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OBDDs, SDDs, and circuits of bounded width: Completeness matters
No full textOrdered Binary Decision Diagrams (OBDDs) are dynamic data structures with many application areas. The literature suggested that OBDDs of bounded width equate to Boolean circuits of bounded pathwidth. In this paper, we show that this relationship holds only for complete OBDDs. Additionally, we demonstrate that similar limitations affect the claimed equivalence between Sentential Decision Diagrams (SDDs) of bounded width and Boolean circuits of bounded treewidth
Critical behaviour in the ground state of the 1-dimensional quantum Heisenberg XXZ model
No full textAdvanced polymer nanofibers for the online extraction coupled with liquid chromatography for the determination of emerging fluorinated contaminants in surface water
No full textAdvanced polyacrylonitrile, polypropylene, polyhydroxybutyrate, polycaprolactone, and poly(vinylidene difluoride) nanofibers, including composite materials containing carbon nanoparticle additives, combined micro/nanofibers, and modified nanofibers with polyhydroxy coatings were filled into a cartridge and tested for the online solid phase extraction (SPE) of highly lipophilic and fluorinated organic contaminants. The reusable nanofiber-packed cartridge was coupled to an HPLC column to separate the analytes after direct elution. Electrospun poly(vinylidene difluoride) nanofibers embedded in a meltblown microfibrous polycaprolactone scaffold were sufficiently robust in a high-pressure SPE-HPLC system and the most efficient adsorbent for the selective extraction of fluorinated pesticides. The optimized and validated online solid-phase extraction method coupled with chromatographic separation demonstrated an excellent trueness of 93–108 % and precision of better than 3.2 % RSD with six replicates. The entire analysis run took only 7 min, including the preconcentration step with the direct application of a 200 μL sample volume. Since the method is fully automated, it significantly reduces time, solvent consumption, and the occurrence of human error. Our study highlights the potential of polymer nanofiber sorbents for the efficient environmental monitoring of emerging fluorinated contaminants and demonstrates a reliable, fully automated method for their determination
DMFT auf der reellen Frequenzachse mit Exakter Diagonalisierung und eingeschränktem Hilbertraum
No full textIn dieser Arbeit präsentieren wir einen Algorithmus zur Lösung des Anderson Störstellenprolems für die dynamische Molekularfeldtheorie.Durch den Gebrauch eines eingeschränkten Hilbertraums kann diese Störstelle in polynomialer Rechenzeit an hunderte Badgitterplätze gekoppelt werden.Dynamische Größen werden direkt an der reellen Achse ohne Verbreiterung berechnet.Im Gegensatz zu vielen vorigen Arbeiten wird die Selbstenergie durch einem symmetrisch verbesserten Schätzermittels vier Korrelatoren berechnet und ihr Imaginärteil ist per Konstruktion negativ.Wir analysieren den Mott Übergang von einem Metall zu Isolator auf dem Bethe Gitter am absoluten Temperaturnullpunkt und beobachten zusätzliche feine Strukturen auf den inneren Seiten der Hubbardbänder.Das Gewicht des Quasiteilchen und die Doppelbesetzung der Störstelle werden gegen Resultate der numerische Renormierungsgruppe verglichen.In this thesis we present an impurity solver for dynamical mean-field theory.The use of a restricted active basis set allows us to couple the impurity to hundreds of bath sitesat polynomial cost.Dynamical quantities are computed directly on the real axis without the introduction of any broadening.In contrast to most previous works the self-energy is calculated using a symmetric improved estimator by combining four correlators and its imaginary part is negative by construction.We study the Mott metal-to-insulator transition on the Be the lattice at zero temperature and observe sharp features at the inner edge of the Hubbard bands.The quasi particle weight and impurity double occupation are compared against results of numerical renormalization group calculations
Simulations of Hydrogen Blending in Gas Grids: Development of a Dynamic Framework for Multi-Node Injection
