A generalized collectively compact operator theory with an application to integral equations on unbounded domains

In this paper a generalization of collectively compact operator theory in Banach spaces is developed. A feature of the new theory is that the operators involved are no longer required to be compact in the norm topology. Instead it is required that the image of a bounded set under the operator family is sequentially compact in a weaker topology. As an application, the theory developed is used to establish solvability results for a class of systems of second kind integral equations on unbounded domains, this class including in particular systems of Wiener-Hopf integral equations with L1 convolutions kernels

On Generalized Weyl Fractional q-Integral Operator Involving Generalized Basic Hypergeometric Functions

Mathematics Subject Classification: 33D60, 33D90, 26A33

Certain Differential Subordinations using a Generalized Sălăgean Operator and Ruscheweyh Operator

MSC 2010: 30C45, 30A20, 34A40

ZETA DETERMINANT AND OPERATOR DETERMINANTS

We apply techniques of zeta functions and regularized products theory to study the zeta determinant of a class of abstract operators with compact resolvent, and in particular the relation with other spectral functions.

Some results on holomorphic generalized functions

In this note, we present three independent results within generalized complex analysis (in the Colombeau sense). The first of them deals with non-removable singularities; we construct a generalized function u on an open subset Omega of C(n), which is not a holomorphic generalized function on Omega but it is a holomorphic generalized function on Omega\S, where S is a hypersurface contained in Omega. The second result shows the existence of a holomorphic generalized function with prescribed values in the zero-set of a classical holomorphic function. The last result states the existence of a compactly supported solution to the (partial derivative) over bar operator.

On derivatives and norms of generalized matrix functions and respective symmetric powers

In recent papers, the authors obtained formulas for directional derivatives of all orders, of the immanant and of the m-th xi-symmetric tensor power of an operator and a matrix, when xi is a character of the full symmetric group. The operator norm of these derivatives was also calculated. In this paper, similar results are established for generalized matrix functions and for every symmetric tensor power.

Generalized convolution

The paper revisits the convolution operator and addresses its generalization in the perspective of fractional calculus. Two examples demonstrate the feasibility of the concept using analytical expressions and the inverse Fourier transform, for real and complex orders. Two approximate calculation schemes in the time domain are also tested.

The generalized index of maximum and minimum level and its application in decision making

[spa] El índice del máximo y el mínimo nivel es una técnica muy útil, especialmente para toma de decisiones, que usa la distancia de Hamming y el coeficiente de adecuación en el mismo problema. En este trabajo, se propone una generalización a través de utilizar medias generalizadas y cuasi aritméticas. A estos operadores de agregación, se les denominará el índice del máximo y el mínimo nivel medio ponderado ordenado generalizado (GOWAIMAM) y cuasi aritmético (Quasi-OWAIMAM). Estos nuevos operadores generalizan una amplia gama de casos particulares como el índice del máximo y el mínimo nivel generalizado (GIMAM), el OWAIMAM, y otros. También se desarrolla una aplicación en la toma de decisiones sobre selección de productos.

The generalized index of maximum and minimum level and its application in decision making

[spa] El índice del máximo y el mínimo nivel es una técnica muy útil, especialmente para toma de decisiones, que usa la distancia de Hamming y el coeficiente de adecuación en el mismo problema. En este trabajo, se propone una generalización a través de utilizar medias generalizadas y cuasi aritméticas. A estos operadores de agregación, se les denominará el índice del máximo y el mínimo nivel medio ponderado ordenado generalizado (GOWAIMAM) y cuasi aritmético (Quasi-OWAIMAM). Estos nuevos operadores generalizan una amplia gama de casos particulares como el índice del máximo y el mínimo nivel generalizado (GIMAM), el OWAIMAM, y otros. También se desarrolla una aplicación en la toma de decisiones sobre selección de productos.

Optimal generalized quantum measurements for arbitrary spin systems

Positive-operator-valued measurements on a finite number of N identically prepared systems of arbitrary spin J are discussed. Pure states are characterized in terms of Bloch-like vectors restricted by a SU(2J+1) covariant constraint. This representation allows for a simple description of the equations to be fulfilled by optimal measurements. We explicitly find the minimal positive-operator-valued measurement for the N=2 case, a rigorous bound for N=3, and set up the analysis for arbitrary N.

Minimal optimal generalized quantum measurements

Optimal and finite positive operator valued measurements on a finite number N of identically prepared systems have recently been presented. With physical realization in mind, we propose here optimal and minimal generalized quantum measurements for two-level systems. We explicitly construct them up to N = 7 and verify that they are minimal up to N = 5.

A generalized 1D particle transport method for convection diffusion reaction model

This work is devoted to the development of numerical method to deal with convection diffusion dominated problem with reaction term, non - stiff chemical reaction and stiff chemical reaction. The technique is based on the unifying Eulerian - Lagrangian schemes (particle transport method) under the framework of operator splitting method. In the computational domain, the particle set is assigned to solve the convection reaction subproblem along the characteristic curves created by convective velocity. At each time step, convection, diffusion and reaction terms are solved separately by assuming that, each phenomenon occurs separately in a sequential fashion. Moreover, adaptivities and projection techniques are used to add particles in the regions of high gradients (steep fronts) and discontinuities and transfer a solution from particle set onto grid point respectively. The numerical results show that, the particle transport method has improved the solutions of CDR problems. Nevertheless, the method is time consumer when compared with other classical technique e.g., method of lines. Apart from this advantage, the particle transport method can be used to simulate problems that involve movingsteep/smooth fronts such as separation of two or more elements in the system.

