Exact quantum Monte Carlo methods for correlated electron systems

Thema dieser Arbeit ist die Entwicklung und Kombination verschiedener numerischer Methoden, sowie deren Anwendung auf Probleme stark korrelierter Elektronensysteme. Solche Materialien zeigen viele interessante physikalische Eigenschaften, wie z.B. Supraleitung und magnetische Ordnung und spielen eine bedeutende Rolle in technischen Anwendungen. Es werden zwei verschiedene Modelle behandelt: das Hubbard-Modell und das Kondo-Gitter-Modell (KLM). In den letzten Jahrzehnten konnten bereits viele Erkenntnisse durch die numerische Lösung dieser Modelle gewonnen werden. Dennoch bleibt der physikalische Ursprung vieler Effekte verborgen. Grund dafür ist die Beschränkung aktueller Methoden auf bestimmte Parameterbereiche. Eine der stärksten Einschränkungen ist das Fehlen effizienter Algorithmen für tiefe Temperaturen.rnrnBasierend auf dem Blankenbecler-Scalapino-Sugar Quanten-Monte-Carlo (BSS-QMC) Algorithmus präsentieren wir eine numerisch exakte Methode, die das Hubbard-Modell und das KLM effizient bei sehr tiefen Temperaturen löst. Diese Methode wird auf den Mott-Übergang im zweidimensionalen Hubbard-Modell angewendet. Im Gegensatz zu früheren Studien können wir einen Mott-Übergang bei endlichen Temperaturen und endlichen Wechselwirkungen klar ausschließen.rnrnAuf der Basis dieses exakten BSS-QMC Algorithmus, haben wir einen Störstellenlöser für die dynamische Molekularfeld Theorie (DMFT) sowie ihre Cluster Erweiterungen (CDMFT) entwickelt. Die DMFT ist die vorherrschende Theorie stark korrelierter Systeme, bei denen übliche Bandstrukturrechnungen versagen. Eine Hauptlimitation ist dabei die Verfügbarkeit effizienter Störstellenlöser für das intrinsische Quantenproblem. Der in dieser Arbeit entwickelte Algorithmus hat das gleiche überlegene Skalierungsverhalten mit der inversen Temperatur wie BSS-QMC. Wir untersuchen den Mott-Übergang im Rahmen der DMFT und analysieren den Einfluss von systematischen Fehlern auf diesen Übergang.rnrnEin weiteres prominentes Thema ist die Vernachlässigung von nicht-lokalen Wechselwirkungen in der DMFT. Hierzu kombinieren wir direkte BSS-QMC Gitterrechnungen mit CDMFT für das halb gefüllte zweidimensionale anisotrope Hubbard Modell, das dotierte Hubbard Modell und das KLM. Die Ergebnisse für die verschiedenen Modelle unterscheiden sich stark: während nicht-lokale Korrelationen eine wichtige Rolle im zweidimensionalen (anisotropen) Modell spielen, ist in der paramagnetischen Phase die Impulsabhängigkeit der Selbstenergie für stark dotierte Systeme und für das KLM deutlich schwächer. Eine bemerkenswerte Erkenntnis ist, dass die Selbstenergie sich durch die nicht-wechselwirkende Dispersion parametrisieren lässt. Die spezielle Struktur der Selbstenergie im Impulsraum kann sehr nützlich für die Klassifizierung von elektronischen Korrelationseffekten sein und öffnet den Weg für die Entwicklung neuer Schemata über die Grenzen der DMFT hinaus.

Targeting neuronal populations by AAV-mediated gene transfer for studying the endocannabinoid system