Get PDFWasserstoff ist eine treibende Kraft bei der Transformation zu einem nachhaltigen Energiesystem, insbesondere in Industrie und Verkehr. Da die Zahl der Elektrolyseure zunimmt, reicht die bestehende Infrastruktur nicht aus, um die wachsenden Mengen an Wasserstoff zu verteilen. Die Beimischung von Wasserstoff in das Erdgasnetz bietet eine praktische Übergangslösung. Um das Potenzial der Einspeisung in Bezug auf die Systemintegration von Wasserstoff vollständig zu bewerten, sind detaillierte Modellierungen erforderlich. Die meisten vorhandenen Studien beruhen jedoch auf stationären Modellen oder konzentrieren sich auf einzelne Einspeisepunkte, so dass sie nur begrenzt in der Lage sind, das dynamische Verhalten realer Netze zu erfassen. In dieser Arbeit wird ein Simulationsmodell für die zeitabhängige Wasserstoffeinspeisung an mehreren Knotenpunkten eines Gasnetzes vorgestellt. Dieses basiert auf einem modularen, komponentenorientierten Ansatz, der eine flexible Netzgestaltung und Szenarioanalyse ermöglicht. Ein zentrales Ziel ist es, die Ergebnisse von stationären und dynamischen Simulationen der Wasserstoffverteilung im Netz zu vergleichen. Darüber hinaus wird das Model verwendet, um zu untersuchen, wie die Einspeiseraten durch Optimierung der Einspeiseorte verbessert werden können. Ergebnisse dieser Arbeit zeigen,dass stationäre Modelle die Wasserstoffkonzentrationen oft falsch darstellen, weil sie zeitliche und räumliche Schwankungen ignorieren. Dies kann zu einer Unter- oder Überschätzung des Einspeisepotenzials und zu einer Fehleinschätzung der maximalen Wasserstoffkonzentration im Netz führen. Im Gegensatz dazu liefern dynamische Simulationen ein genaueres Bild des Systemverhaltens. Darüber hinaus zeigen die Ergebnisse, dass die Einspeiseraten durch die Wahl geeigneter Einspeisepunkte erheblich verbessert werden können.Hydrogen is a driving force in the transition to a sustainable energy system, particularly in industry and transport sectors. As the number of electrolysers increases, the existing infrastructure is not sufficient to distribute the growing volume of hydrogen. Blending hydrogen into the natural gas grid offers a practical transitional solution. To fully assess the potential of blending in relation to the system integration of hydrogen, detailed modelling is required. However, most existing studies rely on steady-state models or focus on single injection points, limiting their ability to capture the dynamic behaviour of real networks. This thesis presents a simulation framework for time-dependent hydrogen injection at multiple nodes in a gas network. The framework is based on a modular, component-oriented approach allowing flexible network design and scenario analysis. A central aim is to compare the performance of steady-state and dynamic simulations in representing hydrogen distribution across the grid. In addition, the approach is used to investigate how injection rates can be improved by optimising injection locations. The results show that steady-state models often misrepresent hydrogen concentrations by ignoring temporal and spatial variations. This can lead to under- or overestimation of injection potentials and misjudgment of safety thresholds. In contrast, the dynamic model provides a more accurate picture of the system behaviour. Moreover, the findings demonstrate that injection rates can be significantly improved by selecting appropriate injection points
Simultaneous Probe of the Charm and Bottom Quark Yukawa Couplings Using t ̄t̅H Events
No full textA search for the standard model Higgs boson decaying to a charm quark-antiquark pair, →cc̄̄ produced in association with a top quark-antiquark pair (tt̄H) is presented. The search is performed with data from proton-proton collisions at √ =13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 138 fb⁻¹. Advanced machine learning techniques are employed for jet flavor identification and event classification. The Higgs boson decay to a bottom quark-antiquark pair is measured simultaneously and the observed tt̄H(→̄bb̄) event rate relative to the standard model expectation is 0.91+0.26
−0.22. The observed (expected) upper limit on the product of production cross section and branching fraction (tt̄H)ℬ(→cc̄) is 0.11 (0.13) pb at 95% confidence level, corresponding to 7.8 (8.7) times the standard model prediction. When combined with the previous search for →cc̄ via associated production with a or boson, the observed (expected) 95% confidence interval on the Higgs-charm Yukawa coupling modifier, , is || <3.5 (2.7), the most stringent constraint to date
The End of the Library Cubes? - Conservation concepts for the continued use of postwar modernist closed-stack libraries in Germany using the case study of the old Marburg university library
