Computer simulation methods to study interfacial tensions : from the Ising model to colloidal crystals

In condensed matter systems, the interfacial tension plays a central role for a multitude of phenomena. It is the driving force for nucleation processes, determines the shape and structure of crystalline structures and is important for industrial applications. Despite its importance, the interfacial tension is hard to determine in experiments and also in computer simulations. While for liquid-vapor interfacial tensions there exist sophisticated simulation methods to compute the interfacial tension, current methods for solid-liquid interfaces produce unsatisfactory results.rnrnAs a first approach to this topic, the influence of the interfacial tension on nuclei is studied within the three-dimensional Ising model. This model is well suited because despite its simplicity, one can learn much about nucleation of crystalline nuclei. Below the so-called roughening temperature, nuclei in the Ising model are not spherical anymore but become cubic because of the anisotropy of the interfacial tension. This is similar to crystalline nuclei, which are in general not spherical but more like a convex polyhedron with flat facets on the surface. In this context, the problem of distinguishing between the two bulk phases in the vicinity of the diffuse droplet surface is addressed. A new definition is found which correctly determines the volume of a droplet in a given configuration if compared to the volume predicted by simple macroscopic assumptions.rnrnTo compute the interfacial tension of solid-liquid interfaces, a new Monte Carlo method called ensemble switch method'' is presented which allows to compute the interfacial tension of liquid-vapor interfaces as well as solid-liquid interfaces with great accuracy. In the past, the dependence of the interfacial tension on the finite size and shape of the simulation box has often been neglected although there is a nontrivial dependence on the box dimensions. As a consequence, one needs to systematically increase the box size and extrapolate to infinite volume in order to accurately predict the interfacial tension. Therefore, a thorough finite-size scaling analysis is established in this thesis. Logarithmic corrections to the finite-size scaling are motivated and identified, which are of leading order and therefore must not be neglected. The astounding feature of these logarithmic corrections is that they do not depend at all on the model under consideration. Using the ensemble switch method, the validity of a finite-size scaling ansatz containing the aforementioned logarithmic corrections is carefully tested and confirmed. Combining the finite-size scaling theory with the ensemble switch method, the interfacial tension of several model systems, ranging from the Ising model to colloidal systems, is computed with great accuracy.

Mikrostruktur und Magnetisierungsdynamik feinmodulierter Co/Pt-Heterostrukturen

Gegenstand dieser Arbeit ist die Untersuchung der strukturellen und magnetischen Eigenschaften von (111)-texturierten epitaktischen dünnen Co/Pt-Vielfachschichten und Pt/Co/Pt-Heterostrukturen. Mit Hilfe von Röntgen-Diffraktions-Experimenten wurde der Einfluß der Oberflächenqualität des MgO (111) Substratmaterials auf die Zwischenlagenstruktur und die kristalline Ordnung in den Filmen analysiert. Es konnte nachgewiesen werden, daß die Unordnung an der Co/Pt-Grenzfläche unterhalb einer Längenskala von 6 nm allein durch die Wachstums- und Interdiffusionsprozesse zwischen der Co- und der Pt-Lage bestimmt ist, unabhängig von der Qualität der Substratoberfläche. Demgegenüber zeigte sich, daß durch eine besondere Substratbehandlung eine langreichweitige kristalline Kohärenz der Schichten und eine Unterdrückung der Verzwillingung aus abc- und acb-Wachstumsdomänen des fcc-Platin erzielt werden können. Anhand integraler Messungen des magneto-optischen Kerr-Effektes wurde ein direkter Zusammenhang zwischen der Substrat-induzierten Defektdichte der Filme und der Nukleation magnetischer Domänen während der Ummagnetisierung nachgewiesen. Pt/Co/Pt-Dreifachlagen mit Kobalt-Dicken bis zu 1 nm besitzen eine senkrechte magnetische Anisotropie und zeigen magnetische Domänen mit Größen von bis zu einigen hundert Mikrometern, die mit Hilfe optischer Kerr-Mikroskopie visualisiert wurden. In Pt/Co/Pt-Dreifachschichten mit weniger als drei Monolagen Kobalt, welche auf vicinalen MgO (111)-Substraten aufgebracht wurden, treten während der Ummagnetisierung aufgrund anisotroper Domänenwandbewegung charakteristische dreieckige Domänenformen auf. Es wurde ein mikroskopischer Mechanismus vorgeschlagen, welcher dieses anisotrope Pinning von magnetischen Domänenwänden an mesoskopischen Stufen-Strukturen der Substratoberfläche beschreibt. Zur quantitativen Beschreibung der anisotropen Domänenwandbewegung wurden zweidimensionale numerische Simulationen durchgeführt, basierend auf einem modifizierten Random-Field-Ising-Modell mit einem Ginzburg-Landau-artigen Hamiltonian, in dem der Einfluß der Stufenkanten auf den Ordnungsparamter durch ein neu eingeführtes effektives anisotropes Feld G(r) repräsentiert ist. Unter Annahme einer lateralen Anordnung der Stufenkanten in Form eines Fischgrätenmusters konnten im Rahmen dieses Modells die experimentell beobachteten charakteristischen anisotropen Domänenformen sowie die Skaleneigenschaften der Domänenwände in exzellenter Weise numerisch reproduziert werden.