The cannabinoid type 1 (CB1) receptor is involved in a plethora of physiological functions and heterogeneously expressed on different neuronal populations. Several conditional loss-of-function studies revealed distinct effects of CB1 receptor signaling on glutamatergic and GABAergic neurons, respectively. To gain a comprehensive picture of CB1 receptor-mediated effects, the present study aimed at developing a gain-of-function approach, which complements conditional loss-of-function studies. Therefore, adeno-associated virus (AAV)-mediated gene delivery and Cre-mediated recombination were combined to recreate an innovative method, which ensures region- and cell type-specific transgene expression in the brain. This method was used to overexpress the CB1 receptor in glutamatergic pyramidal neurons of the mouse hippocampus. Enhanced CB1 receptor activity at glutamatergic terminals caused impairment in hippocampus-dependent memory performance. On the other hand, elevated CB1 receptor levels provoked an increased protection against kainic acid-induced seizures and against excitotoxic neuronal cell death. This finding indicates the protective role of CB1 receptor on hippocampal glutamatergic terminals as a molecular stout guard in controlling excessive neuronal network activity. Hence, CB1 receptor on glutamatergic hippocampal neurons may represent a target for novel agents to restrain excitotoxic events and to treat neurodegenerative diseases. Endocannabinoid synthesizing and degrading enzymes tightly regulate endocannabinoid signaling, and thus, represent a promising therapeutic target. To further elucidate the precise function of the 2-AG degrading enzyme monoacylglycerol lipase (MAGL), MAGL was overexpressed specifically in hippocampal pyramidal neurons. This genetic modification resulted in highly increased MAGL activity accompanied by a 50 % decrease in 2-AG levels without affecting the content of arachidonic acid and anandamide. Elevated MAGL protein levels at glutamatergic terminals eliminated depolarization-induced suppression of excitation (DSE), while depolarization-induced suppression of inhibition (DSI) was unchanged. This result indicates that the on-demand availability of the endocannabinoid 2-AG is crucial for short-term plasticity at glutamatergic synapses in the hippocampus. Mice overexpressing MAGL exhibited elevated corticosterone levels under basal conditions and an increase in anxiety-like behavior, but surprisingly, showed no changes in aversive memory formation and in seizure susceptibility. This finding suggests that 2 AG-mediated hippocampal DSE is essential for adapting to aversive situations, but is not required to form aversive memory and to protect against kainic acid-induced seizures. Thus, specific inhibition of MAGL expressed in hippocampal pyramidal neurons may represent a potential treatment strategy for anxiety and stress disorders. Finally, the method of AAV-mediated cell type-specific transgene expression was advanced to allow drug-inducible and reversible transgene expression. Therefore, elements of the tetracycline-controlled gene expression system were incorporated in our “conditional” AAV vector. This approach showed that transgene expression is switched on after drug application and that background activity in the uninduced state was only detectable in scattered cells of the hippocampus. Thus, this AAV vector will proof useful for future research applications and gene therapy approaches.

Waldbrandprognose und Waldbrandbekämpfung in Deutschland

Ist Deutschland auf Waldbrandkatastrophen vorbereitet? Dies ist die zentrale Frage dieser wissenschaftlichen Arbeit. Zahlreiche Großwaldbrände der Vergangenheit zeigen ein deutliches Waldbrandpotential für die bundesdeutschen Areale, speziell in Ostdeutschland. Als eine der Folgen des global warming ist zukünftig mit einem Anstieg der Gefahrensituation zu rechnen. Anhand der Untersuchung zweier Katastrophenwaldbrände wurden Schwachstellen bei der Bekämpfung dieser Waldbrände aufgezeigt, aber auch positive Aspekte herausgestellt. Die wichtigste Erkenntnis ist hierbei die große Bedeutung der Brandbekämpfung aus der Luft. Sie spielt die Schlüsselrolle bei der Bekämpfung von Großwaldbränden. Daher untersucht diese Arbeit die aktuelle Situation in Deutschland und erstellt erstmals ein bundesweites Kataster der Hubschrauberaußenlastbehälter sowie den dazugehörigen Trägerfahrzeugen (Hubschrauber). Aufgrund dieses Katasters sowie einer Auflistung der Systeme zur Branddetektion (Feuerwachtürme und kameragestützte Systeme) kommt diese Arbeit zu dem Ergebnis, dass man in Deutschland gut auf Waldbrandkatastrophen vorbereitet ist. Gleichzeitig liefert diese Arbeit aber auch Optimierungsmöglichkeiten in Form eines Maßnahmenkatalogs. So ist beispielsweise das System der Waldbrandprognose nach M-68 zu überarbeiten, da es die tatsächliche Gefährdungslage teilweise unterschätzt, Simulationsprogramme zur Ausbreitung von Waldbränden sind zu entwickeln, Sicherheitsregeln sind einzuführen. Weiterhin ist die indirekte Brandbekämpfung durch die Aufstellung von task-forces in Deutschland erstmalig zu ermöglichen.

