8,614 research outputs found

    UMSL Bulletin 2023-2024

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    The 2023-2024 Bulletin and Course Catalog for the University of Missouri St. Louis.https://irl.umsl.edu/bulletin/1088/thumbnail.jp

    Complexity Science in Human Change

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    This reprint encompasses fourteen contributions that offer avenues towards a better understanding of complex systems in human behavior. The phenomena studied here are generally pattern formation processes that originate in social interaction and psychotherapy. Several accounts are also given of the coordination in body movements and in physiological, neuronal and linguistic processes. A common denominator of such pattern formation is that complexity and entropy of the respective systems become reduced spontaneously, which is the hallmark of self-organization. The various methodological approaches of how to model such processes are presented in some detail. Results from the various methods are systematically compared and discussed. Among these approaches are algorithms for the quantification of synchrony by cross-correlational statistics, surrogate control procedures, recurrence mapping and network models.This volume offers an informative and sophisticated resource for scholars of human change, and as well for students at advanced levels, from graduate to post-doctoral. The reprint is multidisciplinary in nature, binding together the fields of medicine, psychology, physics, and neuroscience

    The Forward Physics Facility at the High-Luminosity LHC

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    Enhancement of Ionic Conductivity with Lattice Structure Manipulation in Al-doped Li7La3Zr2O17 Solid-State Electrolytes

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    High ionic conductivity is usually observed in the cubic phase of garnet Li7La3Zr2O12 (LLZO), which can be stabilized by dopants including Ca2+, Fe3+, Al3+, Ga3+, Ti4+, and Si4+. However, the ionic conductivity shows a strong dependence on both the lithium and the dopant atomic occupancy of the garnet LLZO crystal structure (space group Ia-3d), i.e., the 24d (LiO4) or 96h (LiO6) sites. Dopants occupying the 24d site can induce a strong local electric field which blocks the Li+ diffusion path. By employing SPS (Spark Plasma Sintering) to improve Al-LLZO's electrochemical performance, the mechanism of phase evaluation and atomic occupancy grove electrochemical performance was revealed. In the first study, high energy in the SPS induces Al3+ diffusion in LLZO lattices, transforming tetragonal phase LLZO into cubic phase LLZO. The Inter- and intra-grain effects on the ionic conductivity of LLZO SSE are discussed. As a result of the removal of low-conductivity impurities and an increase in bulk density, inter-grain ionic conductivity increases. In addition, the superior intra-grain ionic conductivity correlates with an increasing trend in LLZO SSE and an apparent decrease in secondary phase content. A rise in 24dLi1/96hLi2 occupancy ratio and a decrease in 24dAl1/96hAl2 correlates with increased ionic conductivity within the LLZO lattice. After SPS treated at 1100 oC, the ionic conductivity of LLZO prepared by SPS can reach 2.6×10-4 S cm-1, and the electronic conductivity is maintained at a low level. Moreover, this study provides insight into the relationship and correlation between two major factors (phase evaluation and atomic occupation) and ionic conductivity. However, the sparking plasma sintering (SPS) process, which limits the diffusion and relaxation time of the material, introduces a metastable state of the cubic LLZO with strong lattice distortion and inadequate ion distribution. In the second study, post-annealing promotes ion rearrangement, especially the Al3+ migration from the 24d to 96h sites, which is driven by the mitigation of the metastable state as identified by structure and composition analysis. Ionic conductivity as high as 3.3×10-4 S cm-1 is achieved along with low electronic conductivity of 5.17×10-7 S cm-1 by post-annealing at 500 oC in an oxygen environment after the SPS process. This work demonstrated a strategy to fabricate LLZO solid-state electrolyte with high ionic conductivity by manipulating its metastable state. It revealed that atomic occupation is a vital factor in influencing ionic conductivity besides doping content and bulk density. In addition, this work also prepared Ga and Ta doped LLZO powder and the effects of Ga and Ta substitutions on sintering have been meticulously studied. LLZO can be doped with Ga3+ and Ta5+ to achieve cubic crystal structure. The crystal structure is adjusted by Ga3+ substitution at Li+ sites and Ta5+ substitution at Zr4+