Quantifying and modeling financial market fluctuations

Die Entstehung eines Marktpreises für einen Vermögenswert kann als Superposition der einzelnen Aktionen der Marktteilnehmer aufgefasst werden, die damit kumulativ Angebot und Nachfrage erzeugen. Dies ist in der statistischen Physik mit der Entstehung makroskopischer Eigenschaften vergleichbar, die von mikroskopischen Wechselwirkungen zwischen den beteiligten Systemkomponenten hervorgerufen werden. Die Verteilung der Preisänderungen an Finanzmärkten unterscheidet sich deutlich von einer Gaußverteilung. Dies führt zu empirischen Besonderheiten des Preisprozesses, zu denen neben dem Skalierungsverhalten nicht-triviale Korrelationsfunktionen und zeitlich gehäufte Volatilität zählen. In der vorliegenden Arbeit liegt der Fokus auf der Analyse von Finanzmarktzeitreihen und den darin enthaltenen Korrelationen. Es wird ein neues Verfahren zur Quantifizierung von Muster-basierten komplexen Korrelationen einer Zeitreihe entwickelt. Mit dieser Methodik werden signifikante Anzeichen dafür gefunden, dass sich typische Verhaltensmuster von Finanzmarktteilnehmern auf kurzen Zeitskalen manifestieren, dass also die Reaktion auf einen gegebenen Preisverlauf nicht rein zufällig ist, sondern vielmehr ähnliche Preisverläufe auch ähnliche Reaktionen hervorrufen. Ausgehend von der Untersuchung der komplexen Korrelationen in Finanzmarktzeitreihen wird die Frage behandelt, welche Eigenschaften sich beim Wechsel von einem positiven Trend zu einem negativen Trend verändern. Eine empirische Quantifizierung mittels Reskalierung liefert das Resultat, dass unabhängig von der betrachteten Zeitskala neue Preisextrema mit einem Anstieg des Transaktionsvolumens und einer Reduktion der Zeitintervalle zwischen Transaktionen einhergehen. Diese Abhängigkeiten weisen Charakteristika auf, die man auch in anderen komplexen Systemen in der Natur und speziell in physikalischen Systemen vorfindet. Über 9 Größenordnungen in der Zeit sind diese Eigenschaften auch unabhängig vom analysierten Markt - Trends, die nur für Sekunden bestehen, zeigen die gleiche Charakteristik wie Trends auf Zeitskalen von Monaten. Dies eröffnet die Möglichkeit, mehr über Finanzmarktblasen und deren Zusammenbrüche zu lernen, da Trends auf kleinen Zeitskalen viel häufiger auftreten. Zusätzlich wird eine Monte Carlo-basierte Simulation des Finanzmarktes analysiert und erweitert, um die empirischen Eigenschaften zu reproduzieren und Einblicke in deren Ursachen zu erhalten, die zum einen in der Finanzmarktmikrostruktur und andererseits in der Risikoaversion der Handelsteilnehmer zu suchen sind. Für die rechenzeitintensiven Verfahren kann mittels Parallelisierung auf einer Graphikkartenarchitektur eine deutliche Rechenzeitreduktion erreicht werden. Um das weite Spektrum an Einsatzbereichen von Graphikkarten zu aufzuzeigen, wird auch ein Standardmodell der statistischen Physik - das Ising-Modell - auf die Graphikkarte mit signifikanten Laufzeitvorteilen portiert. Teilresultate der Arbeit sind publiziert in [PGPS07, PPS08, Pre11, PVPS09b, PVPS09a, PS09, PS10a, SBF+10, BVP10, Pre10, PS10b, PSS10, SBF+11, PB10].

