Quantum discrete phase space dynamics and its continuous limit

The main aspects of a discrete phase space formalism are presented and the discrete dynamical bracket, suitable for the description of time evolution in finite-dimensional spaces, is discussed. A set of operator bases is defined in such a way that the Weyl-Wigner formalism is shown to be obtained as a limiting case. In the same form, the Moyal bracket is shown to be the limiting case of the discrete dynamical bracket. The dynamics in quantum discrete phase spaces is shown not to be attained from discretization of the continuous case.

Discrete approximations for strict convex continuous time problems and duality

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Unitary Operator Bases and Q-deformed Algebras

Starting from the Schwinger unitary operator bases formalism constructed out of a finite dimensional state space, the well-known q-deformed commutation relation is shown to emerge in a natural way, when the deformation parameter is a root of unity.

Cohomology ring of the brst operator associated to the sum of two pure spinors

In the study of the Type II superstring, it is useful to consider the BRST complex associated to the sum of two pure spinors. The cohomology of this complex is an infinite-dimensional vector space. It is also a finite-dimensional algebra over the algebra of functions of a single pure spinor. In this paper we study the multiplicative structure. © 2013 World Scientific Publishing Company.

A redução de Liapunov-Schmidt e a bifurcação de Hopf

Pós-graduação em Matemática - IBILCE

Predicting breeding values for milk yield of Guzera (Bos indicus) cows using random regression models

Given the importance of Guzera breeding programs for milk production in the tropics, the objective of this study was to compare alternative random regression models for estimation of genetic parameters and prediction of breeding values. Test-day milk yields records (TDR) were collected monthly, in a maximum of 10 measurements. The database included 20,524 records of first lactation from 2816 Guzera cows. TDR data were analyzed by random regression models (RRM) considering additive genetic, permanent environmental and residual effects as random and the effects of contemporary group (CG), calving age as a covariate (linear and quadratic effects) and mean lactation curve as fixed. The genetic additive and permanent environmental effects were modeled by RRM using Wilmink, All and Schaeffer and cubic B-spline functions as well as Legendre polynomials. Residual variances were considered as heterogeneous classes, grouped differently according to the model used. Multi-trait analysis using finite-dimensional models (FDM) for testday milk records (TDR) and a single-trait model for 305-days milk yields (default) using the restricted maximum likelihood method were also carried out as further comparisons. Through the statistical criteria adopted, the best RRM was the one that used the cubic B-spline function with five random regression coefficients for the genetic additive and permanent environmental effects. However, the models using the Ali and Schaeffer function or Legendre polynomials with second and fifth order for, respectively, the additive genetic and permanent environmental effects can be adopted, as little variation was observed in the genetic parameter estimates compared to those estimated by models using the B-spline function. Therefore, due to the lower complexity in the (co)variance estimations, the model using Legendre polynomials represented the best option for the genetic evaluation of the Guzera lactation records. An increase of 3.6% in the accuracy of the estimated breeding values was verified when using RRM. The ranks of animals were very close whatever the RRM for the data set used to predict breeding values. Considering P305, results indicated only small to medium difference in the animals' ranking based on breeding values predicted by the conventional model or by RRM. Therefore, the sum of all the RRM-predicted breeding values along the lactation period (RRM305) can be used as a selection criterion for 305-day milk production. (c) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

Saddle Point and Second Order Optimality in Nondifferentiable Nonlinear Abstract Multiobjective Optimization

This article deals with a vector optimization problem with cone constraints in a Banach space setting. By making use of a real-valued Lagrangian and the concept of generalized subconvex-like functions, weakly efficient solutions are characterized through saddle point type conditions. The results, jointly with the notion of generalized Hessian (introduced in [Cominetti, R., Correa, R.: A generalized second-order derivative in nonsmooth optimization. SIAM J. Control Optim. 28, 789–809 (1990)]), are applied to achieve second order necessary and sufficient optimality conditions (without requiring twice differentiability for the objective and constraining functions) for the particular case when the functionals involved are defined on a general Banach space into finite dimensional ones.