    Generalised Symmetries and String Theory

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    In this thesis, we study the geometric origin of discrete higher-form symmetries and associated anomalies of dd-dimensional quantum field theories in terms of defect groups via geometric engineering in M-theory and type IIB string theory by reduction on non-compact spaces XX. As a warm-up, we analyze the example of 7d \cN=1 SYM theory, where we recover it from a mixed 't Hooft anomaly among the electric 1-form centre symmetry and the magnetic 4-form centre symmetry in the defect group. The case of 5-dimensional SCFTs from M-theory on toric singularities is discussed in detail. In that context, we determine the corresponding 1-form and 2-form defect groups and we explain how to determine the corresponding mixed 't Hooft anomalies from flux non-commutativity. For these theories, we further determine the d+1d+1 dimensional Symmetry TFT, or SymTFT for short, by reducing the topological sector of 11d supergravity on the boundary X\partial X of the space XX. Central to this endeavour is a reformulation of supergravity in terms of differential cohomology, which allows the inclusion of torsion in the cohomology of the space X\partial X, which in turn gives rise to the background fields for discrete symmetries. We further extend our analysis to study the 1-form symmetries of 4-dimensional \cN=2 supersymmetric quantum field theories which arise from IIB on hypersurface singularities. The examples we discuss include a broad class of \cN=2 theories such as Argyres-Douglas and Dpb(G)D_p^b(G) theories. In our computation of the defect groups of hypersurface singularities, we rely on a fundamental result in singularity theory known as Milnor's theorem which establishes a connection between the topology of the hypersurface and the local behaviour of the singularity. For the Dpb(G)D_p^b(G) theories, in the simple case when b=h(G)b=h^\vee (G), we use the BPS quivers of the theory to see that the defect group is compatible with a known Maruyoshi-Song flow. To extend to the case where bh(G)b\neq h^\vee (G), we use a similar Maruyoshi-Song flow to conjecture that the defect groups of Dpb(G)D_p^b(G) theories are given by those of G(b)[k]G^{(b)}[k] theories. In the cases of G=An,  E6,  E8G=A_n, \;E_6, \;E_8 we cross-check our result by calculating the BPS quivers of the G(b)[k]G^{(b)}[k] theories and looking at the cokernel of their intersection matrix

    Making friends with failure in STS

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    Electrical and Optical Modeling of Thin-Film Photovoltaic Modules

