Test der Speziellen Relativitätstheorie mittels Laserspektroskopie an relativistischen 7 Li +-Ionen am ESR

Die Invarianz physikalischer Gesetze unter Lorentztransformationen ist eines der fundamentalen Postulate der modernen Physik und alle Theorien der grundlegenden Wechselwirkungen sind in kovarianter Form formuliert. Obwohl die Spezielle Relativitätstheorie (SRT) in einer Vielzahl von Experimenten mit hoher Genauigkeit überprüft und bestätigt wurde, sind aufgrund der weitreichenden Bedeutung dieses Postulats weitere verbesserte Tests von grundsätzlichem Interesse. Darüber hinaus weisen moderne Ansätze zur Vereinheitlichung der Gravitation mit den anderen Wechselwirkungen auf eine mögliche Verletzung der Lorentzinvarianz hin. In diesem Zusammenhang spielen Ives-Stilwell Experimente zum Test der Zeitdilatation in der SRT eine bedeutende Rolle. Dabei wird die hochauflösende Laserspektroskopie eingesetzt, um die Gültigkeit der relativistischen Dopplerformel – und damit des Zeitdilatationsfaktors γ – an relativistischen Teilchenstrahlen zu untersuchen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Ives-Stilwell Experiment an 7Li+-Ionen, die bei einer Geschwindigkeit von 34 % der Lichtgeschwindigkeit im Experimentierspeicherring (ESR) des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung gespeichert waren, durchgeführt. Unter Verwendung des 1s2s3S1→ 1s2p3P2-Übergangs wurde sowohl Λ-Spektroskopie als auch Sättigungsspektroskopie betrieben. Durch die computergestützte Analyse des Fluoreszenznachweises und unter Verwendung optimierter Kantenfilter für den Nachweis konnte das Signal zu Rauschverhältnis entscheidend verbessert und unter Einsatz eines zusätzlichen Pumplasers erstmals ein Sättigungssignal beobachtet werden. Die Frequenzstabilität der beiden verwendeten Lasersysteme wurde mit Hilfe eines Frequenzkamms spezifiziert, um eine möglichst hohe Genauigkeit zu erreichen. Die aus den Strahlzeiten gewonnen Daten wurden im Rahmen der Robertson-Mansouri-Sexl-Testtheorie (RMS) und der Standard Model Extension (SME) interpretiert und entsprechende Obergrenzen für die relevanten Testparameter der jeweiligen Theorie bestimmt. Die Obergrenze für den Testparameter α der RMS-Theorie konnte gegenüber den früheren Messungen bei 6,4 % der Lichtgeschwindigkeit am Testspeicherring (TSR) des Max-Planck-Instituts für Kernphysik in Heidelberg um einen Faktor 4 verbessert werden.