Remarks on the classification of a pair of commuting semilinear operators

Gelfand and Ponomarev [I.M. Gelfand, V.A. Ponomarev, Remarks on the classification of a pair of commuting linear transformations in a finite dimensional vector space, Funct. Anal. Appl. 3 (1969) 325-326] proved that the problem of classifying pairs of commuting linear operators contains the problem of classifying k-tuples of linear operators for any k. We prove an analogous statement for semilinear operators. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.

On delta-derivations of n-ary algebras

We give a description of delta-derivations of (n + 1)-dimensional n-ary Filippov algebras and, as a consequence, of simple finite-dimensional Filippov algebras over an algebraically closed field of characteristic zero. We also give new examples of non-trivial delta-derivations of Filippov algebras and show that there are no non-trivial delta-derivations of the simple ternary Mal'tsev algebra M-8.

Charakterisierung und Konvergenz mehrdimensionaler kontinuierlicher Verzweigungsprozesse

In dieser Arbeit wird eine Klasse von stochastischen Prozessen untersucht, die eine abstrakte Verzweigungseigenschaft besitzen. Die betrachteten Prozesse sind homogene Markov-Prozesse in stetiger Zeit mit Zuständen im mehrdimensionalen reellen Raum und dessen Ein-Punkt-Kompaktifizierung. Ausgehend von Minimalforderungen an die zugehörige Übergangsfunktion wird eine vollständige Charakterisierung der endlichdimensionalen Verteilungen mehrdimensionaler kontinuierlicher Verzweigungsprozesse vorgenommen. Mit Hilfe eines erweiterten Laplace-Kalküls wird gezeigt, dass jeder solche Prozess durch eine bestimmte spektral positive unendlich teilbare Verteilung eindeutig bestimmt ist. Umgekehrt wird nachgewiesen, dass zu jeder solchen unendlich teilbaren Verteilung ein zugehöriger Verzweigungsprozess konstruiert werden kann. Mit Hilfe der allgemeinen Theorie Markovscher Operatorhalbgruppen wird sichergestellt, dass jeder mehrdimensionale kontinuierliche Verzweigungsprozess eine Version mit Pfaden im Raum der cadlag-Funktionen besitzt. Ferner kann die (funktionale) schwache Konvergenz der Prozesse auf die vage Konvergenz der zugehörigen Charakterisierungen zurückgeführt werden. Hieraus folgen allgemeine Approximations- und Konvergenzsätze für die betrachtete Klasse von Prozessen. Diese allgemeinen Resultate werden auf die Unterklasse der sich verzweigenden Diffusionen angewendet. Es wird gezeigt, dass für diese Prozesse stets eine Version mit stetigen Pfaden existiert. Schließlich wird die allgemeinste Form der Fellerschen Diffusionsapproximation für mehrtypige Galton-Watson-Prozesse bewiesen.

Algebraische Beschreibung von Symmetrien: das Modell der Nichtkommutativen Multi-Tori

In der Nichtkommutativen Geometrie werden Räume und Strukturen durch Algebren beschrieben. Insbesondere werden hierbei klassische Symmetrien durch Hopf-Algebren und Quantengruppen ausgedrückt bzw. verallgemeinert. Wir zeigen in dieser Arbeit, daß der bekannte Quantendoppeltorus, der die Summe aus einem kommutativen und einem nichtkommutativen 2-Torus ist, nur den Spezialfall einer allgemeineren Konstruktion darstellt, die der Summe aus einem kommutativen und mehreren nichtkommutativen n-Tori eine Hopf-Algebren-Struktur zuordnet. Diese Konstruktion führt zur Definition der Nichtkommutativen Multi-Tori. Die Duale dieser Multi-Tori ist eine Kreuzproduktalgebra, die als Quantisierung von Gruppenorbits interpretiert werden kann. Für den Fall von Wurzeln der Eins erhält man wichtige Klassen von endlich-dimensionalen Kac-Algebren, insbesondere die 8-dim. Kac-Paljutkin-Algebra. Ebenfalls für Wurzeln der Eins kann man die Nichtkommutativen Multi-Tori als Hopf-Galois-Erweiterungen des kommutativen Torus interpretieren, wobei die Rolle der typischen Faser von einer endlich-dimensionalen Hopf-Algebra gespielt wird. Der Nichtkommutative 2-Torus besitzt bekanntlich eine u(1)xu(1)-Symmetrie. Wir zeigen, daß er eine größere Quantengruppen-Symmetrie besitzt, die allerdings nicht auf die Spektralen Tripel des Nichtkommutativen Torus fortgesetzt werden kann.

