Helicity methods in LO and NLO QCD calculations

The goal of this thesis is the acceleration of numerical calculations of QCD observables, both at leading order and next–to–leading order in the coupling constant. In particular, the optimization of helicity and spin summation in the context of VEGAS Monte Carlo algorithms is investigated. In the literature, two such methods are mentioned but without detailed analyses. Only one of these methods can be used at next–to–leading order. This work presents a total of five different methods that replace the helicity sums with a Monte Carlo integration. This integration can be combined with the existing phase space integral, in the hope that this causes less overhead than the complete summation. For three of these methods, an extension to existing subtraction terms is developed which is required to enable next–to–leading order calculations. All methods are analyzed with respect to efficiency, accuracy, and ease of implementation before they are compared with each other. In this process, one method shows clear advantages in relation to all others.

Numerical precision calculations for LHC physics

In dieser Arbeit stelle ich Aspekte zu QCD Berechnungen vor, welche eng verknüpft sind mit der numerischen Auswertung von NLO QCD Amplituden, speziell der entsprechenden Einschleifenbeiträge, und der effizienten Berechnung von damit verbundenen Beschleunigerobservablen. Zwei Themen haben sich in der vorliegenden Arbeit dabei herauskristallisiert, welche den Hauptteil der Arbeit konstituieren. Ein großer Teil konzentriert sich dabei auf das gruppentheoretische Verhalten von Einschleifenamplituden in QCD, um einen Weg zu finden die assoziierten Farbfreiheitsgrade korrekt und effizient zu behandeln. Zu diesem Zweck wird eine neue Herangehensweise eingeführt welche benutzt werden kann, um farbgeordnete Einschleifenpartialamplituden mit mehreren Quark-Antiquark Paaren durch Shufflesummation über zyklisch geordnete primitive Einschleifenamplituden auszudrücken. Ein zweiter großer Teil konzentriert sich auf die lokale Subtraktion von zu Divergenzen führenden Poltermen in primitiven Einschleifenamplituden. Hierbei wurde im Speziellen eine Methode entwickelt, um die primitiven Einchleifenamplituden lokal zu renormieren, welche lokale UV Counterterme und effiziente rekursive Routinen benutzt. Zusammen mit geeigneten lokalen soften und kollinearen Subtraktionstermen wird die Subtraktionsmethode dadurch auf den virtuellen Teil in der Berechnung von NLO Observablen erweitert, was die voll numerische Auswertung der Einschleifenintegrale in den virtuellen Beiträgen der NLO Observablen ermöglicht. Die Methode wurde schließlich erfolgreich auf die Berechnung von NLO Jetraten in Elektron-Positron Annihilation im farbführenden Limes angewandt.

Methoden zur Analyse, Interpretation und Modellierung des elektrischen Widerstandes von archäologischen Steinstrukturen

In der Archäologie werden elektrische Widerstandsmessungen routinemäßig zur Prospektion von Fundstellen eingesetzt. Die Methode ist kostengünstig, leicht anwendbar und liefert in den meisten Fällen zuverlässige und leicht zu interpretierende Ergebnisse. Dennoch kann die Methode die archäologischen Strukturen in manchen Fällen nur teilweise oder gar nicht abbilden, wenn die bodenphysikalischen und bodenchemischen Eigenschaften des Bodens und der archäologischen Strukturen dies nicht zulassen. Der spezifische elektrische Widerstand wird durch Parameter wie Wassergehalt, Bodenstruktur, Bodenskelett, Bodentextur, Salinität und Bodentemperatur beeinflusst. Manche dieser Parameter, wie z.B. der Wassergehalt und die Bodentemperatur, unterliegen einer saisonalen Veränderung. Die vorliegende Arbeit untersucht den spezifischen elektrischen Widerstand von archäologischen Steinstrukturen und evaluiert die Möglichkeit, auf Grundlage von Geländemessungen und Laboranalysen archäologische Strukturen und Böden als numerische Modelle darzustellen. Dazu wurde eine Kombination von verschiedenen bodenkundlichen, geoarchäologischen und geophysikalischen Methoden verwendet. Um archäologische Strukturen und Bodenprofile als numerische Widerstandsmodelle darstellen zu können, werden Informationen zur Geometrie der Strukturen und ihren elektrischen Widerstandswerten benötigt. Dabei ist die Qualität der Hintergrundinformationen entscheidend für die Genauigkeit des Widerstandsmodells. Die Geometrie der Widerstandsmodelle basiert auf den Ergebnissen von Rammkernsondierungen und archäologische Ausgrabungen. Die an der Ausbildung des elektrischen Widerstands beteiligten Parameter wurden durch die Analyse von Bodenproben gemessen und ermöglichen durch Pedotransfer-Funktion, wie die Rhoades-Formel, die Abschätzung des spezifischen elektrischen Widerstandes des Feinbodens. Um den Einfluss des Bodenskeletts auf den spezifischen elektrischen Widerstand von Bodenprofilen und archäologischen Strukturen zu berechnen, kamen die Perkolationstheorie und die Effective Medium Theory zum Einsatz. Die Genauigkeit und eventuelle Limitierungen der Methoden wurden im Labor durch experimentelle Widerstandsmessungen an ungestörten Bodenproben und synthetischen Materialien überprüft. Die saisonale Veränderung des Wassergehalts im Boden wurde durch numerische Modelle mit der Software HYDRUS simuliert. Die hydraulischen Modelle wurden auf Grundlage der ermittelten bodenkundlichen und archäologischen Stratigraphie erstellt und verwenden die Daten von lokalen Wetterstationen als Eingangsparameter. Durch die Kombination der HYDRUS-Ergebnisse mit den Pedotransfer-Funktionen konnte der Einfluss dieser saisonalen Veränderung auf die Prospektionsergebnisse von elektrischen Widerstandsmethoden berechnet werden. Die Ergebnisse der Modellierungsprozesse wurden mit den Geländemessungen verglichen. Die beste Übereinstimmung zwischen Modellergebnissen und den Prospektionsergebnissen konnte für die Fallstudie bei Katzenbach festgestellt werden. Bei dieser wurden die Modelle auf Grundlage von archäologischen Grabungsergebnissen und detaillierten bodenkundlichen Analysen erstellt. Weitere Fallstudien zeigen, dass elektrische Widerstandsmodelle eingesetzt werden können, um den Einfluss von ungünstigen Prospektionsbedingungen auf die Ergebnisse der elektrischen Widerstandsmessungen abzuschätzen. Diese Informationen unterstützen die Planung und Anwendung der Methoden im Gelände und ermöglichen eine effektivere Interpretation der Prospektionsergebnisse. Die präsentierten Modellierungsansätze benötigen eine weitere Verifizierung durch den Vergleich der Modellierungsergebnisse mit detailliertem geophysikalischem Gelände-Monitoring von archäologischen Fundstellen. Zusätzlich könnten elektrische Widerstandsmessungen an künstlichen Mauerstrukturen unter kontrollierten Bedingungen zur Überprüfung der Modellierungsprozesse genutzt werden.

