Histogram filtering as a tool in variational Monte Carlo optimization

Optimization of wave functions in quantum Monte Carlo is a difficult task because the statistical uncertainty inherent to the technique makes the absolute determination of the global minimum difficult. To optimize these wave functions we generate a large number of possible minima using many independently generated Monte Carlo ensembles and perform a conjugate gradient optimization. Then we construct histograms of the resulting nominally optimal parameter sets and "filter" them to identify which parameter sets "go together" to generate a local minimum. We follow with correlated-sampling verification runs to find the global minimum. We illustrate this technique for variance and variational energy optimization for a variety of wave functions for small systellls. For such optimized wave functions we calculate the variational energy and variance as well as various non-differential properties. The optimizations are either on par with or superior to determinations in the literature. Furthermore, we show that this technique is sufficiently robust that for molecules one may determine the optimal geometry at tIle same time as one optimizes the variational energy.

Approximate cost of completing the railway from Port Dalhousie to St. Catharines and an estimate of the cost of the piers at Port Dalhousie signed by William Hamilton Merritt

Approximate cost of completing the railway from Port Dalhousie to St. Catharines and an estimate of the cost of the piers at Port Dalhousie signed by William Hamilton Merritt (5 pages, handwritten), July 8, 1854.

Approximate estimate of the cost of completing the Port Dalhousie Railway to the Grand Central Railway Station at Lock 12

Approximate estimate of the cost of completing the Port Dalhousie Railway to the Grand Central Railway Station at Lock 12. This document is badly torn and burned but most of the text is legible, July 14, 1854.

Approximate estimate of the cost of constructing and completing the Port Dalhousie and Thorold Railway to St. Catharines

Approximate estimate of the cost of constructing and completing the Port Dalhousie and Thorold Railway to St. Catharines signed by S.D. Woodruff (2 pages, handwritten), Jan. 8, 1855.

Approximate estimate of the cost of extending the Port Dalhousie and Thorold Railway from Geneva Street to the Great Western Railway Station at Lock no. 12

Approximate estimate of the cost of extending the Port Dalhousie and Thorold Railway from Geneva Street to the Great Western Railway Station at Lock no. 12 (2 copies) [one appears to be a rough copy] (2 pages, handwritten), Feb. 2, 1855.

Memorandum respecting differences between the approximate and the final estimate

Memorandum respecting differences between the approximate and the final estimate (3 ¼ pages, handwritten), n.d.

Second copy of the memorandum respecting differences between the approximate and final estimate but this one has “memorandum of extras of Brown and McDonall contract” written on the outer page

Second copy of the memorandum respecting differences between the approximate and final estimate but this one has “memorandum of extras of Brown and McDonall contract” written on the outer page (3 pages, handwritten), n.d.

Approximate estimate of the cost of macadamizing, grading, bridging and putting in culverts from Hurst’s Bridge above Thorold to Port Robinson

Approximate estimate of the cost of macadamizing, grading, bridging and putting in culverts from Hurst’s Bridge above Thorold to Port Robinson (2 pages, handwritten), n.d.

Chart of approximate quantity of excavation in slides in the deep cut

Chart of approximate quantity of excavation in slides in the deep cut, July 1, 1848.

Photograph - Young girl, Martha. Approximate age 6-9 years old. Ambrotype?

Young girl, Martha. Approximate age 6-9 years old. Ambrotype? Ca. 1850s? Brass matting with brass border. Wooden case. Photograph very faded. 8.5mm x 9.5mm (yellow sticker with “x” on front of case).

A computational fluid dynamic study on the filtering mechanics in suspension feeding marine invertebrates