Pseudodifferential operators on Hilbert space riggings with associated psi *-algebras and generalized Hörmander classes

The present thesis is concerned with certain aspects of differential and pseudodifferential operators on infinite dimensional spaces. We aim to generalize classical operator theoretical concepts of pseudodifferential operators on finite dimensional spaces to the infinite dimensional case. At first we summarize some facts about the canonical Gaussian measures on infinite dimensional Hilbert space riggings. Considering the naturally unitary group actions in $L^2(H_-,gamma)$ given by weighted shifts and multiplication with $e^{iSkp{t}{cdot}_0}$ we obtain an unitary equivalence $F$ between them. In this sense $F$ can be considered as an abstract Fourier transform. We show that $F$ coincides with the Fourier-Wiener transform. Using the Fourier-Wiener transform we define pseudodifferential operators in Weyl- and Kohn-Nirenberg form on our Hilbert space rigging. In the case of this Gaussian measure $gamma$ we discuss several possible Laplacians, at first the Ornstein-Uhlenbeck operator and then pseudo-differential operators with negative definite symbol. In the second case, these operators are generators of $L^2_gamma$-sub-Markovian semi-groups and $L^2_gamma$-Dirichlet-forms. In 1992 Gramsch, Ueberberg and Wagner described a construction of generalized Hörmander classes by commutator methods. Following this concept and the classical finite dimensional description of $Psi_{ro,delta}^0$ ($0leqdeltaleqroleq 1$, $delta< 1$) in the $C^*$-algebra $L(L^2)$ by Beals and Cordes we construct in both cases generalized Hörmander classes, which are $Psi^*$-algebras. These classes act on a scale of Sobolev spaces, generated by our Laplacian. In the case of the Ornstein-Uhlenbeck operator, we prove that a large class of continuous pseudodifferential operators considered by Albeverio and Dalecky in 1998 is contained in our generalized Hörmander class. Furthermore, in the case of a Laplacian with negative definite symbol, we develop a symbolic calculus for our operators. We show some Fredholm-criteria for them and prove that these Fredholm-operators are hypoelliptic. Moreover, in the finite dimensional case, using the Gaussian-measure instead of the Lebesgue-measure the index of these Fredholm operators is still given by Fedosov's formula. Considering an infinite dimensional Heisenberg group rigging we discuss the connection of some representations of the Heisenberg group to pseudo-differential operators on infinite dimensional spaces. We use this connections to calculate the spectrum of pseudodifferential operators and to construct generalized Hörmander classes given by smooth elements which are spectrally invariant in $L^2(H_-,gamma)$. Finally, given a topological space $X$ with Borel measure $mu$, a locally compact group $G$ and a representation $B$ of $G$ in the group of all homeomorphisms of $X$, we construct a Borel measure $mu_s$ on $X$ which is invariant under $B(G)$.