Development and applications of density matrix functional theory of generalized Hubbard Models

In dieser Doktorarbeit wird eine akkurate Methode zur Bestimmung von Grundzustandseigenschaften stark korrelierter Elektronen im Rahmen von Gittermodellen entwickelt und angewandt. In der Dichtematrix-Funktional-Theorie (LDFT, vom englischen lattice density functional theory) ist die Ein-Teilchen-Dichtematrix γ die fundamentale Variable. Auf der Basis eines verallgemeinerten Hohenberg-Kohn-Theorems ergibt sich die Grundzustandsenergie Egs[γgs] = min° E[γ] durch die Minimierung des Energiefunktionals E[γ] bezüglich aller physikalischer bzw. repräsentativer γ. Das Energiefunktional kann in zwei Beiträge aufgeteilt werden: Das Funktional der kinetischen Energie T[γ], dessen lineare Abhängigkeit von γ genau bekannt ist, und das Funktional der Korrelationsenergie W[γ], dessen Abhängigkeit von γ nicht explizit bekannt ist. Das Auffinden präziser Näherungen für W[γ] stellt die tatsächliche Herausforderung dieser These dar. Einem Teil dieser Arbeit liegen vorausgegangene Studien zu Grunde, in denen eine Näherung des Funktionals W[γ] für das Hubbardmodell, basierend auf Skalierungshypothesen und exakten analytischen Ergebnissen für das Dimer, hergeleitet wird. Jedoch ist dieser Ansatz begrenzt auf spin-unabhängige und homogene Systeme. Um den Anwendungsbereich von LDFT zu erweitern, entwickeln wir drei verschiedene Ansätze zur Herleitung von W[γ], die das Studium von Systemen mit gebrochener Symmetrie ermöglichen. Zuerst wird das bisherige Skalierungsfunktional erweitert auf Systeme mit Ladungstransfer. Eine systematische Untersuchung der Abhängigkeit des Funktionals W[γ] von der Ladungsverteilung ergibt ähnliche Skalierungseigenschaften wie für den homogenen Fall. Daraufhin wird eine Erweiterung auf das Hubbardmodell auf bipartiten Gittern hergeleitet und an sowohl endlichen als auch unendlichen Systemen mit repulsiver und attraktiver Wechselwirkung angewandt. Die hohe Genauigkeit dieses Funktionals wird aufgezeigt. Es erweist sich jedoch als schwierig, diesen Ansatz auf komplexere Systeme zu übertragen, da bei der Berechnung von W[γ] das System als ganzes betrachtet wird. Um dieses Problem zu bewältigen, leiten wir eine weitere Näherung basierend auf lokalen Skalierungseigenschaften her. Dieses Funktional ist lokal bezüglich der Gitterplätze formuliert und ist daher anwendbar auf jede Art von geordneten oder ungeordneten Hamiltonoperatoren mit lokalen Wechselwirkungen. Als Anwendungen untersuchen wir den Metall-Isolator-Übergang sowohl im ionischen Hubbardmodell in einer und zwei Dimensionen als auch in eindimensionalen Hubbardketten mit nächsten und übernächsten Nachbarn. Schließlich entwickeln wir ein numerisches Verfahren zur Berechnung von W[γ], basierend auf exakten Diagonalisierungen eines effektiven Vielteilchen-Hamilton-Operators, welcher einen von einem effektiven Medium umgebenen Cluster beschreibt. Dieser effektive Hamiltonoperator hängt von der Dichtematrix γ ab und erlaubt die Herleitung von Näherungen an W[γ], dessen Qualität sich systematisch mit steigender Clustergröße verbessert. Die Formulierung ist spinabhängig und ermöglicht eine direkte Verallgemeinerung auf korrelierte Systeme mit mehreren Orbitalen, wie zum Beispiel auf den spd-Hamilton-Operator. Darüber hinaus berücksichtigt sie die Effekte kurzreichweitiger Ladungs- und Spinfluktuationen in dem Funktional. Für das Hubbardmodell wird die Genauigkeit der Methode durch Vergleich mit Bethe-Ansatz-Resultaten (1D) und Quanten-Monte-Carlo-Simulationen (2D) veranschaulicht. Zum Abschluss wird ein Ausblick auf relevante zukünftige Entwicklungen dieser Theorie gegeben.

Vekua theory for the Helmholtz operator

Vekua operators map harmonic functions defined on domain in \mathbb R2R2 to solutions of elliptic partial differential equations on the same domain and vice versa. In this paper, following the original work of I. Vekua (Ilja Vekua (1907–1977), Soviet-Georgian mathematician), we define Vekua operators in the case of the Helmholtz equation in a completely explicit fashion, in any space dimension N ≥ 2. We prove (i) that they actually transform harmonic functions and Helmholtz solutions into each other; (ii) that they are inverse to each other; and (iii) that they are continuous in any Sobolev norm in star-shaped Lipschitz domains. Finally, we define and compute the generalized harmonic polynomials as the Vekua transforms of harmonic polynomials. These results are instrumental in proving approximation estimates for solutions of the Helmholtz equation in spaces of circular, spherical, and plane waves.

Generalized point interactions in one-dimensional quantum mechanics

There is a four-parameter family of point interactions in one-dimensional quantum mechanics. They represent all possible self-adjoint extensions of the kinetic energy operator. If time-reversal invariance is imposed, the number of parameters is reduced to three. One of these point interactions is the familiar delta function potential but the other generalized ones do not seem to be widely known. We present a pedestrian approach to this subject and comment on a recent controversy in the literature concerning the so-called delta' interaction. We emphasize that there is little resemblance between the delta' interaction and what its name suggests.