Anatomy of a trending topic : Methods for the visualisation of retweet chains [Anatomie eines Trending Topics: Methoden zur Visualisierung von Retweet-Ketten]

Twitter and other social networking sites play an ever more present role in the spread of current events. The dynamics of information dissemination through digital network structures are still relatively unexplored, however. At what time an issue is taken up by whom? Who forwards a message when to whom else? What role do individual communication participants, existing digital communities or the technical foundations of each network platform play in the spread of news? In this chapter we discuss, using the example of a video on a current sociopolitical issue in Australia that was shared on Twitter, a number of new methods for the dynamic visualisation and analysis of communication processes. Our method combines temporal and spatial analytical approaches and provides new insights into the spread of news in digital networks. [Social media dienen immer häufger als Disseminationsmechanismen für Medieninhalte. Auf Twitter ermöglicht besonders die Retweet-Funktion den schnellen und weitläufgen Transfer von Nachrichten. In diesem Beitrag etablieren neue methodische Ansätze zur Erfassung, Visualisierung und Analyse von Retweet-Ketten. Insbesondere heben wir hervor, wie bestehende Netzwerkanalysemethoden ergänzt werden können, um den Ablauf der Weiterleitung sowohl temporal als auch spatial zu erfassen. Unsere Fallstudie demonstriert die verbreitung des videoclips einer am 9. Oktober 2012 spontan gehaltenen Wutrede der australischen Premierministerin Julia Gillard, in der sie Oppositionsführer Tony Abbott als Frauenhasser brandmarkte. Durch die Erfassung von Hintergrunddaten zu den jeweiligen NutzerInnen, die sich an der Weiterleitung des Videoclips beteiligten, erstellen wir ein detailliertes Bild des Disseminationsablaufs im vorliegenden Fall. So lassen sich die wichtigsten AkteurInnen und der Ablauf der Weiterleitung darstellen und analysieren. Daraus entstehen Einblicke in die allgemeinen verbreitungsmuster von Nachrichten auf Twitter].

Analyse des Fluchtverhaltens von Fischen auf Schiffsgeräusche mit hydroakustischen Methoden

Investigations on the avoidance reactions of pelagic schooling fish (herring and sprat) released by an approaching fishery vessel were carried out during the 378th cruise of FRC "Solea" from 25 September to 3 October 1995 in the Arkona Sea, southern Baltic. An echosounder system EK 500/BI500 with a 38 kHz transducer mounted on a towed body as weIl as a 120 kHz hull mounted transducer were used. Fish densities were measured synchronously as well as under the ship as at a laterally distances from the ship by the transducer of the towed body. By these means the variation of fish densities up to a certain distance from the ship is possible. The advantage of using an echo integrating system for these measurements is, that it works also for not schooling fish and under conditions where schooling fish disperse (e.g. at night).

Deutsche und internationale Bestandsuntersuchungen an Heringen mit hydroakustischen Methoden

The international hydroacoustic herring survey in the North Sea is carried out since the early eighties with Dutch, Scottish, Danish und Norwegian contribution. Since 1994 Germany also participates in this survey on a regular basis and has taken over a sector in the easter part between the Dogger Bank and the Danish coast. This area is known for the abundance of chiefly juvenile herring and sprat. During the 1995 cruise some 420000 t of herring were found here, most of them being juveniles of age group I. Analyses of plankton hauls showed that planktonic echos were not caused by juvenile herring, instead the echos were apparently produced by small pelagic gastropodes of the genus Spiratella.

Methoden der Qualitätsbeurteilung tiefgfrorener Fischerzeugnisse

Auszug aus einem Referat, gehalten am 25.4.1965 in Mainz vor dem "Ernährungswissenschaftlichen Beirat der Deutschen Fischwirtschaft"