildung und die Gradientenberechnung, gefunden und an den jeweils untersuchten Patienten angepaßt werden, sodaß diese Änderungen der Parameter deutlicher hervorgehoben wurden. Bei zwei der vier Patienten konnten signifikante Änderungen des zeitlichen Verlaufes der Parameter des untersuchten DTCNN festgestellt werden, die vor dem Auftreten des epileptischen Anfalls liegen und somit als Vorläufer eines epileptischen Anfalls betrachtet werden können. Die Untersuchung eines dritten Patienten zeigte deutliche Änderungen der analysierten Parameter, die zeitlich mit dem Beginn des epileptischen Anfalls übereinstimmen. Bei einem vierten Patienten konnten signifikante Änderungen des zeitlichen Verlaufes der Parameter vor dem epileptischen Anfall nur dann festgestellt werden, wenn der betrachtete Datensatz hirnelektrischer Aktivität während des Auftretens eines Anfalls aufgenommen wurde. Wurde stattdessen die Aufnahme von zwei epileptischen Anfällen, die kurz hintereinander auftraten, analysiert, so konnten keine signifikanten Änderungen des Verlaufes der Parameter gefunden werden.
Nationalparke haben nicht nur den Zweck, Ökosysteme auf einer ausreichend großen Fläche sich selbst zu überlassen, damit sich ein ökologisches Gleichgewicht einstellen kann, sondern sie sind auch öffentlich zugänglich.
Umweltbildung in Nationalparken bezweckt, Kenntnisse über und Begeisterung für die Nationalparke zu vermitteln, so daß der Wert dieses Raumes erfaßt und Interesse an dessen Schutz geweckt wird. Ein Beitrag zur allgemeinen Umweltbildung wird geleistet, wenn der Besucher seine Erfahrungen im Nationalpark auf alle Lebensbereiche übertragen kann. Da nur die wenigsten Besucher personengebundene Umweltbildungsarbeit, die in Form von geführten Wanderungen in jedem deutschen Nationalpark angeboten wird, in Anspruch nehmen, ist eine geeignete Umweltbildung durch Öffentlichkeitsarbeit erforderlich.
Alle Nationalparke bieten Informationen über die naturräumlichen Gegebenheiten und über Beeinträchtigungen der Ökosysteme an. Umfang und Qualität der Ausstellungen, Printmedien, Informationstafeln in der Natur und audiovisueller Medien variieren beträchtlich. Informationsmedien sind nicht immer geeignet, auf das Erlebnis Natur vorzubereiten und umfassende Informationen zu vermitteln. In den meisten Informationshäusern wird "ein Stück Natur" in die Ausstellung geholt, die dort ausgiebig betrachtet oder angefaßt werden kann; Hören und Riechen spielen noch eine untergeordnete Rolle. Beeinträchtigungen der Ökosysteme (Müll, Giftstoffe, Tourismus) werden in allen Informationsmedien dargestellt, in den Ausstellungen z.T. sehr dramatisch. Es sollte keine "heile Welt" dargestellt werden; Ausstellungen sollten betroffen machen, gleichzeitig jedoch Begeisterung für die Natur wecken.
Lernen über die Natur in und mit der Natur stehen im Vordergrund der Bildungsarbeit und führten bereits zu Konzepten, diese Erfahrungen auch ohne Ranger-Begleitung sammeln zu können: Im Nationalpark Bayerischer Wald wurde 1995 ein Naturerlebnispfad fertiggestellt, der Vorgänge in Ökosystemen veranschaulicht (spielerisch) und Zusammenhänge bewußt macht (wissenschaftlich, ethisch), der als Konzept für zukünftige Umweltbildungsarbeit zu sehen ist. Geowissenschaftliche und kulturhistorische Themen sollten immer miteinbezogen werden, um den Nationalpark als Gesamtraum erfassen zu können.
