Non-LTE treatment of molecules in the photospheres of cool stars

We present a technique to treat systems with very many levels, like molecules, in non-LTE. This method is based on a superlevel formalism coupled with rate operator splitting. Superlevels consist of many individual levels that are assumed to be in LTE relative to each other. The usage of superlevels reduces the dimensionality of the rate equations dramatically and, thereby, makes the problem computationally more easily treatable. Our superlevel formalism retains maximum accuracy by using direct opacity sampling (dOS) when calculating the radiative transitions and the opacities. We developed this method in order to treat molecules in cool dwarf model calculations in non-LTE. Cool dwarfs have low electron densities and a radiation field that is far from a black body radiation field, both properties may invalidate the conditions for the common LTE approximation. Therefore, the most important opacity sources, the molecules, need to be treated in non-LTE. As a case study we applied our method to carbon monoxide. We find that our method gives accurate results since the conditions for the superlevel method are very well met for molecules. Due to very high collisional cross sections with hydrogen, and the high densities of H_2 the population of CO itself shows no significant deviation from LTE.Comment: AASTeX v50, 35 pages including 12 figures, accepted by Ap

Magnetic Field-Induced Lattice Effects in a Quasi-2D Organic Conductor Close to the Mott Metal-Insulator Transition

We present ultra-high-resolution dilatometric studies in magnetic fields on a quasi-two-dimensional organic conductor $\kappa$-(D8-BEDT-TTF)$_{2}$Cu[N(CN)$_{2}$]Br, which is located close to the Mott metal-insulator (MI) transition. The obtained thermal expansion coefficient, $\alpha(T)$, reveals two remarkable features: (i) the Mott MI transition temperature $T_{MI}$ = (13.6 $\pm$ 0.6)\,K is insensitive to fields up to 10\,T, the highest applied field; (ii) for fields along the interlayer \emph{b}-axis, a magnetic-field-induced (FI) phase transition at $T_{FI}$ = (9.5 $\pm$ 0.5)\,K is observed above a threshold field $H_c \sim$ 1 T, indicative of a spin reorientation with strong magneto-elastic coupling.Comment: 5 pages, 4 figure

Analysis of stochastic probing methods for estimating the trace of functions of sparse symmetric matrices

We consider the problem of estimating the trace of a matrix function $f(A)$. In certain situations, in particular if $f(A)$ cannot be well approximated by a low-rank matrix, combining probing methods based on graph colorings with stochastic trace estimation techniques can yield accurate approximations at moderate cost. So far, such methods have not been thoroughly analyzed, though, but were rather used as efficient heuristics by practitioners. In this manuscript, we perform a detailed analysis of stochastic probing methods and, in particular, expose conditions under which the expected approximation error in the stochastic probing method scales more favorably with the dimension of the matrix than the error in non-stochastic probing. Extending results from [E. Aune, D. P. Simpson, J. Eidsvik, Parameter estimation in high dimensional Gaussian distributions, Stat. Comput., 24, pp. 247--263, 2014], we also characterize situations in which using just one stochastic vector is always -- not only in expectation -- better than the deterministic probing method. Several numerical experiments illustrate our theory and compare with existing methods

Größen- und Distanzmessungen unter Verwendung von Ein- und Zweiphotonen-Anregung mittels räumlich modulierter Beleuchtung

Die Fernfeld-Lichtmikroskopie ist eine Methode, um Strukturuntersuchungen an biologisch komplexen Objekten durchzuführen. Dabei können auch Strukturen analysiert werden, deren Abmessungen deutlich kleiner als die optische Auflösung sind, indem Distanzmessungen zwischen Fluoreszenzmarkern vorgenommen werden. Hier wird eine Methode der Fernfeld-Lichtmikroskopie vorgestellt, mit der sowohl Größen- als auch Distanzmessungen an im Vergleich zur optischen Auflösung kleinen, fluoreszierenden Objekten in Richtung der optischen Achse durchgeführt werden können. Dazu werden zwei kollimierte Laserstrahlen zwischen zwei Objektiven kohärent überlagert, so dass sich eine räumlich modulierte Anregungsintensität ergibt. In der Arbeit werden zunächst die theoretischen Grundlagen von Mikroskopie, Fluoreseszenz-Anregung und Interferenz erläutert und wie sich daraus mittels räumlich modulierter Anregung Distanzen und Objektgrößen bestimmen lassen. Darüberhinaus wird der Mikroskopaufbau beschrieben, mit dem Größen- und Distanzmessungen in axialer Richtung durchgeführt werden. Abschließend wird die Einkopplung eines gepulsten NIR-Laserstrahls in das Mikroskop erläutert, mit dem die Fluoreszenz über Zweiphotonen-Effekte angeregt werden kann. Dabei werden Messungen bei aufgeweitetem Anregungsstrahl und Messungen der Fluoreszenzlebensdauer beschrieben

Analysis of Keck High Resolution Spectra of VB10

We use a preliminary version of our ``NextGen'' grid of cool star model atmospheres to compute synthetic line profiles which fit high resolution Keck spectra of the cool M~dwarf VB10 satisfactorily well. We show that the parameters derived from the Keck data are consistent with the parameters derived from lower resolution spectra with larger wavelength coverage. We discuss the treatment of van der Waals broadening in cool, molecular (mostly ${\rm H_2}$) dominated stellar atmospheres. The line profiles are dominated by van der Waals pressure broadening and are a sensitive indicator for the gravity and metallicity. Therefore, the high-resolution Keck spectra are useful for determining the parameters of M dwarfs. There is some ambiguity between the metallicity and gravity. For VB10, we find from the high-resolution spectra that $5.0 < \log(g) < 5.5$ and 0 < \left[\case{{\rm M}}{{\rm H}}\right] < +0.5 for an adopted fixed effective temperature of 2700~K (Schweitzer, 1995), which is consistent with recent interior calculations (Baraffe etal, 1995).Comment: 8 pages, latex, MNRAS style, figures not included, full text plus figures available at http://brian.la.asu.edu/ or at ftp://brian.la.asu.edu/pub/preprints/VB10.ps.gz, submitted to MNRA

Die Gesellschaft als Labor? Wissenschaftsforschung meets soziologische Theorie

Die Ad hoc-Gruppe Wissenschaftsforschung meets soziologische Theorie befasste sich mit den Folgen der großflächigen Übertragung von Ansätzen in den Science Studies auf die allgemeine soziologische Theorie sowie auf soziologische Kritikansätze. Im Fokus standen dabei weniger Fragen der Angemessenheit einzelner Konzepte der Science Studies wie etwa die Frage der Konzentration auf Objekte, sondern eher eine Theoriefolgenabschätzung. Diese lässt sich mithilfe des aus der objektualen Soziologie selbst stammenden Begriffs der „Übersetzung“ fassen. Danach führt die Übertragung von Konzepten aus einem Register in ein anderes zu einer „Artikulation“ neuer Positionen, aber auch zu einer „Disartikulation“ im Verhältnis zu bestehenden Ansätzen. So wird an die aus den Science Studies kommende Dingsoziologie die kritische Frage gerichtet, worin ihre Übersetzungskosten bestehen

[I] Localised, ephemeral grounding of the Fimbul Ice Shelf, East Antarctica, as revealed from tidally modulated cryoseismicity

The Tenth Symposium on Polar Science/Ordinary sessions: [OG] Polar Geosciences, Wed. 4 Dec. / 3F Seminar room, National Institute of Polar Researc