Das illiterate Ich als Historiograph der Katastrophe: Zur Konstruktion von Geschichte in Hans Heberles "Zeytregister" (1618-1672)

Das "Zeytregister" des Neenstettener Schusters Hans Heberle zählt zu den bekanntesten Ego-Dokumenten des 17. Jahrhunderts, da es den seltenen Fall einer Chronik des Dreißigjährigen Krieges aus dörflicher Perspektive darstellt. Der vorliegende Beitrag möchte an diesem prominenten Beispiel modellhaft die Möglichkeiten und Grenzen historischen Verstehens erkunden, indem er unterschiedliche Zugriffsweisen erprobt. Dabei gelangt er zu der Erkenntnis, dass es nicht so sehr die expliziten Aussagen des Selbstzeugnisses sind, die über die individuelle Disposition des Autors informieren, als vielmehr gerade sein konstruktiver, individuelles Erleben überformender Grundzug und die durch ihn provozierten Spannungen des diskursiven Arrangements. Methodologische Überlegungen zu einer interdisziplinären Verknüpfung von literatur- und geschichtswissenschaftlichen Ansätzen schließen sich an.

Zur sozialen Logik der Kunstindustrie

Der Beitrag versteht sich als erste Etappe zu einer integrativen soziologischen Kritik des globalkulturellen Systems ›Gegenwartskunst‹. Vorgeschlagen wird ein Zugang, der die ökonomischen und politischen Funktionalisierungen des Kunstsystems in Hinblick auf soziale, politische und ästhetische Problemfelder wie auch Potentiale kritisch untersucht. Im ersten Teil wird der Begriff der ›Kunstindustrie‹ als Erkenntnis leitende Matrize eingeführt und in seinen verschiedenen historischen sowie aktuellen Verwendungsweisen diskutiert. Der zweite Teil des Beitrags widmet sich der Analyse eines exemplarischen Phänomens der ›Kunstindustrie‹: dem ökonometrischen System des Artist Rankings. An den seit den späten 1990er Jahren im Umfeld der Informationsindustrie entwickelten Rankingsystemen lassen sich einige wichtige Auswirkungen der neuen Funktionalisierungsformen des Kunstsystems ablesen.

Zur sozialen Logik der Kunstindustrie

Der Beitrag versteht sich als erste Etappe zu einer integrativen soziologischen Kritik des globalkulturellen Systems ›Gegenwartskunst‹. Vorgeschlagen wird ein Zugang, der die ökonomischen und politischen Funktionalisierungen des Kunstsystems in Hinblick auf soziale, politische und ästhetische Problemfelder wie auch Potentiale kritisch untersucht. Im ersten Teil wird der Begriff der ›Kunstindustrie‹ als Erkenntnis leitende Matrize eingeführt und in seinen verschiedenen historischen sowie aktuellen Verwendungsweisen diskutiert. Der zweite Teil des Beitrags widmet sich der Analyse eines exemplarischen Phänomens der ›Kunstindustrie‹: dem ökonometrischen System des Artist Rankings. An den seit den späten 1990er Jahren im Umfeld der Informationsindustrie entwickelten Rankingsystemen lassen sich einige wichtige Auswirkungen der neuen Funktionalisierungsformen des Kunstsystems ablesen.