Interacting quantum-dissipative tunnelling systems

Die Untersuchung von dissipativen Quantensystemen erm¨oglicht es, Quantenph¨anomene auch auf makroskopischen L¨angenskalen zu beobachten. Das in dieser Dissertation gew¨ahlte mikroskopische Modell erlaubt es, den bisher nur ph¨anomenologisch zug¨anglichen Effekt der Quantendissipation mathematisch und physikalisch herzuleiten und zu untersuchen. Bei dem betrachteten mikroskopischen Modell handelt es sich um eine 1-dimensionale Kette von harmonischen Freiheitsgraden, die sowohl untereinander als auch an r anharmonische Freiheitsgrade gekoppelt sind. Die F¨alle einer, respektive zwei anharmonischer Bindungen werden in dieser Arbeit explizit betrachtet. Hierf¨ur wird eine analytische Trennung der harmonischen von den anharmonischen Freiheitsgraden auf zwei verschiedenen Wegen durchgef¨uhrt. Das anharmonische Potential wird als symmetrisches Doppelmuldenpotential gew¨ahlt, welches mit Hilfe der Wick Rotation die Berechnung der ¨Uberg¨ange zwischen beiden Minima erlaubt. Das Eliminieren der harmonischen Freiheitsgrade erfolgt mit Hilfe des wohlbekannten Feynman-Vernon Pfadintegral-Formalismus [21]. In dieser Arbeit wird zuerst die Positionsabh¨angigkeit einer anharmonischen Bindung im Tunnelverhalten untersucht. F¨ur den Fall einer fernab von den R¨andern lokalisierten anharmonischen Bindung wird ein Ohmsches dissipatives Tunneln gefunden, was bei der Temperatur T = 0 zu einem Phasen¨ubergang in Abh¨angigkeit einer kritischen Kopplungskonstanten Ccrit f¨uhrt. Dieser Phasen¨ubergang wurde bereits in rein ph¨anomenologisches Modellen mit Ohmscher Dissipation durch das Abbilden des Systems auf das Ising-Modell [26] erkl¨art. Wenn die anharmonische Bindung jedoch an einem der R¨ander der makroskopisch grossen Kette liegt, tritt nach einer vom Abstand der beiden anharmonischen Bindungen abh¨angigen Zeit tD ein ¨Ubergang von Ohmscher zu super- Ohmscher Dissipation auf, welche im Kern KM(τ ) klar sichtbar ist. F¨ur zwei anharmonische Bindungen spielt deren indirekteWechselwirkung eine entscheidende Rolle. Es wird gezeigt, dass der Abstand D beider Bindungen und die Wahl des Anfangs- und Endzustandes die Dissipation bestimmt. Unter der Annahme, dass beide anharmonischen Bindung gleichzeitig tunneln, wird eine Tunnelwahrscheinlichkeit p(t) analog zu [14], jedoch f¨ur zwei anharmonische Bindungen, berechnet. Als Resultat erhalten wir entweder Ohmsche Dissipation f¨ur den Fall, dass beide anharmonischen Bindungen ihre Gesamtl¨ange ¨andern, oder super-Ohmsche Dissipation, wenn beide anharmonischen Bindungen durch das Tunneln ihre Gesamtl¨ange nicht ¨andern.