No full textNach dem Zweiten Weltkrieg entstand in Deutschland noch eine geringe Zahl von Magazinbibliotheken mit eigenem Magazinbaukörper. Viele dieser Bauten fallen nun nach 50-70 Jahren aus der Nutzung, sodass sich die Frage nach möglichen Weiternutzungen dieses gestalterisch und technisch interessanten Gebäudetyps stellt. Diese Arbeit beschreibt die Entwicklung, die Probleme und die architektonische Rezeption der nach dem zweiten Weltkrieg entstandenen Gebäude auf Grundlage der Literatur, der Berichterstattung und des Baubestands. Sie entwickelt Strategien für die Nachnutzung der Magazinbauten. Das Fallbeispiel der alten Universitätsbibliothek in Marburg (Bj. 1967) wird auf der Grundlage von Literatur, Archivmaterial und einer Begehung vor Ort analysiert. Es werden ein denkmalpflegerisches Konzept und konstruktive Lösungen für relevante Detailpunkte erstellt. Es wird gezeigt, dass fehlender Platz, ein als veraltet wahrgenommenes Bibliothekskonzept, sowie konstruktive und baurechtliche Mängel die Hauptgründe für die Aufgabe oder Veränderung dieser Bibliotheksbauten sind. Hinzu kommt eine überwiegend negative öffentliche Meinung, nur einzelne Stimmen aus Wissenschaft oder Kunst sehen die Architektur der Bauten als wertvoll an. Aufgrund der hohen Individualität der Magazinbauten kann keine allgemeine Empfehlung zur Art ihrer Nachnutzung gegeben werden. Es kann aber von den Eigenschaften der Bauten auf günstige Umgangsweisen mit Raumstruktur, thermischer Hülle und Belichtung geschlossen werden. Für das Fallbeispiel stellt sich eine Depotnutzung als günstig heraus. Die tragende Regalanlage wird teilweise demontiert und wiederverwendet, um einen öffentlichen Zugang in das Magazin zu schaffen. Eine neue innenseitige thermische Hülle und die Perforation der Magazinturmfassade lösen Belichtung und Wärmeschutz. Der Entwurfsansatz am Fallbeispiel wendet die zuvor beschriebenen Strategien an und zeigt ein Repertoire an Handlungsoptionen für weitere Bauten von Magazinbibliotheken auf.In post-war Germany, a small number of closed-stack libraries with a dedicated volume housing the stacks was built. Many of these buildings have now been used for 50 to 70 years and are increasingly under threat of being decommissioned, which poses the question of possible future uses for this architecturally and technologically significant building type.This thesis describes the development, the problems and the architectural reception of the post-war buildings based on literature survey, news reporting and the existing buildings. It develops strategies for future re-use of the stack buildings. The case study of the old Marburg University Library (built 1967) is analyzed through literature, archive material and an on-site survey. A preservation concept and technical solutions for significant architectural details are developed. It is shown that missing space, a library concept seen as outdated, as well as technical and building code shortcomings are the main reasons for changing or abandoning these library buildings. Additionally, public opinion is rarely positive. Only a few voices from arts or sciences view the buildings’ architecture as valuable. Because the individual stack buildings are very distinct, no definitive recommendation as to their future use can be given. However, a connection can be drawn between certain of their features and favorable approaches to spatial structure, thermal envelope and daylighting. Regarding the case study, reusing the building as a museum storage facility is found to be feasible. The load-bearing shelving is partially removed and reused in order to facilitate public entry into the stack building. A new thermal envelope on the inside of the old facade as well as perforating the existing facade panels solve insulation and daylighting, respectively. The design proposal for the case study applies the strategies that were previously described and offers a repertoire of intervention options for other post-war closed-stack library buildings
RF-Sputter-Abscheidung von piezoelektrischen AIN Dünnschichten
No full textDiese Arbeit bietet eine eingehende Untersuchung der Herstellung piezoelektrischer AlN-Dünnschichten mittels RF-Magnetron-Sputtern. Das Hauptziel ist die Nutzung etablierten Wissens aus dem DC-Sputtern und dessen Anpassung an eine RF-Konfiguration, die sich für die Abscheidung isolierender Targets eignet. Die Forschung umfasst die Prozessstabilisierung, die Optimierung der Abscheidungsparameter und ein umfassendes Verständnis dafür, wie variierende Abscheidungsbedingungen die wichtigsten Filmeigenschaften beeinflussen, darunter die kristalline Textur, Eigenspannungen und die dielektrische Verlusttangente.Die anfänglichen experimentellen Phasen befassten sich mit dem Problem der Prozessinstabilitäten, die sich in starker Lichtbogenbildung am Waferhalter manifestierten. Dieses Problem wurde durch die Vorkonditionierung des Halters mit einer inerten Goldschicht effektiv behoben, wodurch Oberflächenoxidation verhindert wurde. Anschließend wurde ein Random-Forest-Regressionsmodell zur präzisen