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    Heutzutage ist durch viele wissenschaftliche Studien nachgewiesen, dass die Erde längst dem Klimawandel unterworfen ist. Daher muss die gesamte Menschheit vereint handeln, um die schlimmsten Katastrophenszenarien zu verhindern. Ein vielversprechender Ansatz - wenn nicht sogar der vielversprechendste überhaupt - um diese angesprochene, größte Herausforderung in der Geschichte der Menschheit zu bewältigen, ist es, den Energiehunger der Menschheit durch die Erzeugung erneuerbarer und unerschöpflicher Energie zu sättigen. Die Photovoltaik (PV)-Technologie ist ein vielversprechender Anwärter, die leistungsstärkste erneuerbare Energiequelle zu stellen, und spielt aufgrund ihrer direkten Umwandlung des Sonnenlichtes und ihrer skalierbaren Anwendbarkeit in Form von großflächigen Solarmodulen bereits jetzt eine große Rolle bei der Erzeugung erneuerbarer Energie. Im PV-Sektor sind Solarmodule aus Siliziumwafern die derzeit vorherrschende Technologie. Neu aufkommende PV-Technologien wie die Dünnschichttechnologie haben jedoch vorteilhafte Eigenschaften wie einen sehr geringen Kohlenstoffdioxid (CO2)-Fußabdruck, eine kurze energetische Amortisierungszeit und das Potenzial für eine kostengünstige monolithische Massenproduktion, obwohl diese derzeit noch nicht final ausgereift ist. Um die Dünnschichttechnologie jedoch gezielt in Richtung einer breiten Marktreife zu entwickeln, sind numerische Simulationen eine wichtige Säule für das wissenschaftliche Verständnis und die technologische Optimierung. Während sich traditionelle Simulationsliteratur häufig mit materialspezifischen Herausforderungen befasst, konzentriert sich diese Arbeit auf industrieorientierte Herausforderungen auf Modulebene, ohne die zugrundeliegenden Materialparameter zu verändern. Um ein allumfassendes, digitales Modell eines Solarmoduls zu erstellen, werden in dieser Arbeit mehrere Simulationsansätze aus verschiedenen physikalischen Bereichen kombiniert. Zur Abbildung elektrischer Effekte, einschließlich der räumlichen Spannungsvariation innerhalb des Moduls, wird eine Finite Elemente Methode (FEM) zur Lösung der räumlich quantisierten Poisson-Gleichung verwendet. Um optische Effekte zu berücksichtigen, wird eine generalisierte Transfermatrix-Methode (TMM) verwendet. Alle Simulationsmethoden sind in dieser Arbeit von Grund auf neu programmiert worden, um eine Verknüpfung aller Simulationsebenen mit dem höchstmöglichen Grad an Anpassung und Verknüpfung zu ermöglichen. Die Simulation und die Korrektheit der Parameter wird durch externe Quanteneffizienz (EQE)-Messungen, experimentelle Reflexionsdaten und gemessene Strom-Spannungs (I-U)-Kennlinien verifiziert. Der Kernpunkt der Vorgehensweise dieser Arbeit ist eine ganzheitliche Simulationsmethodik auf Modulebene. Dies ermöglicht es, die Lücke zwischen der Simulation auf Materialebene über die Berechnung von Laborwirkungsgraden bis hin zur Bestimmung der von zahlreichen Umweltfaktoren beeinflusste Leistung der Module im Freifeld zu überbrücken. Durch diese Verknüpfung von Zellsimulation und Systemdesign ist es lediglich aus Laboreigenschaften möglich, das Freifeldverhalten von Solarmodulen zu prognostizieren. Sogar das Zurückrechnen von experimentellen Messungen zu Materialparameter ist mittels des in dieser Arbeit entwickelten Verfahrens des Reverse Engineering Fittings (REF) möglich. Das in dieser Arbeit entwickelte numerische Verfahren kann für mehrere Anwendungen genutzt werden. Zunächst können durch die Kombination von elektrischen und optischen Simulationen ganzheitliche Top-Down-Verlustanalysen durchgeführt werden. Dies ermöglicht eine wissenschaftliche Einordnung und einen quantitativen Vergleich aller Verlustleistungsmechanismen auf einen Blick, was die zukünftige Forschung und Entwicklung in Richtung von technologischen Schwachstellen von Solarmodulen lenkt. Darüber hinaus ermöglicht die Kombination von Elektrik und Optik die Detektion von Verlusten, die auf dem nichtlinearen Zusammenspiel dieser beiden Ebenen beruhen und auf eine räumliche Spannungsverteilung im Solarmodul zurückzuführen sind. Diese Arbeit verwendet die entwickelten numerischen Modelle ebenfalls für Optimierungsprobleme, die an digitalen Modellen realer Solarmodule durchgeführt werden. Häufig auftretende Fragestellungen bei der Entwicklung von Solarmodulen sind beispielsweise die Schichtdicke des vorderen optisch transparenten, elektrisch leitfähigen Oxids (TCO) oder die Breite von monolithisch verschalteten Zellen. Die Bestimmung des Optimums dieser mehrdimensionalen Abwägungen zwischen optischer Transparenz, elektrischer Leitfähigkeit und geometrisch inaktiver Fläche zwischen den einzelnen Zellen ist ein Hauptmerkmal der Methodik dieser Arbeit. Mittels des FEM-Ansatzes dieser Arbeit ist es möglich, alle gegenseitigen Wechselwirkungen über verschiedene physikalische Ebenen hinweg zu berücksichtigen und ein ganzheitlich optimiertes Moduldesign zu finden. Auch topologisch komplexere Probleme, wie das Finden eines geeigneten Designs für das Metallisierungsgitter, können auf Grundlage der Simulation mittels der Methode der Topologie-Optimierung (TO) gelöst werden. In dieser Arbeit wurde das TO-Verfahren zum ersten Mal für monolithisch integrierte Zellen eingesetzt. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass sowohl einfache Optimierungen der TCO-Schichtdicken als auch Topologie-Optimierungen stark von den vorherrschenden Beleuchtungsverhältnissen abhängen. Daher ist eine Optimierung auf den Jahresertrag anstelle des Laborwirkungsgrades für industrienahe Anwendungen wesentlich sinnvoller, da die mittleren Jahreseinstrahlungen deutlich von den Laborbedingungen abweichen. Mit Hilfe dieser Ertragsoptimierung wurde in dieser Arbeit für die Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid CuIn1x_{1-x}Gax_xSe2_2 (CIGS)-Technologie ein Leistungsgewinn von über 1 % im Ertrag für einige geografische Standorte und gleichzeitig eine Materialeinsparung für die Metallisierungs- und TCO-Schicht von bis zu 50 % errechnet. Mit Hilfe der numerischen Simulationen dieser Arbeit können alle denkbaren technologischen Verbesserungen auf Modulebene in das Modell eingebracht werden. Auf diese Weise wurde das aktuelle technologische Limit für CIGS-Dünnschicht-Solarmodule berechnet. Unter Verwendung der Randbedingungen der derzeit verfügbaren Materialien, Technologie- und Fertigungstoleranzen und des derzeit besten in der Literatur veröffentlichten CIGS-Materials ergibt sich ein theoretisches Wirkungsgradmaximum von 24 % auf Modulebene. Das derzeit beste veröffentlichte Modul mit den gegebenen Restriktionen weist einen Wirkungsgrad von 19,2 % auf [1]. Verbessert sich der CIGS-Absorber vergleichbar mit jenem von Galliumarsenid (GaAs) im Hinblick auf dessen Rekombinationsrate, ergibt sich ein erhöhtes Wirkungsgradlimit von etwa 28 %. Im Falle eines idealen CIGS-Absorbers ohne intrinsische Rekombinationsverluste wird in dieser Arbeit eine maximale Effizienzobergrenze von 29 % berechnet