Computer simulations of slowly relaxing systems in external fields

Eine der offenen Fragen der aktuellen Physik ist das Verständnis von Systemen im Nichtgleichgewicht. Im Gegensatz zu der Gleichgewichtsphysik ist in diesem Bereich aktuell kein Formalismus bekannt der ein systematisches Beschreiben der unterschiedlichen Systeme ermöglicht. Um das Verständnis über diese Systeme zu vergrößern werden in dieser Arbeit zwei unterschiedliche Systeme studiert, die unter einem externen Feld ein starkes nichtlineares Verhalten zeigen. Hierbei handelt es sich zum einen um das Verhalten von Teilchen unter dem Einfluss einer extern angelegten Kraft und zum anderen um das Verhalten eines Systems in der Nähe des kritischen Punktes unter Scherung. Das Modellsystem in dem ersten Teil der Arbeit ist eine binäre Yukawa Mischung, die bei tiefen Temperaturen einen Glassübergang zeigt. Dies führt zu einer stark ansteigenden Relaxationszeit des Systems, so dass man auch bei kleinen Kräften relativ schnell ein nichtlineares Verhalten beobachtet. In Abhängigkeit der angelegten konstanten Kraft können in dieser Arbeit drei Regime, mit stark unterschiedlichem Teilchenverhalten, identifiziert werden. In dem zweiten Teil der Arbeit wird das Ising-Modell unter Scherung betrachtet. In der Nähe des kritischen Punkts kommt es in diesem Modell zu einer Beeinflussung der Fluktuationen in dem System durch das angelegte Scherfeld. Dies hat zur Folge, dass das System stark anisotrop wird und man zwei unterschiedliche Korrelationslängen vorfindet, die mit unterschiedlichen Exponenten divergieren. Infolgedessen lässt sich der normale isotrope Formalismus des "finite-size scaling" nicht mehr auf dieses System anwenden. In dieser Arbeit wird gezeigt, wie dieser auf den anisotropen Fall zu verallgemeinern ist und wie damit die kritischen Punkte, sowie die dazu gehörenden kritischen Exponenten berechnet werden können.