Mythos und Mathematik : Hermann Brochs Roman "Die Schuldlosen" und seine Essays

„Natürlich habe ich mich [...] unausgesetzt mit Mathematik beschäftigt, umso mehr als ich sie für meine erkenntnistheoretisch-philosophischen Studien brauchte, denn ohne Mathematik lässt sich kaum mehr philosophieren.“, schreibt Hermann Broch 1948, ein Schriftsteller, der ca. zehn Jahre zuvor von sich selbst sogar behauptete, das Mathematische sei eine seiner stärksten Begabungen.rnDiesem Hinweis, die Bedeutung der Mathematik für das Brochsche Werk näher zu untersuchen, wurde bis jetzt in der Forschung kaum Folge geleistet. Besonders in Bezug auf sein Spätwerk Die Schuldlosen fehlen solche Betrachtungen ganz, sie scheinen jedoch unentbehrlich für die Entschlüsselung dieses Romans zu sein, der oft zu Unrecht als Nebenarbeit abgewertet wurde, weil ihm „mit gängigen literaturwissenschaftlichen Kategorien […] nicht beizukommen ist“ (Koopmann, 1994). rnDa dieser Aspekt insbesondere mit Blick auf Die Schuldlosen ein Forschungsdesiderat darstellt, war das Ziel der vorliegenden Arbeit, Brochs mathematische Studien genauer nachzuvollziehen und vor diesem Hintergrund eine Neuperspektivierung der Schuldlosen zu leisten. Damit wird eine Grundlage geschaffen, die einen adäquaten Zugang zur Struktur dieses Romans eröffnet.rnDie vorliegende Arbeit ist in zwei Teile gegliedert. Nach einer Untersuchung von Brochs theoretischen Betrachtungen anhand ausgewählter Essays folgt die Interpretation der Schuldlosen aus diesem mathematischen Blickwinkel. Es wird deutlich, dass Brochs Poetik eng mit seinen mathematischen Anschauungen verquickt ist, und somit nachgewiesen, dass sich die spezielle Bauform des Romans wie auch seine besondere Form des Erzählens tatsächlich aus dem mathematischen Denken des Autors ableiten lassen. Broch nutzt insbesondere die mathematische Annäherung an das Unendliche für seine Versuche einer literarischen Erfassung der komplexen Wirklichkeit seiner Zeit. Dabei spielen nicht nur Elemente der fraktalen Geometrie eine zentrale Rolle, sondern auch Brochs eigener Hinweis, es handele sich „um eine Art Novellenroman“ (KW 13/1, 243). Denn tatsächlich ergibt sich aus den poetologischen Forderungen Brochs und ihren Umsetzungen im Roman die Gattung des Novellenromans, wie gezeigt wird. Dabei ist von besonderer Bedeutung, dass Broch dem Mythos eine ähnliche Rolle in der Literatur zuspricht wie der Mathematik in den Wissenschaften allgemein.rnMit seinem Roman Die Schuldlosen hat Hermann Broch Neuland betreten, indem er versuchte, durch seine mathematische Poetik die komplexe Wirklichkeit seiner Epoche abzubilden. Denn „die Ganzheit der Welt ist nicht erfaßbar, indem man deren Atome einzelweise einfängt, sondern nur, indem man deren Grundzüge und deren wesentliche – ja, man möchte sagen, deren mathematische Struktur aufzeigt“ (Broch).

Planck stars: theory and phenomenology

General Relativity (GR) is one of the greatest scientific achievements of the 20th century along with quantum theory. Despite the elegance and the accordance with experimental tests, these two theories appear to be utterly incompatible at fundamental level. Black holes provide a perfect stage to point out these difficulties. Indeed, classical GR fails to describe Nature at small radii, because nothing prevents quantum mechanics from affecting the high curvature zone, and because classical GR becomes ill-defined at r = 0 anyway. Rovelli and Haggard have recently proposed a scenario where a negative quantum pressure at the Planck scales stops and reverts the gravitational collapse, leading to an effective “bounce” and explosion, thus resolving the central singularity. This scenario, called Black Hole Fireworks, has been proposed in a semiclassical framework. The purpose of this thesis is twofold: - Compute the bouncing time by means of a pure quantum computation based on Loop Quantum Gravity; - Extend the known theory to a more realistic scenario, in which the rotation is taken into account by means of the Newman-Janis Algorithm.

Bianchi type II cosmology in Hořava–Lifshitz gravity

In this work a Bianchi type II space-time within the framework of projectable Horava Lifshitz gravity was investigated; the resulting field equations in the infrared limit λ = 1 were analyzed qualitatively. We have found the analytical solutions for a toy model in which only the higher curvature terms cubic in the spatial Ricci tensor are considered. The resulting behavior is still described by a transition among two Kasner epochs, but we have found a different transformation law of the Kasner exponents with respect to the one of Einstein's general relativity.