Um möglichst viele Besucher zu erreichen, müssen alle erdenklichen Informationsmedien eingesetzt werden. Insgesamt ist dieses Angebot noch nicht groß genug; acht der zwölf deutschen Nationalparke wurden jedoch erst nach 1990 gegründet, sind also noch sehr jung.
Bildungsarbeit wird in deutschen Nationalparken überwiegend durch Umweltsponsoring ermöglicht und ebenfalls Wirtschaftsunternehmen rücken die Nationalparke durch Printmedien u.ä. ins öffentliche Bewußtsein. Weder eines der Bundesministerien noch ein übergeordneter Fremdenverkehrsverband informiert zu allen deutschen Nationalparken. Verkehrsverbände der Nationalpark-Gemeinden erwähnen Nationalparke als Möglichkeiten zur Erholung allenfalls als "Touristische Attraktion" oder "Weitere Angebote".
Deutsche Nationalparke werden auf der gleichen gesetzlichen Grundlage wie Naturschutzgebiete geschützt. Naturschutz ist Ländersache, die Länder übertragen die Zuständigkeit z.T. an die Nationalparkverwaltungen. Die zwölf deutschen Schutzgebiete von nationaler Bedeutung in acht verschiedenen Bundesländern weichen in ihrem Schutzzweck und in ihrer Öffentlichkeitsarbeit voneinander ab. Besonders ungünstig wirkt sich dies bei der Besucherlenkung aus, zumal eine zu geringe Anzahl Mitarbeiter in den fremdenverkehrsbelasteten Nationalparken zur Verfügung steht.
Die ersten Schritte zur einheitlichen Darstellung und einheitlichen Besucherlenkung wurden von der FÖNAD unternommen. Sie gab die Entwicklung eines Besucherleit- und Informationssystems, eines Nationalpark-Logos und ein Konzept für einheitlich gestaltete Faltblätter (Corporate Design) in Auftrag; die Ergebnisse der Aufträge sollen die deutschen Nationalparke als einheitlich zu schützende Gebiete darstellen und Besuchern die Orientierung und das umweltverträgliche Verhalten erleichtern. Das Besucherleitsystem ist bereits in vier Nationalparken installiert. Diese Konzepte sind jedoch nur Richtlinien, die für die Nationalparkverwaltungen nicht verbindlich sind.
Aus den Antworten auf einen Fragebogen über Interpretive Services in ausgewählten Ländern ließ sich ersehen, daß die Nationalparke in etwa der Hälfte der antwortenden Staaten (n=27) dezentral organisiert sind, sich aber doch jeweils eine übergeordnete Behörde um die Darstellung des nationalen Naturerbes bemüht. National Park Services sind in den meisten Fällen nur für das Corporate Design zuständig, d.h. sie geben Vorgaben an die Nationalparkverwaltungen, die Medien dann um die räumlich spezifischen Informationen ergänzen. Nur in den Vereinigten Staaten ist der National Park Service für sämtliche Informationsmedien der mehr als 350 Gebiete nationaler Bedeutung zuständig.
Band 2 enthält eine Nationalpark-Bibliographie mit 2224 Literaturstellen (Stand: 4.11.1995).
In dieser Arbeit wurde deutlich, dass die Multilevel Monte Carlo Methode eine signifikante Verbesserung gegenüber der Monte Carlo Methode darstellt. Sie schafft es den Rechenaufwand zu verringern und in fast allen Fällen die gewollte Genauigkeit zu erreichen. Die Erweiterung durch Richardson Extrapolation brachte immer eine Verringerung des Rechenaufwands oder zumindest keine Verschlechterung, auch wenn nicht in allen Fällen die schwache Konvergenzordnung verdoppelt wurde.
Im Falle der Optionssensitivitäten ist eine Anwendung des MLMC-Algorithmus problematisch. Das Funktional, das auf den Aktienkurs angewendet wird, darf keine Unstetigkeitsstelle besitzen, bzw. im Falle des Gammas muss es stetig differenzierbar sein. Die Anwendung der MLMC Methode macht dann vor allem Sinn, wenn sich die Sensitivität als Funktion des Aktienkurses umformen lässt, so dass nur der Pfad der Aktie simuliert werden muss. Nur wenn dies nicht möglich ist, wäre es sinnvoll, die in Kapitel 6.5 am Beispiel des Deltas vorgestellte Methode zu benutzen, in der man einen zweiten Pfad für das Delta simuliert.