Nucleation studies on graphics processing units

Ein System in einem metastabilen Zustand muss eine bestimmte Barriere in derrnfreien Energie überwinden um einen Tropfen der stabilen Phase zu formen.rnHerkömmliche Untersuchungen nehmen hierbei kugelförmige Tropfen an. Inrnanisotropen Systemen (wie z.B. Kristallen) ist diese Annahme aber nicht ange-rnbracht. Bei tiefen Temperaturen wirkt sich die Anisotropie des Systems starkrnauf die freie Energie ihrer Oberfläche aus. Diese Wirkung wird oberhalb derrnAufrauungstemperatur T R schwächer. Das Ising-Modell ist ein einfaches Mo-rndell, welches eine solche Anisotropie aufweist. Wir führen großangelegte Sim-rnulationen durch, um die Effekte, die mit einer endlichen Simulationsbox ein-rnhergehen, sowie statistische Ungenauigkeiten möglichst klein zu halten. DasrnAusmaß der Simulationen die benötigt werden um sinnvolle Ergebnisse zu pro-rnduzieren, erfordert die Entwicklung eines skalierbaren Simulationsprogrammsrnfür das Ising-Modell, welcher auf verschiedenen parallelen Architekturen (z.B.rnGrafikkarten) verwendet werden kann. Plattformunabhängigkeit wird durch ab-rnstrakte Schnittstellen erreicht, welche plattformspezifische Implementierungs-rndetails verstecken. Wir benutzen eine Systemgeometrie die es erlaubt eine Ober-rnfläche mit einem variablen Winkel zur Kristallebene zu untersuchen. Die Ober-rnfläche ist in Kontakt mit einer harten Wand, wobei der Kontaktwinkel Θ durchrnein Oberflächenfeld eingestellt werden kann. Wir leiten eine Differenzialglei-rnchung ab, welche das Verhalten der freien Energie der Oberfläche in einemrnanisotropen System beschreibt. Kombiniert mit thermodynamischer Integrationrnkann die Gleichung benutzt werden, um die anisotrope Oberflächenspannungrnüber einen großen Winkelbereich zu integrieren. Vergleiche mit früheren Mes-rnsungen in anderen Geometrien und anderen Methoden zeigen hohe Überein-rnstimung und Genauigkeit, welche vor allem durch die im Vergleich zu früherenrnMessungen wesentlich größeren Simulationsdomänen erreicht wird. Die Temper-rnaturabhängigkeit der Oberflächensteifheit κ wird oberhalb von T R durch diernKrümmung der freien Energie der Oberfläche für kleine Winkel gemessen. DiesernMessung lässt sich mit Simulationsergebnissen in der Literatur vergleichen undrnhat bessere Übereinstimmung mit theoretischen Voraussagen über das Skalen-rnverhalten von κ. Darüber hinaus entwickeln wir ein Tieftemperatur-Modell fürrndas Verhalten um Θ = 90 Grad weit unterhalb von T R. Der Winkel bleibt bis zu einemrnkritischen Feld H C quasi null; oberhalb des kritischen Feldes steigt der Winkelrnrapide an. H C wird mit der freien Energie einer Stufe in Verbindung gebracht,rnwas es ermöglicht, das kritische Verhalten dieser Größe zu analysieren. Die harternWand muss in die Analyse einbezogen werden. Durch den Vergleich freier En-rnergien bei geschickt gewählten Systemgrößen ist es möglich, den Beitrag derrnKontaktlinie zur freien Energie in Abhängigkeit von Θ zu messen. Diese Anal-rnyse wird bei verschiedenen Temperaturen durchgeführt. Im letzten Kapitel wirdrneine 2D Fluiddynamik Simulation für Grafikkarten parallelisiert, welche u. a.rnbenutzt werden kann um die Dynamik der Atmosphäre zu simulieren. Wir im-rnplementieren einen parallelen Evolution Galerkin Operator und erreichen

Monte Carlo-Simulationen zum kritischen Verhalten dünner Ising-Filme

Monte Carlo-Simulationen zum kritischen Verhalten dünnerIsing-Filme Dünne Ising-Filme können als vereinfachtes Modell zurBeschreibung von binären Mischungen oder von Flüssigkeitenin schlitzartigen Kapillaren dienen. Infolge dereingeschränkten Geometrie unterscheidet sich das kritischeVerhalten dieser Systeme signifikant von dem einesBulk-Systems, es kommt zu einem Crossover von zwei- zudreidimensionalem kritischen Verhalten. Zusätzlichverschiebt sich der Phasenübergang in den ungesättigtenBereich, ein Effekt, der als 'capillary condensation'bezeichnet wird. In der vorliegenden Arbeit wurden die kritischenEigenschaften von Ising-Filmen im Rahmen einer MonteCarlo-Simulation untersucht. Zur Verbesserung der Effizienzwurde ein Cluster-Algorithmus verwendet, der um einenGhost-Spin-Term zur Behandlung der Magnetfelder erweitertwar. Bei der Datenanalyse kamen moderneMulti-Histogramm-Techniken zur Anwendung. Für alle untersuchten Schichtdicken konnten kritischeTemperatur und Magnetfeld sehr präzise bestimmt werden. DieSkalenhypothese von Fisher und Nakanishi, die dieVerschiebung des kritischen Punktes gegenüber seinesBulk-Wertes beschreibt, wurde sowohl für Systeme mit freienOberflächen als auch für Systeme mit schwachemOberflächenfeld bestätigt. Der Wert des Gap-Exponenten derOberfläche wurde mit $Delta_1$=0.459(13) in Übereinstimmungmit den Literaturwerten abgeschätzt. Die Observablen Magnetisierung und magnetischeSuszeptibilität sowie deren auf die Oberfläche bezogenenEntsprechungen zeigen kein reines zweidimensionaleskritisches Verhalten. Zu ihrer Beschreibung in der Nähe deskritischen Punktes wurden effektive Exponenten für dieeinzelnen Schichtdicken bestimmt.

