The number of lattice points in a k-dimensional hypersphere,

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A Cyclotomic Lattice Based Quasi-Orthogonal STBC for Eight Transmit Antennas

In this letter, we propose a lattice-based full diversity design for rate-one quasi-orthogonal space time block codes (QSTBC) to obtain an improved diversity product for eight transmit antennas where the information bits are mapped into 4-D lattice points instead of the common modulation constellations. Particularly, the diversity product of the proposed code is directly determined by the minimum Euclidean distance of the used lattice and can be improved by using the lattice packing. We show analytically and by using simulation results that the proposed code achieves a larger diversity product than the rate-one QSTBCs reported previously.

Integer Points Close to a Smooth Curve

∗ This research is partially supported by the Bulgarian National Science Fund under contract MM-403/9

Comparison of three-dimensional profiles over time

In this paper, we describe an analysis for data collected on a three-dimensional spatial lattice with treatments applied at the horizontal lattice points. Spatial correlation is accounted for using a conditional autoregressive model. Observations are defined as neighbours only if they are at the same depth. This allows the corresponding variance components to vary by depth. We use the Markov chain Monte Carlo method with block updating, together with Krylov subspace methods, for efficient estimation of the model. The method is applicable to both regular and irregular horizontal lattices and hence to data collected at any set of horizontal sites for a set of depths or heights, for example, water column or soil profile data. The model for the three-dimensional data is applied to agricultural trial data for five separate days taken roughly six months apart in order to determine possible relationships over time. The purpose of the trial is to determine a form of cropping that leads to less moist soils in the root zone and beyond.We estimate moisture for each date, depth and treatment accounting for spatial correlation and determine relationships of these and other parameters over time.

Nodal length fluctuations for arithmetic random waves

Using the spectral multiplicities of the standard torus, we endow the Laplace eigenspaces with Gaussian probability measures. This induces a notion of random Gaussian Laplace eigenfunctions on the torus (''arithmetic random waves''). We study the distribution of the nodal length of random eigenfunctions for large eigenvalues, and our primary result is that the asymptotics for the variance is nonuniversal. Our result is intimately related to the arithmetic of lattice points lying on a circle with radius corresponding to the energy.

Photonic crystal point-shift nanolaser with ultimate small modal volume

A photonic crystal nanolaser consisting of only the shift of two lattice points was fabricated by HJ/Xe inductively coupled plasma etching. The room temperature lasing was observed by photopumping. The three-dimensional finite-difference time-domain calculation showed that the lasing mode has small modal volume close to (lambda/2n)(3).

K-Theory of non-linear projective toric varieties

We define a category of quasi-coherent sheaves of topological spaces on projective toric varieties and prove a splitting result for its algebraic K-theory, generalising earlier results for projective spaces. The splitting is expressed in terms of the number of interior lattice points of dilations of a polytope associated to the variety. The proof uses combinatorial and geometrical results on polytopal complexes. The same methods also give an elementary explicit calculation of the cohomology groups of a projective toric variety over any commutative ring.

Les progressions arithmétiques dans les nombres entiers

Le sujet de cette thèse est l'étude des progressions arithmétiques dans les nombres entiers. Plus précisément, nous nous intéressons à borner inférieurement v(N), la taille du plus grand sous-ensemble des nombres entiers de 1 à N qui ne contient pas de progressions arithmétiques de 3 termes. Nous allons donc construire de grands sous-ensembles de nombres entiers qui ne contiennent pas de telles progressions, ce qui nous donne une borne inférieure sur v(N). Nous allons d'abord étudier les preuves de toutes les bornes inférieures obtenues jusqu'à présent, pour ensuite donner une autre preuve de la meilleure borne. Nous allons considérer les points à coordonnés entières dans un anneau à d dimensions, et compter le nombre de progressions arithmétiques qu'il contient. Pour obtenir des bornes sur ces quantités, nous allons étudier les méthodes pour compter le nombre de points de réseau dans des sphères à plusieurs dimensions, ce qui est le sujet de la dernière section.

Dénombrement dans les empilements apolloniens généralisés et distribution angulaire dans les extensions quadratiques imaginaires.

Cette thèse traite de deux thèmes principaux. Le premier concerne l'étude des empilements apolloniens généralisés de cercles et de sphères. Généralisations des classiques empilements apolloniens, dont l'étude remonte à la Grèce antique, ces objets s'imposent comme particulièrement attractifs en théorie des nombres. Dans cette thèse sera étudié l'ensemble des courbures (les inverses des rayons) des cercles ou sphères de tels empilements. Sous de bonnes conditions, ces courbures s'avèrent être toutes entières. Nous montrerons qu'elles vérifient un principe local-global partiel, nous compterons le nombre de cercles de courbures plus petites qu'une quantité donnée et nous nous intéresserons également à l'étude des courbures premières. Le second thème a trait à la distribution angulaire des idéaux (ou plutôt ici des nombres idéaux) des corps de nombres quadratiques imaginaires (que l'on peut voir comme la distribution des points à coordonnées entières sur des ellipses). Nous montrerons que la discrépance de l'ensemble des angles des nombres idéaux entiers de norme donnée est faible et nous nous intéresserons également au problème des écarts bornés entre les premiers d'extensions quadratiques imaginaires dans des secteurs.

