Noncommutative Quantum Field Theories and UV/IR Mixing

Our present-day understanding of fundamental constituents of matter and their interactions is based on the Standard Model of particle physics, which relies on quantum gauge field theories. On the other hand, the large scale dynamical behaviour of spacetime is understood via the general theory of relativity of Einstein. The merging of these two complementary aspects of nature, quantum and gravity, is one of the greatest goals of modern fundamental physics, the achievement of which would help us understand the short-distance structure of spacetime, thus shedding light on the events in the singular states of general relativity, such as black holes and the Big Bang, where our current models of nature break down. The formulation of quantum field theories in noncommutative spacetime is an attempt to realize the idea of nonlocality at short distances, which our present understanding of these different aspects of Nature suggests, and consequently to find testable hints of the underlying quantum behaviour of spacetime. The formulation of noncommutative theories encounters various unprecedented problems, which derive from their peculiar inherent nonlocality. Arguably the most serious of these is the so-called UV/IR mixing, which makes the derivation of observable predictions especially hard by causing new tedious divergencies, to which our previous well-developed renormalization methods for quantum field theories do not apply. In the thesis I review the basic mathematical concepts of noncommutative spacetime, different formulations of quantum field theories in the context, and the theoretical understanding of UV/IR mixing. In particular, I put forward new results to be published, which show that also the theory of quantum electrodynamics in noncommutative spacetime defined via Seiberg-Witten map suffers from UV/IR mixing. Finally, I review some of the most promising ways to overcome the problem. The final solution remains a challenge for the future.

Essays on the Economics of Intellectual Property Rights

Väitöskirjassani tarkastelen informaatiohyödykkeiden ja tekijänoikeuksien taloustiedettä kahdesta eri perspektiivistä. Niistä ensimmäinen kuuluu endogeenisen kasvuteorian alaan. Väitöskirjassani yleistän ”pool of knowledge” -tyyppisen endogeenisen kasvumallin tilanteeseen, jossa patentoitavissa olevalla innovaatiolla on minimikoko, ja jossa uudenlaisen tuotteen patentoinut yritys voi menettää monopolinsa tuotteeseen jäljittelyn johdosta. Mallin kontekstissa voidaan analysoida jäljittelyn ja innovaatioilta vaaditun ”minimikoon” vaikutuksia hyvinvointiin ja talouskasvuun. Kasvun maksimoiva imitaation määrä on mallissa aina nolla, mutta hyvinvoinnin maksimoiva imitaation määrä voi olla positiivinen. Talouskasvun ja hyvinvoinnin maksimoivalla patentoitavissa olevan innovaation ”minimikoolla” voi olla mikä tahansa teoreettista maksimia pienempi arvo. Väitöskirjani kahdessa jälkimmäisessä pääluvussa tarkastelen informaatiohyödykkeiden kaupallista piratismia mikrotaloustieteellisen mallin avulla. Informaatiohyödykkeistä laittomasti tehtyjen kopioiden tuotantokustannukset ovat pienet, ja miltei olemattomat silloin kun niitä levitetään esimerkiksi Internetissä. Koska piraattikopioilla on monta eri tuottajaa, niiden hinnan voitaisiin mikrotaloustieteen teorian perusteella olettaa laskevan melkein nollaan, ja jos näin kävisi, kaupallinen piratismi olisi mahdotonta. Mallissani selitän kaupallisen piratismin olemassaolon olettamalla, että piratismista saatavan rangaistuksen uhka riippuu siitä, kuinka monille kuluttajille piraatti tarjoaa laittomia hyödykkeitä, ja että se siksi vaikuttaa piraattikopioiden markkinoihin mainonnan kustannuksen tavoin. Kaupallisten piraattien kiinteiden kustannusten lisääminen on mallissani aina tekijänoikeuksien haltijan etujen mukaista, mutta ”mainonnan kustannuksen” lisääminen ei välttämättä ole, vaan se saattaa myös alentaa laillisten kopioiden myynnistä saatavia voittoja. Tämä tulos poikkeaa vastaavista aiemmista tuloksista sikäli, että se pätee vaikka tarkasteltuihin informaatiohyödykkeisiin ei liittyisi verkkovaikutuksia. Aiemmin ei-kaupallisen piratismin malleista on usein johdettu tulos, jonka mukaan informaatiohyödykkeen laittomat kopiot voivat kasvattaa laillisten kopioiden myynnistä saatavia voittoja jos laillisten kopioiden arvo niiden käyttäjille riippuu siitä, kuinka monet muut kuluttajat käyttävät samanlaista hyödykettä ja jos piraattikopioiden saatavuus lisää riittävästi laillisten kopioiden arvoa. Väitöskirjan viimeisessä pääluvussa yleistän mallini verkkotoimialoille, ja tutkin yleistämäni mallin avulla sitä, missä tapauksissa vastaava tulos pätee myös kaupalliseen piratismiin.