Crossover from Ising to mean-field critical behavior in an aqueous electrolyte solution

The near-critical behavior of the susceptibility deduced from light-scattering measurements in a ternary liquid mixture of 3-methylpyridine, water, and sodium bromide has been determined. The measurements have been performed in the one-phase region near the lower consolute points of samples with different concentrations of sodium bromide. A crossover from Ising asymptotic behavior to mean-field behavior has been observed. As the concentration of sodium bromide increases, the crossover becomes more pronounced, and the crossover temperature shifts closer to the critical temperature. The data are well described by a model that contains two independent crossover parameters. The crossover of the susceptibility critical exponent γ from its Ising value γ=1.24 to the mean-field value γ=1 is sharp and nonmonotonic. We conclude that there exists an additional length scale in the system due to the presence of the electrolyte which competes with the correlation length of the concentration fluctuations. An analogy with crossover phenomena in polymer solutions and a possible connection with multicritical phenomena is discussed.

Kinetic Ising model: Some exact solutions

Exact expressions for the response functions of kinetic Ising models are reported. These results valid for magnetisation in one dimension are based on a general formalism that yield the earlier results of Glauber and Kimball as special cases.

Ising ferromagnet with biquadratic exchange

A spin one Ising system with biquadratic exchange, is investigated, using Green's function technique in random phase approximation (RPA). Transition temperature Tc and <(Sz)2> at Tc, are found to increase with biquadratic exchange parameter α for sc, bcc and fcc lattices. The variation of <(Sz)2> at Tc with α is found to be the same for the above lattices.

Monte Carlo simulation of Ising chains showing several phase transitions

A Monte Carlo simulation of Ising chains with competing short-range and infiniterange interactions has been carried out. Results show that whenever the system does not enter a metastable state, variation of temperature brings about phase transitions in the Ising chain. These phase transitions, except for two sets of interaction strengths, are generally of higher order and involve changes in the long-range order while the short-range order remains unaffected.

Tendency toward crossover of the effective susceptibility exponent from its doubled Ising value to its doubled mean-field value near a double critical point

The critical behavior of osmotic susceptibility in an aqueous electrolyte mixture 1-propanol (1P)+water (W)+potassium chloride is reported. This mixture exhibits re-entrant phase transitions and has a nearly parabolic critical line with its apex representing a double critical point (DCP). The behavior of the susceptibility exponent is deduced from static light-scattering measurements, on approaching the lower critical solution temperatures (TL’s) along different experimental paths (by varying t) in the one-phase region. The light-scattering data analysis substantiates the existence of a nonmonotonic crossover behavior of the susceptibility exponent in this mixture. For the TL far away from the DCP, the effective susceptibility exponent γeff as a function of t displays a nonmonotonic crossover from its single limit three-dimensional (3D)-Ising value ( ∼ 1.24) toward its mean-field value with increase in t. While for that closest to the DCP, γeff displays a sharp, nonmonotonic crossover from its nearly doubled 3D-Ising value toward its nearly doubled mean-field value with increase in t. The renormalized Ising regime extends over a relatively larger t range for the TL closest to the DCP, and a trend toward shrinkage in the renormalized Ising regime is observed as TL shifts away from the DCP. Nevertheless, the crossover to the mean-field limit extends well beyond t>10−2 for the TL’s studied. The observed crossover behavior is attributed to the presence of strong ion-induced clustering in this mixture, as revealed by various structure probing techniques. As far as the critical behavior in complex or associating mixtures with special critical points (like the DCP) is concerned, our results indicate that the influence of the DCP on the critical behavior must be taken into account not only on the renormalization of the critical exponent but also on the range of the Ising regime, which can shrink with decrease in the influence of the DCP and with the extent of structuring in the system. The utility of the field variable tUL in analyzing re-entrant phase transitions is demonstrated. The effective susceptibility exponent as a function of tUL displays a nonmonotonic crossover from its asymptotic 3D-Ising value toward a value slightly lower than its nonasymptotic mean-field value of 1. This behavior in the nonasymptotic, high tUL region is interpreted in terms of the possibility of a nonmonotonic crossover to the mean-field value from lower values, as foreseen earlier in micellar systems.

