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Aufsatz
Optimal control theory for a unitary operation under dissipative evolution
(2014)
We show that optimizing a quantum gate for an open quantum system requires the time evolution of only three states irrespective of the dimension of Hilbert space. This represents a significant reduction in computational resources compared to the complete basis of Liouville space that is commonly believed necessary for this task. The reduction is based on two observations: the target is not a general dynamical map but a unitary operation; and the time evolution of two properly chosen states is sufficient to distinguish ...
Aufsatz
Assessing segmental versus non-segmental features in the ventral nervous system of onychophorans (velvet worms)
(2017-01-03)
Background:
Due to their phylogenetic position as one of the closest arthropod relatives, studies of the organisation of the nervous system in onychophorans play a key role for understanding the evolution of body segmentation in arthropods. Previous studies revealed that, in contrast to the arthropods, segmentally repeated ganglia are not present within the onychophoran ventral nerve cords, suggesting that segmentation is either reduced or might be incomplete in the onychophoran ventral nervous system.
Results: ...
Dissertation
Eigenschaften chromatischer Polynome
(2015-11-02)
Die Berechnung des 1912 von Birkhoff eingeführten chromatischen Polynoms eines Graphen stellt bekanntlich ein NP-vollständiges Problem dar. Dieses gilt somit erst recht für die Verallgemeinerung des chromatischen Polynoms zum bivariaten chromatischen Polynom nach Dohmen, Pönitz und Tittmann aus dem Jahre 2003. Eine von Averbouch, Godlin und Makowsky 2008 vorgestellte Rekursionsformel verursacht durch wiederholte Anwendung im Allgemeinen einen exponentiellen Rechenaufwand. Daher war das Ziel der vorliegenden Dissertation, ...
Dissertation
Identifikation spezieller Funktionen, die durch Rodriguesformeln gegeben sind
(2016-03-03)
Es ist allgemein bekannt, dass sich zwei gegebene Systeme spezieller Funktionen durch Angabe einer Rekursionsgleichung und entsprechend vieler Anfangswerte identifizieren lassen, denn computeralgebraisch betrachtet hat man damit eine Normalform vorliegen. Daher hat sich die interessante Forschungsfrage ergeben, Funktionensysteme zu identifizieren, die über ihre Rodriguesformel gegeben sind.
Zieht man den in den 1990er Jahren gefundenen Zeilberger-Algorithmus für holonome Funktionenfamilien hinzu, kann die Rodriguesformel ...
Dissertation
Ab initio Molecular Dynamics Simulations of the Structural Response of Solids to Ultrashort Laser and XUV Pulses
(2015-04-10)
The theoretical model and underlying physics described in this thesis are about the interaction of femtosecond-laser and XUV pulses with solids. The key to understand the basics of such interaction is to study the structural response of the materials after laser interaction. Depending on the laser characteristics, laser-solid interaction can result in a wide range of structural responses such as solid-solid phase transitions, vacuum phonon squeezing, ultrafast melting, generation of coherent phonons, etc. During my ...
Buch
Didactics of Mathematics in Higher Education as a Scientific Discipline
(2017-03-15)
Mathematics education at the tertiary level is a practical concern in many institutions of higher education, and efforts are being made world-wide to improve its quality. A growing number of mathematicians and mathematics educators see the need for doing research and thoughtful development work in mathematics education not only at school level, but also at tertiary level. To give momentum to the establishment of a scientific community of mathematicians and mathematics educators whose concern is the theoretical ...
Dissertation
Molekulare Grundlagen der PKA-Lokalisierung durch A-Kinase-Ankerproteine
(2018-08-30)
A-Kinase-Ankerproteine (AKAPs) tragen maßgeblich zur Spezifität des ubiquitären cAMP-Signalweges bei. Dies geschieht unter anderem durch die Verankerung der cAMP-abhängigen Proteinkinase (PKA) an verschiedene Zellorganellen, wodurch die PKA-Effekte lokal und zeitlich begrenzt werden. AKAPs variieren erheblich in Größe und Struktur, zeigen aber als gemeinsames Strukturmotiv eine amphipathische Helix auf. Alle vier Isoformen der regulatorischen Untereinheit der PKA (PKA-R) bilden bei Dimerisierung eine hydrophobe ...
Dissertation
Variationelle Zeitdiskretisierungen höherer Ordnung der Konvektions-Diffusions-Reaktions-Gleichungen in zeitabhängigen Gebieten
(2016-08-11)
Wir betrachten zeitabhängige Konvektions-Diffusions-Reaktions-Gleichungen in zeitabhängigen Gebieten, wobei die Bewegung des Gebietsrandes bekannt ist. Die zeitliche Entwicklung des Gebietes wird durch die ALE-Formulierung behandelt, die die Nachteile der klassischen Euler-und Lagrange-Betrachtungsweisen behebt. Die Position des Randes und seine Geschwindigkeit werden dabei so in das Gebietsinnere fortgesetzt, dass starke Gitterdeformationen verhindert werden. Als Zeitdiskretisierungen höherer Ordnung werden stetige ...
Dissertation
Artificial micro RNA system in Dictyostelium discoideum
(2011-01-12)
Dictyostelium discoideum is a social amoeba that serves as a model system for RNA interference and related mechanisms. Its position between plants and animals enables evolutionary snapshot of mechanisms and protein machinery involved in investigated subjects. MiRNAs are small regulatory RNAs that are evolutionary conserved and present in animals, plants, viruses and some prokaryotes. They have roles in development, cell growth and differentiation, apoptosis and their miss-regulation is associated with many diseases ...
Dissertation
Interatomic Coulombic decay in noble gas clusters of varying sizes investigated by photon-induced (dispersed) fluorescence spectrometry
(2018-06-06)
The main topic of this thesis is to study experimentally an ultrafast and efficient non radiative mechanism – the well-known interatomic Coulombic decay (ICD) – in noble gas clusters by employing fluorescence spectrometry technique in combination with synchrotron radiation. Using Neon clusters as prototype systems, a special variety of ICD, termed resonant ICD (RICD), has been investigated by a selective excitation of one component of the cluster and for different mean cluster sizes. The first part of the thesis was ...