T-duality without isometry via extended gauge symmetries of 2D sigma models

Target space duality is one of the most profound properties of string theory. However it customarily requires that the background fields satisfy certain invariance conditions in order to perform it consistently; for instance the vector fields along the directions that T-duality is performed have to generate isometries. In the present paper we examine in detail the possibility to perform T-duality along non-isometric directions. In particular, based on a recent work of Kotov and Strobl, we study gauged 2D sigma models where gauge invariance for an extended set of gauge transformations imposes weaker constraints than in the standard case, notably the corresponding vector fields are not Killing. This formulation enables us to follow a procedure analogous to the derivation of the Buscher rules and obtain two dual models, by integrating out once the Lagrange multipliers and once the gauge fields. We show that this construction indeed works in non-trivial cases by examining an explicit class of examples based on step 2 nilmanifolds.

Analyse des Ermüdungsverhaltens von Beton anhand der Dehnungsentwicklung

Die Weiterentwicklungen in der Betontechnologie führten in den letzten Jahrzehnten zu Hochleistungsbetonen mit immer höheren Festigkeiten. Der Ermüdungsnachweis wurde jedoch kaum weiterentwickelt und beinhaltet immer noch sehr grobe Herangehensweisen bei der Berücksichtigung des Materialwiderstands von Beton. Für eine grundlegende Weiterentwicklung dieses Nachweises fehlt noch das notwendige Wissen zu den Mechanismen der Betonermüdung. Das Ziel dieser Arbeit war es daher, grundlegende Erkenntnisse zum Ermüdungsverhalten hochfester Betone bei unterschiedlichen zyklischen Beanspruchungen zu ermitteln und hierdurch zu einem besseren Verständnis der Mechanismen der Betonermüdung beizutragen. In der vorliegenden Arbeit wurde das Ermüdungsverhalten eines hochfesten Betons bei Druckschwellbeanspruchung anhand der Dehnungs- und Steifigkeitsentwicklungen untersucht. Betrachtet wurden dabei die Einflüsse der bezogenen Oberspannung, der Belastungsfrequenz und der Wellenform. Zusätzlich wurden, ausgehend von in der Literatur dokumentierten Ansätzen, Versuche bei monoton steigender Beanspruchung und Dauerstandbeanspruchung vergleichend durchgeführt. Die Dehnungs- und Steifigkeitsentwicklungen werden durch die untersuchten Belastungsparameter der Ermüdungsbeanspruchung eindeutig beeinflusst. Charakteristische Zusammenhänge zwischen der Beeinflussung einzelner Kenngrößen der Dehnungs- und Steifigkeitsentwicklung und der Beeinflussung der Bruchlastwechselzahlen wurden aufgezeigt. Anhand der Dehnungen und Steifigkeiten an den Phasenübergängen konnten Hinweise auf beanspru-chungsartabhängige Gefügezustände abgeleitet werden. Die vergleichende Auswertung des Dehnungsverhaltens bei monoton steigender Beanspruchung, Ermüdungsbeanspruchung und Dauerstandbeanspruchung zeigte, dass das Ermüdungsverhalten von Beton nicht adäquat in Anlehnung an andere Beanspruchungsarten beschrieben werden kann. Die Untersuchungsergebnisse wurden in eine Modellvorstellung übertragen, die zur Beurteilung der baustofflichen Phänomene bei zyklischen Beanspruchungen geeignet ist. Dabei wurde die Hypothese aufgestellt, dass sich unterschiedlich ausgeprägte Kleinst-Gefügeveränderungen beanspruchungsabhängig einstellen, die die Entstehung und Ausbreitung von Mikrorissen beeinflussen. Die detaillierte Untersuchung der Dehnungs- und Steifigkeitsentwicklungen führte zu neuen und tiefergehenden Erkenntnissen und sollte ergänzt durch die Betrachtungen von Gefügezuständen zukünftig weiterverfolgt werden.

The 100th anniversary of the four-point probe technique: the role of probe geometries in isotropic and anisotropic systems

The electrical conductivity of solid-state matter is a fundamental physical property and can be precisely derived from the resistance measured via the four-point probe technique excluding contributions from parasitic contact resistances. Over time, this method has become an interdisciplinary characterization tool in materials science, semiconductor industries, geology, physics, etc, and is employed for both fundamental and application-driven research. However, the correct derivation of the conductivity is a demanding task which faces several difficulties, e.g. the homogeneity of the sample or the isotropy of the phases. In addition, these sample-specific characteristics are intimately related to technical constraints such as the probe geometry and size of the sample. In particular, the latter is of importance for nanostructures which can now be probed technically on very small length scales. On the occasion of the 100th anniversary of the four-point probe technique, introduced by Frank Wenner, in this review we revisit and discuss various correction factors which are mandatory for an accurate derivation of the resistivity from the measured resistance. Among others, sample thickness, dimensionality, anisotropy, and the relative size and geometry of the sample with respect to the contact assembly are considered. We are also able to derive the correction factors for 2D anisotropic systems on circular finite areas with variable probe spacings. All these aspects are illustrated by state-of-the-art experiments carried out using a four-tip STM/SEM system. We are aware that this review article can only cover some of the most important topics. Regarding further aspects, e.g. technical realizations, the influence of inhomogeneities or different transport regimes, etc, we refer to other review articles in this field.