Vorhersage der Abscheideraten eingesetzt. Darüber hinaus wurde ein DSD verwendet, um die einflussreichsten Variablen zu isolieren, wobei RF-Leistung, Kammerdruck und Target-Substrat-Abstand als die signifikantesten Parameter für den Abscheidungsprozess identifiziert wurden.OFAT-Experimente zeigten einen trend, der im Widerspruch zu konventionellen kinetischen Modellen steht: Sowohl die kristalline Qualität als auch die dielektrischen Eigenschaften der AlN-Filme verbesserten sich mit erhöhtem Kammerdruck und größerem Targetabstand. Filme, die unter niedrigem Druck (2 μbar) und kurzen Abständen (45 mm) abgeschieden wurden, wiesen hohe Druckspannungen und eine suboptimale c-Achsen-Orientierung auf. Die zugrunde liegende theoretische Analyse legt nahe, dass dieses Phänomen auf das asymmetrische Design des RF-Magnetron-Systems zurückzuführen ist, welches eine hohe DC-Selbstvorspannung erzeugt und zu einem zerstörerischen Ionenbeschuss führt. Folglich war ein „thermalisiertes“ Abscheidungsregime, erreicht durch höhere Drücke und Targetabstände, erforderlich, um Gitterschäden zu mindern. Obwohl funktionelle AlN-Filme erfolgreich synthetisiert wurden, ist anzumerken, dass der RF-Prozess mit dem aktuellen Aufbau im Vergleich zum optimierten DC-Prozess des Instituts erhöhte dielektrische Verluste aufweist, was hauptsächlich auf das exzessive Energieregime während der Abscheidung zurückzuführen ist.This thesis provides an in-depth investigation into the fabrication of piezoelectric Aluminum Nitride (AlN) thin films utilizing Radio Frequency (RF) magnetron sputtering. The primary objective is to leverage established knowledge from Direct Current (DC) sputtering and adapt it to an RF configuration suitable for the deposition of insulating targets. The research encompasses process stabilization, optimization of deposition parameters, and a comprehensive understanding of how varying deposition conditions affect key film properties, including crystalline texture, residual stress, and dielectric loss.The initial experimental phases tackled the issue of process instabilities, which manifested as severe arcing on the wafer holder. This problem was effectively addressed by pre-conditioning the holder with an inert gold layer, thereby preventing surface oxidation. Following this, a Random Forest regression model was employed to predict deposition rates with high precision. Moreover, a Definitive Screening Design (DSD) was employed to isolate the most influential variables, identifying RF power, chamber pressure, and target-to-substrate distance as the most significant parameters affecting the deposition process.One-Factor-at-a-Time (OFAT) experiments indicated a trend that contradicts conventional kinetic models: both the crystalline quality and dielectric properties of the AlN films improved with increased chamber pressure and target distance. Films deposited under low pressure (2 μbar) and short distances (45 mm) exhibited high compressive stress and suboptimal c-axis orientation. The underlying theoretical analysis suggests that this phenomenon can be attributed to the asymmetric design of the RF magnetron system, which generates a high DC self-bias and results in destructive ion bombardment. Consequently, a "thermalized" deposition regime, achieved through higher pressures and target distances, was required to mitigate lattice damage. Although functional AlN films were successfully synthesized, it is noteworthy that the RF process under the current setup yields elevated dielectric losses when compared to the institute’s optimized DC process, primarily due to the excessive energy regime experienced during deposition
Sparse outlier-robust PCA for multi-source data
Get PDFSparse and outlier-robust principal component analysis (PCA) has been a very active field of research recently. Yet, most existing methods apply PCA to a single data set whereas multi-source data—i.e. multiple related data sets requiring joint analysis—arise across many scientific areas. We introduce a novel PCAmethodologythatsimultaneously(i)selects important features, (ii) allows for the detection of global sparse patterns across multiple data sources as well as local source specific patterns, and (iii) is resistant to outliers. To this end, we develop a regularization problem with a penalty that accommodates global-local structured sparsity patterns and where an outlier-robust covariance estimator, namely the ssMRCD, is used as plug-in to permit joint, robust analysis across multiple data sources. We provide an efficient implementation of our proposal via the alternating direction method of multipliers and illustrate its practical advantages in simulations and in applications