Studies on the Effects of Property Taxation, Rent Control and Housing Allowances

Tämä väitöskirja koostuu asuntomarkkinoiden taloustieteellistä analyysia esittelevästä johdantoluvusta ja kolmesta tutkimuksesta, joissa analysoidaan asuntomarkkinoihin vaikuttavia politiikkatoimenpiteitä. Luvussa 2 tutkitaan Suomen kiinteistöverojärjestelmän vaikutusta asuntorakentamiseen. Vuonna 2001 tehtiin uudistus, jonka myötä kunnat voivat verottaa rakentamatonta asuintonttia korkeammalla veroasteella kuin rakennettua tonttia. Maanomistajan rakentamispäätöksen teoreettisen mallin mukaan rakentamattoman tontin korotettu kiinteistöveron pitäisi nopeuttaa rakentamista, mutta toisaalta myös rakentamiseen investoitu rahamäärä saattaa muuttua. Asuintonttien kiinteistöverojen yleinen taso ei vaikuta maanomistajan käyttäytymiseen, sillä tontin verotusarvo ei riipu rakentamispäätöksestä. Vain rakentamattoman ja rakennetun tontin veroasteiden erolla on merkitystä. Empiiriset tulokset ovat sopusoinnussa teorian kanssa. Tulosten mukaan prosenttiyksikön nousu rakentamattoman ja rakennetun tontin veroasteiden erossa lisää omakotialoitusten määrää viidellä prosentilla lyhyellä aikavälillä. Luvussa 3 analysoidaan vuokrasääntelystä vuokralaisille aiheutuvia hyötyjä ja haittoja. Vuokrasäännellyissä asunnoissa asuvat kotitaloudet hyötyvät vuokrasääntelystä alhaisen vuokran muodossa. Heille saattaa kuitenkin koitua myös haittaa siitä, että toiveita vastaavan asunnon löytäminen on vuokrasääntelytilanteessa vaikeaa, koska vapaille asunnoille on suuri määrä ottajia. Vapaarahoitteisen vuokra-asuntokannan vuokrien sääntely purettiin Suomessa asteittain vuosina 1992–1995. Tutkimuksen empiiriset tulokset viittaavat siihen, että vuokrasääntelyn aiheuttamista suurista eroista halutun ja todellisen asuntokulutuksen välillä koituvat hyvinvointitappiot kumosivat merkittävän osan matalien vuokrien hyödyistä vuokralaisille. Luvussa 4 tutkitaan Suomen asumistukijärjestelmän kannustinvaikutuksia. Asumistuen määrää rajoittavat asunnon pinta-alalle ja neliövuokralle asetetut ylärajat. Neliövuokrarajoite voidaan tulkita asumisen laatua rajoittavana tekijänä. Tutkimuksen teoreettisessa osassa osoitetaan, että asumistukijärjestelmä luo vahvat kannustimet muuttaa asuntoihin, joissa pinta-ala- ja laaturajoitteet purevat. Empiiristen tulosten mukaan asumistukeen oikeutetut kotitaloudet eivät näytä reagoivan kannusteisiin. Tukeen oikeutettujen kotitalouksien asumisvalinnat suhteessa pinta-ala ja laaturajoitteisiin vastaavat muiden kotitalouksien valintoja ja asunnonvaihdon mahdollistama potentiaalinen asumistuen lisäys ei nosta muuttotodennäköisyyttä. Muuttamiseen liittyvät kustannukset ja vajavaiset tiedot tukijärjestelmästä saattavat selittää heikkoa reagointia asumistuen luomiin kannustimiin. Toinen mahdollinen selitys on asumistuen vajaakäyttö. Tutkimuksen mukaan vain 70–80 prosenttia asumistukeen oikeutetuista kotitalouksista nostaa tukea. Asumistuen hyödyntämisen todennäköisyys riippuu koulutustasosta, tuen määrästä ja tulo-odotuksista.

Modelling and Forecasting Property Rents and Returns (summary section only)

Recently, focus of real estate investment has expanded from the building-specific level to the aggregate portfolio level. The portfolio perspective requires investment analysis for real estate which is comparable with that of other asset classes, such as stocks and bonds. Thus, despite its distinctive features, such as heterogeneity, high unit value, illiquidity and the use of valuations to measure performance, real estate should not be considered in isolation. This means that techniques which are widely used for other assets classes can also be applied to real estate. An important part of investment strategies which support decisions on multi-asset portfolios is identifying the fundamentals of movements in property rents and returns, and predicting them on the basis of these fundamentals. The main objective of this thesis is to find the key drivers and the best methods for modelling and forecasting property rents and returns in markets which have experienced structural changes. The Finnish property market, which is a small European market with structural changes and limited property data, is used as a case study. The findings in the thesis show that is it possible to use modern econometric tools for modelling and forecasting property markets. The thesis consists of an introduction part and four essays. Essays 1 and 3 model Helsinki office rents and returns, and assess the suitability of alternative techniques for forecasting these series. Simple time series techniques are able to account for structural changes in the way markets operate, and thus provide the best forecasting tool. Theory-based econometric models, in particular error correction models, which are constrained by long-run information, are better for explaining past movements in rents and returns than for predicting their future movements. Essay 2 proceeds by examining the key drivers of rent movements for several property types in a number of Finnish property markets. The essay shows that commercial rents in local markets can be modelled using national macroeconomic variables and a panel approach. Finally, Essay 4 investigates whether forecasting models can be improved by accounting for asymmetric responses of office returns to the business cycle. The essay finds that the forecast performance of time series models can be improved by introducing asymmetries, and the improvement is sufficient to justify the extra computational time and effort associated with the application of these techniques.