Weitere Verbesserungsmöglichkeiten könnten in der Wahl von anderen varianzreduzierenden Methoden liegen oder durch Verwendung von Diskretisierungsverfahren mit höherer starker Ordnung als das Euler-Verfahren (vgl. [7], Verwendung des Milstein-Verfahrens). In diesem Fall ist theoretisch ein Rechenaufwand der Größenordnung O(ϵexp-2) möglich, da die Anzahl der zu erstellenden Samples nicht mehr mit steigendem L erhöht wird. Somit könnte das L so groß gewählt werden, dass der Bias verschwindet und der MSE ausschließlich von der Varianz des Schätzers abhängt. Um diese auf eine Größenordnung von O(ϵexp2) zu bringen, ist es nötig, O(ϵexp2) Pfade zu erstellen (siehe Gleichung (3.6)), was den Rechenaufwand begründet.
Diese Arbeit befasst sich mit der Analyse der ersten Proton-Proton-Kollisionen, die mit dem ALICE-Experiment am LHC gemessen wurden. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt dabei auf der Analyse des mittleren Transversalimpulses, einer Messgröße, mit der sich die Transversalimpulsspektren geladener, nichtidentifizierter Teilchen charakterisieren lassen. ALICE misst bei sqrt(s) = 900 GeV einen mittleren Transversalimpuls von
<pT> iINEL = 0;483 +/- 0;001(stat.) +/- 0;007(sys.) GeV=c (6.1)
<pT >NSD = 0;489 +/- 0;001(stat.) +/- 0;007(sys.) GeV=c (6.2)
Im Vergleich mit den Messungen anderer Experimente bei gleichem p s misst ALICE einen etwas höheren mittleren Transversalimpuls.
Neben der Analyse des mittleren Transversalimpulses des inklusiven Spektrums wird auch die Analyse als Funktion der Multiplizität erläutert. Mit der skalierten Multiplizität z = nacc= hnacci können die mit ALICE gemessenen Werte mit den Messungen von UA1 verglichen werden. Für z > 1 stimmen die Daten innerhalb der Fehler überein, für z < 1 divergieren die Daten von ALICE und UA1. Im weiteren Verlauf werden zwei Methoden vorgestellt, mit denen ein Übergang von der gemessenen Multiplizität zu einer korrigierten Multiplizität vorgenommen werden kann. Beide Methoden basieren auf einer mit PYTHIA generierten Korrelationsmatrix, die den Zusammenhang zwischen der generierten Multiplizitätsverteilung und der rekonstruierten Multiplizitätsverteilung enthält. Bei der einen Methode (A) werden die gemessenen Daten mit der Korrelationsmatrix gewichtet auf die generierte Multiplizität übertragen. Für die andere Methode (B) wird die Matrix zunächst entfaltet, um dann mit der entfalteten Multiplizitätsverteilung eine neue Matrix zu generieren. Mit dieser neuen Matrix wird dann jeder gemessen Multiplizitätsklasse eine wahrscheinlichste wahre Multiplizität zugewiesen. Die Ergebnisse beider Methoden sind vergleichbar. Für die weitere Analyse wird jedoch Methode A verwendet, da die Zuordnung in Methode B nicht eindeutig ist. Die mit dieser Methode analysierten Daten werden dann mit verschiedenen Simulationspaketen verglichen. Dabei stellt sich heraus, dass der PYTHIA-Tune Perugia0 die Daten am besten, jedoch nicht exakt, beschreibt. Mit den gemessenen Daten lassen sich die Modelle weiter optimieren, um eine Vorhersage bei höheren Strahlenergien machen zu können...