Reconstructive Dreams: A Pragmatic Fantastic After Postmodernism

This dissertation focuses on the use of fantastic elements in the work of a young generation of writers which explore the possibilities of literary development after and beyond postmodernism. By overtly declaring the fictionality of their fantastic stories by means of frame narratives, texts like Jonathan Safran Foer’s Everything is Illuminated (2002), Michael Chabon’s The Amazing Adventures of Kavalier and Clay (2000), Mark Danielewski’s House of Leaves (2000), David Mitchell’s number9dream (2001) and Yann Martel’s Life of Pi (2001) reassess the communicative value of genre boundaries in an attempt to move beyond postmodern relativity and breakdown of communicability. This clear focus on pragmatic concerns marks a shift in the use of the fantastic which calls for a reconsideration of some of the general critical assumptions about the workings of the mode. Though the relation between reality and fiction remains a central issue, the main concern shifts away from such epistemological and ontological considerations, towards questions concerning the pragmatic function of literary fiction in general and different genres in particular. Instead of dwelling on the typically postmodern concerns about the fictionality of reality and the instability of meaning, the works under discussion emphasise the constructive role fiction plays in dealing with reality, the uses to which it can be put and the functions it fulfils in fashioning our being in the world. Drawing on Iser’s theory of the fictive, Irmtraud Huber therefore suggests a reconceptualisation of the fantastic mode, which newly foregrounds its underlying pragmatic structure. She bring this adapted understanding to bear in a close textual analysis of the above mentioned literary texts, with the aim to account for their use of the mode in their commitment to a larger literary endeavour of a new generation that engages with the inheritance of postmodernism and struggles to come into its own.

On the Limits of Greenwich Mean Time, or The Failure of a Modernist Revolution

On the Limits of Greenwich Mean Time, or The Failure of a Modernist Revolution From the introduction of World Standard Time in 1884 to Einstein’s theory of relativity, the nature and regulation of time was a highly contested issue in modernism, with profound political, social and epistemological consequences. Modernist aesthetic sensibilities widely revolted against the increasingly strict rule of the clock, which, as Georg Simmel observed in “The Metropolis and Mental Life,” was established as the necessary basis of a capitalist, urban life. This paper will focus on the contending conceptions of time arising in key modernist texts by authors like Joyce, Woolf and Conrad. I will argue that the uniformity and regularity of time necessary to a rising capitalist society came under attack in a similar way by both modernist literary aesthetics and new scientific discoveries. However, while Einstein’s theory of relativity may have led to a subsequent change of paradigm in scientific thought, it has failed to significantly alter social and popular conceptions of time. Although alternative ways of thinking and living with time are proposed by modernist authors, they remain isolated aesthetic experiments, ineffectual against the regulatory pressure of economic and social structures. In this struggle about the nature of time, so I suggest, science and literature join force against a society that is increasingly governed by economic reason. The fact that they lost this struggle can serve as a striking illustration of an increasing shift of social influence from science and art towards economy.

Ambient cosmology and spacetime singularities

We present a new approach to the issues of spacetime singularities and cosmic censorship in general relativity. This is based on the idea that standard 4-dimensional spacetime is the conformal infinity of an ambient metric for the 5-dimensional Einstein equations with fluid sources. We then find that the existence of spacetime singularities in four dimensions is constrained by asymptotic properties of the ambient 5-metric, while the non-degeneracy of the latter crucially depends on cosmic censorship holding on the boundary.

Horizon shells and BMS-like soldering transformations

We revisit the theory of null shells in general relativity, with a particular emphasis on null shells placed at horizons of black holes. We study in detail the considerable freedom that is available in the case that one solders two metrics together across null hypersurfaces (such as Killing horizons) for which the induced metric is invariant under translations along the null generators. In this case the group of soldering transformations turns out to be infinite dimensional, and these solderings create non-trivial horizon shells containing both massless matter and impulsive gravitational wave components. We also rephrase this result in the language of Carrollian symmetry groups. To illustrate this phenomenon we discuss in detail the example of shells on the horizon of the Schwarzschild black hole (with equal interior and exterior mass), uncovering a rich classical structure at the horizon and deriving an explicit expression for the general horizon shell energy-momentum tensor. In the special case of BMS-like soldering supertranslations we find a conserved shell-energy that is strikingly similar to the standard expression for asymptotic BMS supertranslation charges, suggesting a direct relation between the physical properties of these horizon shells and the recently proposed BMS supertranslation hair of a black hole.