Social-Software-Portfolios im Einsatz

Die Dissertationsschrift widmet sich der Erforschung des Online-Lernens mittels Weblogs unter Anwendung der E-Portfolio Methode als einer seit mehreren Jahren verstärkt aufkommenden Lern- und Präsentationsform im Bildungskontext. Über mehrere Lehrveranstaltungen des Studiengangs "Angewandte Medien- und Kommunikationswissenschaft" an der Technischen Universität Ilmenau hinweg wurden drei Fallstudien gebildet. Innerhalb dieser wurde das Führen von eigenen E-Portfolio Blogs durch Studierende über einen Zeitraum von etwa drei Jahren evaluiert. Als Evaluationsziel wurde anhand spezifischer Fragestellungen ermittelt, wie das damit einhergehende selbstgesteuert-konnektive Lernen zu entsprechendem Erfolg führen kann. Hierbei wurde insbesondere die Teildimension Medienkompetenz im Spannungsfeld von Lernaktivität, Wissenserwerb und Informations-/Wissensmanagement betrachtet sowie weitere intervenierende Variablen, wie zum Beispiel Aufwand oder Akzeptanz, berücksichtigt. Inhaltlich wurden zunächst begriffliche Grundlagen dargestellt, die Nutzung von E-Portfolios in Theorie und Praxis beschrieben, Medienkompetenz-Ansätze detailliert aufgezeigt sowie in den Kontext von E-Portfolios gebracht und schließlich eine umfangreiche Analyse des Forschungsstandes aufbereitet. Diese gingen mit Erkenntnissen aus einer qualitativen Vorstudie in Form von fünf leitfadengestützten Experteninterviews einher. Die darauf aufbauende Hauptstudie widmete sich anschließend der Erhebung und Auswertung quantitativer Daten anhand von Online-Befragungen mit den Studierenden zu fünf Zeitpunkten aus intra- und interindividueller Perspektive. Als markanteste empirische Erkenntnis der Arbeit kann festgehalten werden, dass es durch das selbstgesteuert-konnektive Lernen mit E-Portfolio Blogs zu einer nachhaltigen Förderung der Medienkompetenz kommt, die sich auch in signifikanten Zusammenhängen mit den anderen Teildimensionen und intervenierenden Variablen widerspiegelt. Darüber hinaus bieten sich aber auch Potenziale für eine steigende Lernaktivität, einen ansteigenden Wissenserwerb und ein verbessertes Informations-/Wissensmanagement, die es aber noch weiterführend zu erforschen gilt. Demgegenüber können allerdings der entstehende und kontinuierlich hohe Aufwand sowie die erforderliche (Eigen-) Motivation als entscheidende Herausforderungen dieser Lernmethode identifiziert werden.

Eine Analyse der Sportpartizipation von Mädchen in der Schweiz – Kritische Bestandsaufnahme und weiterführende qualitative Studie