Les suspensivores ont la tâche importante de séparer les particules de l'eau. Bien qu'une grande gamme de morphologies existe pour les structures d'alimentation, elles sont pratiquement toutes constituées de rangées de cylindres qui interagissent avec leur environnement fluide. Le mécanisme de capture des particules utilisé dépend des contraintes morphologiques, des besoins énergétiques et des conditions d'écoulement. Comme nos objectifs étaient de comprendre ces relations, nous avons eu recours à des études de comparaison pour interpréter les tendances en nature et pour comprendre les conditions qui provoquent de nouveaux fonctionnements. Nous avons utilisé la dynamique des fluides numérique (computational fluid dynamics, CFD) pour créer des expériences contrôlées et pour simplifier les analyses. Notre première étude démontre que les coûts énergétiques associés au pompage dans les espaces petits sont élevés. De plus, le CFD suggère que les fentes branchiales des ptérobranches sont des structures rudimentaires, d'un ancêtre plus grande. Ce dernier point confirme l'hypothèse qu'un ver se nourrit par filtration tel que l'ancêtre des deuterostomes. Notre deuxième étude détermine la gamme du nombre de Reynolds number critique où la performance d'un filtre de balane change. Quand le Re est très bas, les différences morphologiques n'ont pas un grand effet sur le fonctionnement. Cependant, une pagaie devient une passoire lorsque le Re se trouve entre 1 et 3,5. Le CFD s’est dévoilé être un outil très utile qui a permis d’obtenir des détails sur les microfluides. Ces études montrent comment la morphologie et les dynamiques des fluides interagissent avec la mécanisme de capture ou de structures utilisées, ainsi que comment des petits changements de taille, de forme, ou de vitesse d'écoulement peuvent conduire à un nouveau fonctionnement.

Photorealistic Surface Rendering with Microfacet Theory

La synthèse d'images dites photoréalistes nécessite d'évaluer numériquement la manière dont la lumière et la matière interagissent physiquement, ce qui, malgré la puissance de calcul impressionnante dont nous bénéficions aujourd'hui et qui ne cesse d'augmenter, est encore bien loin de devenir une tâche triviale pour nos ordinateurs. Ceci est dû en majeure partie à la manière dont nous représentons les objets: afin de reproduire les interactions subtiles qui mènent à la perception du détail, il est nécessaire de modéliser des quantités phénoménales de géométries. Au moment du rendu, cette complexité conduit inexorablement à de lourdes requêtes d'entrées-sorties, qui, couplées à des évaluations d'opérateurs de filtrage complexes, rendent les temps de calcul nécessaires à produire des images sans défaut totalement déraisonnables. Afin de pallier ces limitations sous les contraintes actuelles, il est nécessaire de dériver une représentation multiéchelle de la matière. Dans cette thèse, nous construisons une telle représentation pour la matière dont l'interface correspond à une surface perturbée, une configuration qui se construit généralement via des cartes d'élévations en infographie. Nous dérivons notre représentation dans le contexte de la théorie des microfacettes (conçue à l'origine pour modéliser la réflectance de surfaces rugueuses), que nous présentons d'abord, puis augmentons en deux temps. Dans un premier temps, nous rendons la théorie applicable à travers plusieurs échelles d'observation en la généralisant aux statistiques de microfacettes décentrées. Dans l'autre, nous dérivons une procédure d'inversion capable de reconstruire les statistiques de microfacettes à partir de réponses de réflexion d'un matériau arbitraire dans les configurations de rétroréflexion. Nous montrons comment cette théorie augmentée peut être exploitée afin de dériver un opérateur général et efficace de rééchantillonnage approximatif de cartes d'élévations qui (a) préserve l'anisotropie du transport de la lumière pour n'importe quelle résolution, (b) peut être appliqué en amont du rendu et stocké dans des MIP maps afin de diminuer drastiquement le nombre de requêtes d'entrées-sorties, et (c) simplifie de manière considérable les opérations de filtrage par pixel, le tout conduisant à des temps de rendu plus courts. Afin de valider et démontrer l'efficacité de notre opérateur, nous synthétisons des images photoréalistes anticrenelées et les comparons à des images de référence. De plus, nous fournissons une implantation C++ complète tout au long de la dissertation afin de faciliter la reproduction des résultats obtenus. Nous concluons avec une discussion portant sur les limitations de notre approche, ainsi que sur les verrous restant à lever afin de dériver une représentation multiéchelle de la matière encore plus générale.

Spin filtering through ferromagnetic BiMnO3 tunnel barriers

We report on experiments of spin filtering through ultrathin single-crystal layers of the insulating and ferromagnetic oxide BiMnO3 (BMO). The spin polarization of the electrons tunneling from a gold electrode through BMO is analyzed with a counterelectrode of the half-metallic oxide La2/3Sr1/3MnO3 (LSMO). At 3 K we find a 50% change of the tunnel resistances according to whether the magnetizations of BMO and LSMO are parallel or opposite. This effect corresponds to a spin-filtering efficiency of up to 22%. Our results thus show the potential of complex ferromagnetic insulating oxides for spin filtering and injection.