Retórica en el Banquete de Platón : El discurso de Pausanias y la utilidad del éros persuasivo

En el Banquete de Platón se encuentran vinculadas la erótica, la retórica y la filosofía. Nos centraremos en la voz del retórico, puntualmente en el discurso de Pausanias. Contabilizamos en este encomio, que ensalza el amor que argumenta y persuade, varios tópicos propios de la retórica y la sofística: la relatividad de los valores, el poder persuasivo de la palabra, la apelación a la costumbre y la improvisación como capacidad del orador; remitiendo implícitamente a lo largo de toda su intervención a Protágoras, Pródico, Lisias y Alcidamante. En primer lugar daremos cuenta de estos efectos y, finalmente, ofreceremos una interpretación del episodio del hipo de Aristófanes -inmediatamente posterior a la intervención del "observador de sociedades"- en consonancia con la tesis de nuestro trabajo

Retórica en el Banquete de Platón : El discurso de Pausanias y la utilidad del éros persuasivo

En el Banquete de Platón se encuentran vinculadas la erótica, la retórica y la filosofía. Nos centraremos en la voz del retórico, puntualmente en el discurso de Pausanias. Contabilizamos en este encomio, que ensalza el amor que argumenta y persuade, varios tópicos propios de la retórica y la sofística: la relatividad de los valores, el poder persuasivo de la palabra, la apelación a la costumbre y la improvisación como capacidad del orador; remitiendo implícitamente a lo largo de toda su intervención a Protágoras, Pródico, Lisias y Alcidamante. En primer lugar daremos cuenta de estos efectos y, finalmente, ofreceremos una interpretación del episodio del hipo de Aristófanes -inmediatamente posterior a la intervención del "observador de sociedades"- en consonancia con la tesis de nuestro trabajo

Retórica en el Banquete de Platón : El discurso de Pausanias y la utilidad del éros persuasivo

En el Banquete de Platón se encuentran vinculadas la erótica, la retórica y la filosofía. Nos centraremos en la voz del retórico, puntualmente en el discurso de Pausanias. Contabilizamos en este encomio, que ensalza el amor que argumenta y persuade, varios tópicos propios de la retórica y la sofística: la relatividad de los valores, el poder persuasivo de la palabra, la apelación a la costumbre y la improvisación como capacidad del orador; remitiendo implícitamente a lo largo de toda su intervención a Protágoras, Pródico, Lisias y Alcidamante. En primer lugar daremos cuenta de estos efectos y, finalmente, ofreceremos una interpretación del episodio del hipo de Aristófanes -inmediatamente posterior a la intervención del "observador de sociedades"- en consonancia con la tesis de nuestro trabajo

Singularities around w=-1

Astronomical observations of luminosity distances derived from Type Ia supernovae, CMB spectrum and global matter distribution provide evidence of cosmic speed up of the Universe. Alternatively, cosmic acceleration might be due to an exotic fluid filling the Universe, known as dark energy. These have given rise to a collection of new cosmological evolutions, future singularites being the most perplexing ones (“big rip”, “sudden singularities”. . .).

Turbulence models of gravitational clustering.

Large-scale structure formation can be modeled as a nonlinear process that transfers energy from the largest scales to successively smaller scales until it is dissipated, in analogy with Kolmogorov’s cascade model of incompressible turbulence. However, cosmic turbulence is very compressible, and vorticity plays a secondary role in it. The simplest model of cosmic turbulence is the adhesion model, which can be studied perturbatively or adapting to it Kolmogorov’s non-perturbative approach to incompressible turbulence. This approach leads to observationally testable predictions, e.g., to the power-law exponent of the matter density two-point correlation function.