Das von der Laureus Stiftung Schweiz geförderte Programm Girls in Sport beinhaltet die gleichnamige Studie zum Sportverhalten und zu den Sportbedürfnissen von Mädchen ab 10 Jahren in der Schweiz. Prinzipiell sind Mädchen an Bewegung und am Sport interessiert. Im historischen Vergleich haben sie inzwischen einen sportiven Lebensstil entwickelt, zeigen vielfältige Sport- und Bewegungsinteressen sowie ein Bedürfnis, sich sportlich zu bewegen (Gramespacher & Feltz 2009; Hartmann-Tews 2009). Allerdings verdeutlichen die Daten des ersten umfassenden Sportberichts Sport Schweiz 2008 (Lamprecht et al. 2008), dass sich für Mädchen in der Schweiz Barrieren auf dem Weg in den (organisierten) Sport ergeben. Die Hindernisse sind teilweise in den Strukturen des Sports selbst verortet, zum Teil aber entstehen sie auch aufgrund sozialer und kultureller Ungleichheiten. So zeigt sich etwa, dass Mädchen bildungsferner Milieus und Mädchen mit Migrationshintergrund in Schweizer Sportvereinen unterrepräsentiert sind. Die zentralen Forschungsfragen der Studie Girls in Sport lauten: Welche sportbezogenen Interessen haben Mädchen in der Schweiz? Welche Hindernisse erfahren sie auf ihrem Weg in den Sport? Wie können Mädchen besser in den (organisierten) Sport integriert werden? Zuerst ist eine Re-Analyse der auf die Mädchen bezogenen Daten von Sport Schweiz 2008 erfolgt (Fischer et al. 2012). Eine zentrale Erkenntnis dieser Teilstudie ist, dass Mädchen in den drei Sprachregionen der Schweiz (deutsch, französisch und italienisch) signifikant unterschiedliches Interesse am Verhalten im Sport zeigen. Im zweiten Teil der Studie werden im Sommer 2012 mittels qualitativer Methoden zu erhebende Daten von Mädchen in den drei Sprachregionen der Schweiz gewonnen. Die Daten werden in einer Aufsatzstudie (vgl. Faulstich-Wieland & Horstkemper 1995, S. 17f.) sowie anhand einiger Gruppeninterviews gewonnen. Sie sollen Aufschluss darüber geben, wie Mädchen ihre Situation in den Sportvereinen deuten, und welche Interessen Mädchen an Sportvereinen oder anderen organisierten Sportinstanzen haben. Diese Teilstudie bildet insofern eine Herausforderung, da die meist vielgestaltigen Interessenlagen von Mädchen (Gramespacher & Feltz 2009) zu erfassen und zugleich mit Blick auf deren kulturelle Einbindungen – sowohl in der Schweiz als auch in Bezug auf ihren möglichen Migrationshintergrund – zu reflektieren sind. Sie bietet allerdings zugleich die Chance, die Mädchen selbst zu Wort kommen zu lassen. Damit folgt diese Teilstudie einem Grundsatz der Kindheitsforschung (Alanen 1997), dessen Beachtung es ermöglicht, dass die Mädchen die Chance erhalten, ihre eigenen Vorstellungen, Wünsche und Visionen über einen „idealen“ Sportverein differenziert darzulegen. Der Abgleich zwischen der Vorstellung der Mädchen und der in Studien dargelegten Situation der Sportvereine in der Schweiz (Lamprecht et al. 2011) wird schließlich dazu beitragen, die oben genannten Forschungsfragen aufzuklären. Literatur Alanen, L. (1997). Soziologie der Kindheit als Projekt: Perspektiven für die Forschung. Zeitschrift für Soziologie, der Erziehung und Sozialisation 17(1), 162-177. Faulstich-Wieland, H. & Horstkemper, M. (1995). „Trennt uns bitte, bitte nicht!“ Koedukation aus Mädchen und Jungensicht. Opladen: Leske + Budrich. Fischer, A., Lamprecht, M. & Stamm, H. P. (2012). Sportaktivitäten von Mädchen und jungen Frauen in der Schweiz. Die wichtigsten Fakten. Zürich. Gramespacher, E. & Feltz, N. (Hrsg.). (2009). Bewegungskulturen von Mädchen – Bewegungsarbeit mit Mädchen. Immenhausen: Prolog-Verlag. Hartmann-Tews, I. (2009). Sportentwicklung und Inklusion aus Geschlechterperspektive. In: E. Balz & D. Kuhlmann (Hrsg.), Sportentwicklung. Grundlagen und Facetten (S. 65-75). Aachen: Meyer & Meyer. Lamprecht, M., Fischer, A. & Stamm, H. P. (2011). Sportvereine in der Schweiz. Magglingen: BASPO. Lamprecht, M., Fischer, A. & Stamm, H. P. (2008). Sport Schweiz 2008. Das Sportverhalten der Schweizer Bevölkerung. Magglingen: BASPO.

Die Kamerabrillenmethode – eine erkenntnistheoretische Begründung

Beobachtung und Videografie haben eine lange Tradition in der psychologischen Forschung. In unseren Studien erfassen wir die Umwelten von aggressiven Jungen und Mädchen mit einer neu entwickelten Kamerabrillenmethode. Die Jugendlichen tragen die Brillen über ganze Tagesverläufe und registrieren so das Geschehen aus ihrer räumlichen Perspektive. Die Forschenden kodieren diese Aufnahmen am Computer. Im vorliegenden Artikel wird nun der methodische Neuansatz vor einem erkenntnistheoretischen Hintergrund kritisch reflektiert. Was geschieht eigentlich, wenn wir beobachten? Wie lässt sich der Erkenntnisprozess als mehrfache Reduktion und Konstruktion fassen? Inwieweit unterscheidet sich das Wahrnehmungsfeld der Brillentragenden und der Forschenden? Welche Gemeinsamkeiten und Unterschiede bestehen zwischen einer Kamerabrille und dem menschlichen Auge? Videografie verleitet zu der Annahme, Realität könne mit einer Kamera abgebildet werden. Erkenntnis entsteht jedoch in einem hoch reduktiven und konstruktiven Prozess der Welterzeugung. Aus verschiedenen Arten der Welterzeugung resultieren verschiedene Weltversionen. Dies darf aber keinesfalls als Aufforderung zur Beliebigkeit verstanden werden. Die erzeugten Versionen der Welt müssen den Kriterien der Viabilität und der Intersubjektivität genügen.