    Blockchain Technology: Disruptor or Enhnancer to the Accounting and Auditing Profession

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    The unique features of blockchain technology (BCT) - peer-to-peer network, distribution ledger, consensus decision-making, transparency, immutability, auditability, and cryptographic security - coupled with the success enjoyed by Bitcoin and other cryptocurrencies have encouraged many to assume that the technology would revolutionise virtually all aspects of business. A growing body of scholarship suggests that BCT would disrupt the accounting and auditing fields by changing accounting practices, disintermediating auditors, and eliminating financial fraud. BCT disrupts audits (Lombard et al.,2021), reduces the role of audit firms (Yermack 2017), undermines accountants' roles with software developers and miners (Fortin & Pimentel 2022); eliminates many management functions, transforms businesses (Tapscott & Tapscott, 2017), facilitates a triple-entry accounting system (Cai, 2021), and prevents fraudulent transactions (Dai, et al., 2017; Rakshit et al., 2022). Despite these speculations, scholars have acknowledged that the application of BCT in the accounting and assurance industry is underexplored and many existing studies are said to lack engagement with practitioners (Dai & Vasarhelyi, 2017; Lombardi et al., 2021; Schmitz & Leoni, 2019). This study empirically explored whether BCT disrupts or enhances accounting and auditing fields. It also explored the relevance of audit in a BCT environment and the effectiveness of the BCT mechanism for fraud prevention and detection. The study further examined which technical skillsets accountants and auditors require in a BCT environment, and explored the incentives, barriers, and unintended consequences of the adoption of BCT in the accounting and auditing professions. The current COVID-19 environment was also investigated in terms of whether the pandemic has improved BCT adoption or not. A qualitative exploratory study used semi-structured interviews to engage practitioners from blockchain start-ups, IT experts, financial analysts, accountants, auditors, academics, organisational leaders, consultants, and editors who understood the technology. With the aid of NVIVO qualitative analysis software, the views of 44 participants from 13 countries: New Zealand, Australia, United States, United Kingdom, Canada, Germany, Italy, Ireland, Hong Kong, India, Pakistan, United Arab Emirates, and South Africa were analysed. The Technological, Organisational, and Environmental (TOE) framework with consequences of innovation context was adopted for this study. This expanded TOE framework was used as the theoretical lens to understand the disruption of BCT and its adoption in the accounting and auditing fields. Four clear patterns emerged. First, BCT is an emerging tool that accountants and auditors use mainly to analyse financial records because technology cannot disintermediate auditors from the financial system. Second, the technology can detect anomalies but cannot prevent financial fraud. Third, BCT has not been adopted by any organisation for financial reporting and accounting purposes, and accountants and auditors do not require new skillsets or an understanding of the BCT programming language to be able to operate in a BCT domain. Fourth, the advent of COVID-19 has not substantially enhanced the adoption of BCT. Additionally, this study highlights the incentives, barriers, and unintended consequences of adopting BCT as financial technology (FinTech). These findings shed light on important questions about BCT disrupting and disintermediating auditors, the extent of adoption in the accounting industry, preventing fraud and anomalies, and underscores the notion that blockchain, as an emerging technology, currently does not appear to be substantially disrupting the accounting and auditing profession. This study makes methodological, theoretical, and practical contributions. At the methodological level, the study adopted the social constructivist-interpretivism paradigm with an exploratory qualitative method to engage and understand BCT as a disruptive innovation in the accounting industry. The engagement with practitioners from diverse fields, professions, and different countries provides a distinctive and innovative contribution to methodological and practical knowledge. At the theoretical level, the findings contribute to the literature by offering an integrated conceptual TOE framework. The framework offers a reference for practitioners, academics and policymakers seeking to appraise comprehensive factors influencing BCT adoption and its likely unintended consequences. The findings suggest that, at present, no organisations are using BCT for financial reporting and accounting systems. This study contributes to practice by highlighting the differences between initial expectations and practical applications of what BCT can do in the accounting and auditing fields. The study could not find any empirical evidence that BCT will disrupt audits, eliminate the roles of auditors in a financial system, and prevent and detect financial fraud. Also, there was no significant evidence that accountants and auditors required higher-level skillsets and an understanding of BCT programming language to be able to use the technology. Future research should consider the implications of an external audit firm as a node in a BCT network on the internal audit functions. It is equally important to critically examine the relevance of including programming languages or codes in the curriculum of undergraduate accounting students. Future research could also empirically evaluate if a BCT-enabled triple-entry system could prevent financial statements and management fraud
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