Generation of nonground-state condensates and adiabatic paradox

The problem of resonant generation of nonground-state condensates is addressed aiming at resolving the seeming paradox that arises when one resorts to the adiabatic representation. In this picture, the eigenvalues and eigenfunctions of a time-dependent Gross-Pitaevskii Hamiltonian are also functions of time. Since the level energies vary in time, no definite transition frequency can be introduced. Hence no external modulation with a fixed frequency can be made resonant. Thus, the resonant generation of adiabatic coherent modes is impossible. However, this paradox occurs only in the frame of the adiabatic picture. It is shown that no paradox exists in the properly formulated diabatic representation. The resonant generation of diabatic coherent modes is a well defined phenomenon. As an example, the equations are derived, describing the generation of diabatic coherent modes by the combined resonant modulation of the trapping potential and atomic scattering length.

Analytische Ableitungen der Energie für den "Equation-of-Motion-Coupled-Cluster"-Ansatz zur Berechnung von Ionisationspotentialen

In der vorliegenden Arbeit wird die Theorie der analytischen zweiten Ableitungen für die EOMIP-CCSD-Methode formuliert sowie die durchgeführte Implementierung im Quantenchemieprogramm CFOUR beschrieben. Diese Ableitungen sind von Bedeutung bei der Bestimmung statischer Polarisierbarkeiten und harmonischer Schwingungsfrequenzen und in dieser Arbeit wird die Genauigkeit des EOMIP-CCSD-Ansatzes bei der Berechnung dieser Eigenschaften für verschiedene radikalische Systeme untersucht. Des Weiteren können mit Hilfe der ersten und zweiten Ableitungen vibronische Kopplungsparameter berechnet werden, welche zur Simulation von Molekülspektren in Kombination mit dem Köppel-Domcke-Cederbaum (KDC)-Modell - in der Arbeit am Beispiel des Formyloxyl (HCO2)-Radikals demonstriert - benötigt werden.rnrnDer konzeptionell einfache EOMIP-CC-Ansatz wurde gewählt, da hier die Wellenfunktion eines Radikalsystems ausgehend von einem stabilen geschlossenschaligen Zustand durch die Entfernung eines Elektrons gebildet wird und somit die Problematik der Symmetriebrechung umgangen werden kann. Im Rahmen der Implementierung wurden neue Programmteile zur Lösung der erforderlichen Gleichungen für die gestörten EOMIP-CC-Amplituden und die gestörten Lagrange-Multiplikatoren zeta zum Quantenchemieprogramm CFOUR hinzugefügt. Die unter Verwendung des Programms bestimmten Eigenschaften werden hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit im Vergleich zu etablierten Methoden wie z.B. CCSD(T) untersucht. Bei der Berechnung von Polarisierbarkeiten und harmonischen Schwingungsfrequenzen liefert die EOMIP-CCSD-Theorie meist gute Resultate, welche nur wenig von den CCSD(T)-Ergebnissen abweichen. Einzig bei der Betrachtung von Radikalen, für die die entsprechenden Anionen nicht stabil sind (z.B. NH2⁻ und CH3⁻), liefert der EOMIP-CCSD-Ansatz aufgrund methodischer Nachteile keine aussagekräftige Beschreibung. rnrnDie Ableitungen der EOMIP-CCSD-Energie lassen sich auch zur Simulation vibronischer Kopplungen innerhalb des KDC-Modells einsetzen.rnZur Kopplung verschiedener radikalischer Zustände in einem solchen Modellpotential spielen vor allem die Ableitungen von Übergangsmatrixelementen eine wichtige Rolle. Diese sogenannten Kopplungskonstanten können in der EOMIP-CC-Theorie besonders leicht definiert und berechnet werden. Bei der Betrachtung des Photoelektronenspektrums von HCO2⁻ werden zwei Alternativen untersucht: Die vertikale Bestimmung an der Gleichgewichtsgeometrie des HCO2⁻-Anions und die Ermittlung adiabatischer Kraftkonstanten an den Gleichgewichtsgeometrien des Radikals. Lediglich das adiabatische Modell liefert bei Beschränkung auf harmonische Kraftkonstanten eine qualitativ sinnvolle Beschreibung des Spektrums. Erweitert man beide Modelle um kubische und quartische Kraftkonstanten, so nähern sich diese einander an und ermöglichen eine vollständige Zuordnung des gemessenen Spektrums innerhalb der ersten 1500 cm⁻¹. Die adiabatische Darstellung erreicht dabei nahezu quantitative Genauigkeit.

Effective action and adiabatic expansions for the 1-D and 2-D hubbard models at half-filling

We analyze here the occurrence of antiferromagnetic (AFM) correlations in the half-filled Hubbard model in one and two space dimensions using a natural fermionic representation of the model and a newly proposed way of implementing the half-filling constraint. We find that our way of implementing the constraint is capable of enforcing it exactly already at the lowest levels of approximation. We discuss how to develop a systematic adiabatic expansion for the model and how Berry's phase contributions arise quite naturally from the adiabatic expansion. At low temperatures and in the continuum limit the model gets mapped onto an O(3) nonlinear sigma model (NLsigma). A topological, Wess-Zumino term is present in the effective action of the ID NLsigma as expected, while no topological terms are present in 2D. Some specific difficulties that arise in connection with the implementation of an adiabatic expansion scheme within a thermodynamic context are also discussed, and we hint at possible solutions.

Experiential knowledge representation and the design of product usability

The topic of designers’ knowledge and how they conduct design process has been widely investigated in design research. Understanding theoretical and experiential knowledge in design has involved recognition of the importance of designers’ experience of experiencing, seeing, and absorbing ideas from the world as points of reference (or precedents) that are consulted whenever a design problem arises (Lawson, 2004). Hence, various types of design knowledge have been categorized (Lawson, 2004), and the nature of design knowledge continues to be studied (Cross, 2006); nevertheless, the study of the experiential aspects embedded in design knowledge is a topic not fully addressed. In particular there has been little emphasis on the investigation of the ways in which designers’ individual experience influences different types of design tasks. This research focuses on the investigation of the ways in which designers inform a usability design process. It aims to understand how designers design product usability, what informs their process, and the role their individual experience (and episodic knowledge) plays within the design process. This paper introduces initial outcomes from an empirical study involving observation of a design task that emphasized usability issues. It discusses the experiential knowledge observed in the visual representations (sketches) produced by designers as part of the design tasks. Through the use of visuals as means to represent experiential knowledge, this paper presents initial research outcomes to demonstrate how designers’ individual experience is integrated into design tasks and communicated within the design process. Initial outcomes demonstrate the influence of designers’ experience in the design of product usability. It is expected that outcomes will help identify the causal relationships between experience, context of use, and product usability, which will contribute to enhance our understanding about the design of user-product interactions.