Wie sollten pragmatische Phraseologismen lexikografisch dargestellt werden? : Modell eines Wörterbuchartikels für pragmatische Phraseologismen in einem deutsch-finnischen Spezialwörterbuch in elektronischer Darstellungsform

Pro gradu -tutkielmassani käsittelen pragmaattisia fraseologismeja ja sitä, kuinka ne pitäisi esittää elektronisessa saksa suomi-erikoissanakirjassa. Tutkielman tavoite on hahmotella sanakirja-artikkelin malli. Sanakirja on semasiologis-onomasiologinen, ts. käyttäjä voi etsiä siitä sekä tiettyä ilmaisua että tiettyä kommunikaatiotilannetta. Sanakirjan pääasiallinen kohderyhmä ovat kääntäjät, mutta se soveltuu myös kielenopiskelijoiden ja muiden saksan kielen kanssa tekemisissä olevien käyttöön. Tutkielman teoriaosuudessa käsittelen fraseologiaa, pragmaattisia fraseologismeja, niiden erityispiirteitä ja kääntämistä sekä työn kannalta merkityksellisiä leksikografian käsitteitä, sanakirjatyyppejä ja sanakirjojen rakenteita. Lisäksi esittelen elektronisten sanakirjojen ominaisuuksia. Onhan melko varmaa, että niiden käyttö yleistyy entisestään tulevaisuudessa mm. niiden helppo- ja nopeakäyttöisyyden vuoksi. Omassa kappaleessaan käsittelen pragmaattisia fraseologismeja leksikografisesta näkökulmasta ja nostan esille niiden esittämiseen liittyviä ongelmia, joista annan olemassa oleviin yksi- ja kaksikielisiin sanakirjoihin perustuvia esimerkkejä. Lopuksi hahmottelen parannusehdotuksiin perustuvan sanakirja-artikkelin teoreettisen mallin ja havainnollistan sitä kolmella esimerkkiartikkelilla. Fraseologian piiriin lukeutuvat pragmaattiset fraseologismit ovat suhteellisen uusi tutkimuskohde. Kontrastiivisia tutkimuksia kieliparissa saksa suomi on erittäin vähän, ja pragmaattisten fraseologismien kääntämistä ei myöskään ole juuri tutkittu. Pragmaattiset fraseologismit jaetaan yleensä kahteen ryhmään: rutiini-ilmaisuihin ja keskustelukiteytymiin. Rutiini-ilmaisut ovat tilannesidoksisia, kiteytyneitä ja pääsääntöisesti lauseenveroisia ilmaisuja, jotka toistuvat arkipäiväisissä kommunikaatiotilanteissa. Ne ovat syntaktisesti ja semanttisesti heterogeenisia, ja niiden funktiot ovat moninaisia: Rutiini-ilmaisuihin kuuluu monia kohteliaisuussanontoja, kuten tervehdyksiä ja toivotuksia, mutta myös hämmästystä, pelkoa, iloa, torjuntaa ym. ilmaisevia fraseologismeja. Keskustelukiteytymät sen sijaan ovat ei-idiomaattisia, esiintyvät epäitsenäisinä, ts. vain lausumaan upotettuina, eivätkä ne ole tilannesidoksisia. Keskustelukiteytymillä on monia kommunikatiivisia tehtäviä, kuten puheen jäsennys, puhekumppanin huomion kohdentaminen tai epävarmuuden ilmaiseminen. Ne ovat yleensä polyfunktionaalisia ja niitä voi usein varioida paljonkin. Kieltä käyttävien on hallittava sekä rutiini-ilmaisujen että keskustelukiteytymien käyttö kommunikaation sujuvuuden takaamiseksi ja kulttuuristen yhteentörmäysten välttämiseksi. Pragmaattisten fraseologismien esittäminen sanakirjoissa on monien tutkijoiden mukaan yhä nykyäänkin osin puutteellista. Perinteisen leksikografian metodit eivät riitä kuvaamaan pragmaattisia fraseologismeja riittävän tarkasti. Parannettavaa on sekä mikro- että makrostruktuurissa, ts. sanakirja-artikkeleissa, hakusanojen valinnassa ja järjestyksessä sekä siinä, minkä hakusanan alta ilmaisu on löydettävissä. Lisäksi ongelmia on sanakirjojen alku- ja lopputeksteissä ja hakusanojen