Quantitative und qualitative Forschung - Berührungspunkte

Dieser [Beitrag] geht mit verhaltener Skepsis der Frage nach, wie quantitative und qualitative Forschung bzw. ihre Ergebnisse erkenntnis-bereichernd miteinander kombiniert werden können. Dazu werden exemplarisch zwei Kombinationsmöglichkeiten dargestellt und im Hinblick auf ihren Mehrwert diskutiert: a) Ergebnisse aus der quantitativen Forschung werden anhand qualitativer Befunde differenzierter erklärt und b) Ergebnisse aus der qualitativen Forschung werden anhand quantitativer Methoden umfassender bzw. tiefer verstanden.

Key note lecture: Einführung in die Musikedition

Digitale Methoden stellen die Musikedition vor besondere Herausforderungen, die nicht nur die Form sondern auch den Inhalt und die Rezeption der Editionen betrifft. Der generelle Optimismus über die unbegrenzten Möglichkeiten, die digitale Medien bieten, stehte die ernüchternde Erkenntnis gegenüber, dass das Kosten-Nutzen Verhältnis bei Musik viel schlechter ausfällt als bei Texten sowie die Ungewissheit über die nachhaltige Lesbarkeit gegenüber.

Disziplinarische Verantwortlichkeit im öffentlichen Dienst: Analyse der gesetzlichen Regelung im Bund und im Kanton Zürich

Ziel vorliegender Arbeit ist, das Disziplinarrecht und dessen tendenzielle Abschaffung aufzu-arbeiten. Dazu wird im ersten Teil der Arbeit geprüft, ob die Grundlagen des Disziplinarrechts - die disziplinarrechtliche Verantwortlichkeit, das besondere Rechtsverhältnis sowie die Treuepflicht - nach wie vor bedeutsam sind. Weiter wird das Disziplinarwesen als rechtliches Institut begründet und die Restbestimmungen des Disziplinarrechts werden veranschaulicht. Gegenstand der Aufzeichnung des Ist-Zustandes ist weiter, den Inhalt des Disziplinarrechts aufzuzeigen und dieses von der Administrativuntersuchung, dem Strafverfahren, dem perso-nalrechtlichen Verfahren und der Umsetzung ethischer Standards abzugrenzen, um festzu-stellen, ob eines dieser Verfahren in der modernen Verwaltung dazu geeignet ist, die Funkti-on des Disziplinarverfahrens zu übernehmen. Im zweiten Teil der Arbeit werden die gewonnenen Erkenntnis verarbeitet, indem der Rege-lungsbedarf aufgezeigt und ein gesetzlicher Lösungsvorschlag präsentiert wird. Obwohl seit dem Abschluss der Dissertation wesentliche Änderungen in der Gesetzgebung vollzogen wurden, bleibt die Analyse in den Grundzügen relevant und die darauf gestützte Diskussion grundsätzlicher Fragen als Diskussionsgrundlage der disziplinarrechtlichen Ver-antwortlichkeit wesentlich. Die gewonnenen Erkenntnisse dienen dazu, interdisziplinäre Lö-sungen zu entwickeln, welche langfristig institutionelle Ordnung sicherzustellen und das Ver-trauen der Bevölkerung in staatliche Institutionen aufrecht zu erhalten vermögen.

Doppeldiagnosen: 20 Jahre Suchtdiskurs

Sucht und insbesondere Drogenabhängigkeit wurden als primär soziale Probleme angesehen. Erst mit der Zeit entwickelte sich die Erkenntnis, dass die Störung eng mit diversen weiteren psychischen Problemen verbunden ist und dass ein integriertes psychiatrisches Vorgehen vonnöten ist. Dadurch entstand eine Verschiebung von Fürsorge Richtung Gesundheit. Letztlich bleiben aber diverse Probleme der Diagnostik ungelöst.