Adsorption of element 112 on a Au surface

Während der letzten 20 Jahre hat sich das Periodensystem bis zu den Elementen 114 und 116 erweitert. Diese sind kernphysikalisch nachgewiesen, so dass jetzt die chemische Untersuchung an erster Selle steht. Nachdem sich das Periodensystem bis zum Element 108 so verhält, wie man es dem Periodensystem nach annimmt, wird in dieser Arbeit die Chemie des Elements 112 untersucht. Dabei geht es um die Adsorptionsenergie auf einer Gold-Ober fläche, weil dies der physikalisch/chemische Prozess ist, der bei der Analyse angewandt wird. Die Methode, die in dieser Arbeit angwandt wird, ist die relativistische Dichtefunktionalmethode. Im ersten Teil wird das Vielkörperproblem in allgemeiner Form behandelt, und im zweiten die grundlegenden Eigenschaften und Formulierungen der Dichtefunktionaltheorie. Die Arbeit beschreibt zwei prinzipiell unterschiedliche Ansätze, wie die Adsorptionsenergie berechnet werden kann. Zum einen ist es die sogenannte Clustermethode, bei der ein Atom auf ein relativ kleines Cluster aufgebracht und dessen Adsorptionsenergie berechnet wird. Wenn es gelingt, die Konvergenz mit der Größe des Clusters zu erreichen, sollte dies zu einem Wert für die Adsorptionsenergie führen. Leider zeigt sich in den Rechnungen, dass aufgrund des zeitlichen Aufwandes die Konvergenz für die Clusterrechnungen nicht erreicht wird. Es werden sehr ausführlich die drei verschiedenen Adsorptionsplätze, die Top-, die Brücken- und die Muldenposition, berechnet. Sehr viel mehr Erfolg erzielt man mit der Einbettungsmethode, bei der ein kleiner Cluster von vielen weiteren Atomen an den Positionen, die sie im Festkörpers auf die Adsorptionsenergie soweit sichergestellt ist, dass physikalisch-chemisch gute Ergebnisse erzielt werden. Alle hier gennanten Rechnungen sowohl mit der Cluster- wie mit der Einbettungsmethode verlangen sehr, sehr lange Rechenzeiten, die, wie oben bereits erwähnt, nicht zu einer Konvergenz für die Clusterrechnungen ausreichten. In der Arbeit wird bei allen Rechnungen sehr detailliert auf die Abhängigkeit von den möglichen Basissätzen eingegangen, die ebenfalls in entscheidender Weise zur Länge und Qualität der Rechnungen beitragen. Die auskonvergierten Rechnungen werden in der Form von Potentialkurven, Density of States (DOS), Overlap Populations sowie Partial Crystal Overlap Populations analysiert. Im Ergebnis zeigt sich, dass die Adsoptionsenergie für das Element 112 auf einer Goldoberfläche ca. 0.2 eV niedriger ist als die Adsorption von Quecksilber auf der gleichen Ober fläche. Mit diesem Ergebnis haben die experimentellen Kernchemiker einen Wert an der Hand, mit dem sie eine Anhaltspunkt haben, wo sie bei den Messungen die wenigen zu erwartenden Ereignisse finden können.

Constructing 7-Clusters

ACM Computing Classification System (1998): G.2, G.4.

Modified lattice model for mode-I fracture analysis of notched plain concrete beam using probabilistic approach

A modified lattice model using finite element method has been developed to study the mode-I fracture analysis of heterogeneous materials like concrete. In this model, the truss members always join at points where aggregates are located which are modeled as plane stress triangular elements. The truss members are given the properties of cement mortar matrix randomly, so as to represent the randomness of strength in concrete. It is widely accepted that the fracture of concrete structures should not be based on strength criterion alone, but should be coupled with energy criterion. Here, by incorporating the strain softening through a parameter ‘α’, the energy concept is introduced. The softening branch of load-displacement curves was successfully obtained. From the sensitivity study, it was observed that the maximum load of a beam is most sensitive to the tensile strength of mortar. It is seen that by varying the values of properties of mortar according to a normal random distribution, better results can be obtained for load-displacement diagram.

Quenching across quantum critical points in periodic systems: Dependence of scaling laws on periodicity

We study the quenching dynamics of a many-body system in one dimension described by a Hamiltonian that has spatial periodicity. Specifically, we consider a spin-1/2 chain with equal xx and yy couplings and subject to a periodically varying magnetic field in the (z) over cap direction or, equivalently, a tight-binding model of spinless fermions with a periodic local chemical potential, having period 2q, where q is a positive integer. For a linear quench of the strength of the magnetic field (or chemical potential) at a rate 1/tau across a quantum critical point, we find that the density of defects thereby produced scales as 1/tau(q/(q+1)), deviating from the 1/root tau scaling that is ubiquitous in a range of systems. We analyze this behavior by mapping the low-energy physics of the system to a set of fermionic two-level systems labeled by the lattice momentum k undergoing a nonlinear quench as well as by performing numerical simulations. We also show that if the magnetic field is a superposition of different periods, the power law depends only on the smallest period for very large values of tau, although it may exhibit a crossover at intermediate values of tau. Finally, for the case where a zz coupling is also present in the spin chain, or equivalently, where interactions are present in the fermionic system, we argue that the power associated with the scaling law depends on a combination of q and the interaction strength.

The impact of imperfect symmetry on band edge modes of a two-dimensional photonic crystal with square lattice

A theoretical analysis has been performed by means of the plane-wave expansion method to examine the dispersion properties of photons at high symmetry points of an InP based two-dimensional photonic crystal with square lattice. The Q factors are compared qualitatively. The mechanism of surface-emitting is due to the photon manipulation by periodic dielectric materials in terms of Bragg diffraction. A surface-emitting photonic crystal resonator is designed based on the phenomenon of slow light. Photonic crystal slabs with different unit cells are utilized in the simulation. The results indicate that the change of the air holes can affect the polarization property of the modes. So we can find a way to improve the polarization by reducing the symmetry of the structure.