Computer simulation studies of vector spin glasses

Die vorliegende Doktorarbeit befasst sich mit klassischen Vektor-Spingläsern eine Art von ungeordneten Magneten - auf verschiedenen Gittertypen. Da siernbedeutsam für eine experimentelle Realisierung sind, ist ein theoretisches Verständnis von Spinglas-Modellen mit wenigen Spinkomponenten und niedriger Gitterdimension von großer Bedeutung. Da sich dies jedoch als sehr schwierigrnerweist, sind neue, aussichtsreiche Ansätze nötig. Diese Arbeit betrachtet daher den Limesrnunendlich vieler Spindimensionen. Darin entstehen mehrere Vereinfachungen im Vergleichrnzu Modellen niedriger Spindimension, so dass für dieses bedeutsame Problem Eigenschaften sowohl bei Temperatur Null als auch bei endlichen Temperaturenrnüberwiegend mit numerischen Methoden ermittelt werden. Sowohl hyperkubische Gitter als auch ein vielseitiges 1d-Modell werden betrachtet. Letzteres erlaubt es, unterschiedliche Universalitätsklassen durch bloßes Abstimmen eines einzigen Parameters zu untersuchen. "Finite-size scaling''-Formen, kritische Exponenten, Quotienten kritischer Exponenten und andere kritische Größen werden nahegelegt und mit numerischen Ergebnissen verglichen. Eine detaillierte Beschreibung der Herleitungen aller numerisch ausgewerteter Gleichungen wird ebenso angegeben. Bei Temperatur Null wird eine gründliche Untersuchung der Grundzustände und Defektenergien gemacht. Eine Reihe interessanter Größen wird analysiert und insbesondere die untere kritische Dimension bestimmt. Bei endlicher Temperatur sind der Ordnungsparameter und die Spinglas-Suszeptibilität über die numerisch berechnete Korrelationsmatrix zugänglich. Das Spinglas-Modell im Limes unendlich vieler Spinkomponenten kann man als Ausgangspunkt zur Untersuchung der natürlicheren Modelle mit niedriger Spindimension betrachten. Wünschenswert wäre natürlich ein Modell, das die Vorteile des ersten mit den Eigenschaften des zweiten verbände. Daher wird in Modell mit Anisotropie vorgeschlagen und getestet, mit welchem versucht wird, dieses Ziel zu erreichen. Es wird auf reizvolle Wege hingewiesen, das Modell zu nutzen und eine tiefergehende Beschäftigung anzuregen. Zuletzt werden sogenannte "real-space" Renormierungsgruppenrechnungen sowohl analytisch als auch numerisch für endlich-dimensionale Vektor-Spingläser mit endlicher Anzahl von Spinkomponenten durchgeführt. Dies wird mit einer zuvor bestimmten neuen Migdal-Kadanoff Rekursionsrelation geschehen. Neben anderen Größen wird die untere kritische Dimension bestimmt.

Problems in the classical calculus of variations

This dissertation concerns convergence analysis for nonparametric problems in the calculus of variations and sufficient conditions for weak local minimizer of a functional for both nonparametric and parametric problems. Newton's method in infinite-dimensional space is proved to be well-defined and converges quadratically to a weak local minimizer of a functional subject to certain boundary conditions. Sufficient conditions for global converges are proposed and a well-defined algorithm based on those conditions is presented and proved to converge. Finite element discretization is employed to achieve an implementable line-search-based quasi-Newton algorithm and a proof of convergence of the discretization of the algorithm is included. This work also proposes sufficient conditions for weak local minimizer without using the language of conjugate points. The form of new conditions is consistent with the ones in finite-dimensional case. It is believed that the new form of sufficient conditions will lead to simpler approaches to verify an extremal as local minimizer for well-known problems in calculus of variations.

Crystalline Confinement

We show that exotic phases arise in generalized lattice gauge theories known as quantum link models in which classical gauge fields are replaced by quantum operators. While these quantum models with discrete variables have a finite-dimensional Hilbert space per link, the continuous gauge symmetry is still exact. An efficient cluster algorithm is used to study these exotic phases. The (2+1)-d system is confining at zero temperature with a spontaneously broken translation symmetry. A crystalline phase exhibits confinement via multi stranded strings between chargeanti-charge pairs. A phase transition between two distinct confined phases is weakly first order and has an emergent spontaneously broken approximate SO(2) global symmetry. The low-energy physics is described by a (2 + 1)-d RP(1) effective field theory, perturbed by a dangerously irrelevant SO(2) breaking operator, which prevents the interpretation of the emergent pseudo-Goldstone boson as a dual photon. This model is an ideal candidate to be implemented in quantum simulators to study phenomena that are not accessible using Monte Carlo simulations such as the real-time evolution of the confining string and the real-time dynamics of the pseudo-Goldstone boson.