välisissä viittaussuhteissa. Perehdyn tutkielmassani erityisesti mikrostruktuurien ongelmakohtiin. Löytämistäni esimerkeistä käy ilmi, että pragmaattisia fraseologismeja ei yleensä ole varustettu vastaavalla merkinnällä, ne on sijoitettu sanakirja-artikkeliin epäsystemaattisesti ja epäloogisesti eikä rutiini-ilmaisuja ja keskustelukiteytymiä ole erotettu toisistaan. Ilmaisusta ei aina ole annettu sitä muotoa, jossa se todellisuudessa toteutuu, mikä esim. hankaloittaa kielenoppijan mahdollisuutta oppia aktiivisesti käyttämään ilmaisua. Myös syntaktis-semanttiset tiedot ovat ajoittain liian niukkoja, samoin kuin pragmaattis-kommunikatiiviset tiedot, mikä on erittäin vakava puute. Pragmaattisten fraseologismien käyttöä on mahdotonta kuvailla ilman kyseisiä tietoja. Hahmottelemassani sanakirja-artikkelin mallissa jokainen ilmaisu on löydettävissä oman hakusanansa alta. Kääntäjiä ajatellen ilmaisulle annetaan mahdollisimman monia ekvivalentteja ja myös tietoa niistä. Artikkelissa selitetään tarkoin, mitä ilmaisu tarkoittaa ja miten sitä käytetään. Ilmaisun tyylistä, konnotaatioista, tekstispesifisyydestä, ajallisesta ja alueellisesta jakautuneisuudesta ja kommunikatiivisesta funktiosta annetaan yksityiskohtaisia tietoja. Linkeistä on mahdollisuus päästä katsomaan synonyymisten tai samaan tilanteeseen liittyvien ilmaisujen sanakirja-artikkeleita. Ilmaisuille annetaan esimerkkejä, jotka ovat peräisin sekä sanakirjoista ja autenttisista teksteistä että fiktiivisistä dialogeista ja niiden käännöksistä. Pragmaattisten fraseologismien kääntäminen on hankalaa monesta syystä, mm. siksi, että ne ovat kieli- ja kulttuurisidonnaisia ja polyfunktionaalisia. Kääntäjällä on oltava erittäin hyvän kielitaidon ja kulttuuritietämyksen lisäksi tietoa myös sekä lähde- että kohdekielen fraseologiasta. Pragmaattisten fraseologismien erikoissanakirja helpottaisi kääntäjien työtä merkittävästi.

Triangular Ising antiferromagnet in a staggered field

We study the equilibrium properties of the nearest-neighbor Ising antiferromagnet on a triangular lattice in the presence of a staggered field conjugate to one of the degenerate ground states. Using a mapping of the ground states of the model without the staggered field to dimer coverings on the dual lattice, we classify the ground states into sectors specified by the number of "strings." We show that the effect of the staggered field is to generate long-range interactions between strings. In the limiting case of the antiferromagnetic coupling constant J becoming infinitely large, we prove the existence of a phase transition in this system and obtain a finite lower bound for the transition temperature. For finite J, we study the equilibrium properties of the system using Monte Carlo simulations with three different dynamics. We find that in all the three cases, equilibration times for low-field values increase rapidly with system size at low temperatures. Due to this difficulty in equilibrating sufficiently large systems at low temperatures, our finite-size scaling analysis of the numerical results does not permit a definite conclusion about the existence of st phase transition for finite values of J. A surprising feature in the system is the fact that unlike usual glassy systems; a zero-temperature quench almost always leads to the ground state, while a slow cooling does not.