Reconstruction of signals with unknown spectra in information field theory with parameter uncertainty

The optimal reconstruction of cosmic metric perturbations and other signals requires knowledge of their power spectra and other parameters. If these are not known a priori, they have to be measured simultaneously from the same data used for the signal reconstruction. We formulate the general problem of signal inference in the presence of unknown parameters within the framework of information field theory. We develop a generic parameter uncertainty renormalized estimation (PURE) technique and address the problem of reconstructing Gaussian signals with unknown power-spectrum with five different approaches: (i) separate maximum-a-posteriori power spectrum measurement and subsequent reconstruction, (ii) maximum-a-posteriori power reconstruction with marginalized power-spectrum, (iii) maximizing the joint posterior of signal and spectrum, (iv) guessing the spectrum from the variance in the Wiener filter map, and (v) renormalization flow analysis of the field theoretical problem providing the PURE filter. In all cases, the reconstruction can be described or approximated as Wiener filter operations with assumed signal spectra derived from the data according to the same recipe, but with differing coefficients. All of these filters, except the renormalized one, exhibit a perception threshold in case of a Jeffreys prior for the unknown spectrum. Data modes, with variance below this threshold do not affect the signal reconstruction at all. Filter (iv) seems to be similar to the so called Karhune-Loeve and Feldman-Kaiser-Peacock estimators for galaxy power spectra used in cosmology, which therefore should also exhibit a marginal perception threshold if correctly implemented. We present statistical performance tests and show that the PURE filter is superior to the others.Comment: 21 pages, 5 figures, accepted by PR

On the coupling of massless particles to scalar fields

It is investigated if massless particles can couple to scalar fields in a special relativistic theory with classical particles. The only possible obvious theory which is invariant under Lorentz transformations and reparametrization of the affine parameter leads to trivial trajectories (straight lines) for the massless case, and also the investigation of the massless limit of the massive theory shows that there is no influence of the scalar field on the limiting trajectories. On the other hand, in contrast to this result, it is shown that massive particles are influenced by the scalar field in this theory even in the ultra-relativistic limit.Comment: 9 pages, no figures, uses titlepage.sty, LaTeX 2.09 file, submitted to International Journal of Theoretical Physic

Characterization of the non-Gaussianity of radio and IR point sources at CMB frequencies

This study, using publicly available simulations, focuses on the characterization of the non-Gaussianity produced by radio point sources and by infrared (IR) sources in the frequency range of the cosmic microwave background from 30 to 350 GHz. We propose a simple prescription to infer the angular bispectrum from the power spectrum of point sources considering independent populations of sources, with or without clustering. We test the accuracy of our prediction using publicly available all-sky simulations of radio and IR sources and find very good agreement. We further characterize the configuration dependence and the frequency behaviour of the IR and radio bispectra. We show that the IR angular bispectrum peaks for squeezed triangles and that the clustering of IR sources enhances the bispectrum values by several orders of magnitude at scales ℓ∼ 100. At 150 GHz the bispectrum of IR sources starts to dominate that of radio sources on large angular scales, and it dominates the whole multipole range at 350 GHz. Finally, we compute the bias on fNL induced by radio and IR sources. We show that the positive bias induced by radio sources is significantly reduced by masking the sources. We also show, for the first time, that the form of the IR bispectrum mimics a primordial ‘local' bispectrum fNL. The IR sources produce a negative bias which becomes important for Planck-like resolution and at high frequencies (ΔfNL∼−6 at 277 GHz and ΔfNL∼−60-70 at 350 GHz). Most of the signal being due to the clustering of faint IR sources, the bias is not reduced by masking sources above a flux limit and may, in some cases, even be increased due to the reduction of the shot-noise ter

Work histories and old age security

Die vorliegende Arbeit behandelt den Wandel der Erwerbsverläufe und die damit verbundenen Auswirkungen auf die künftige Alterssicherung. Zunächst wird ein Überblick über das Alterssicherungssystem in Deutschland gegeben und die institutionellen Rahmenbedingungen der Alterssicherung und Veränderungen innerhalb des Systems erläutert. Die Analyse des Wandels der Erwerbsverläufe erfolgt vor dem theoretischen Hintergrund der Lebenslaufperspektive und bedient sich methodisch der Sequenzmusteranalyse. Als Datenbasis dienen die monatsgenauen Längsschnittdaten der Studie „Altersvorsorge in Deutschland 2005“. Im ersten Teil der Analyse werden acht Erwerbsverlaufstypen identifiziert, die sich hinsichtlich ihrer Erwerbsnähe und ihrer Stetigkeit bzw. Diskontinuität deutlich unterscheiden. Unter Rückgriff auf diese Typologie werden im zweiten Teil der Analyse die projizierten Alterseinkommen untersucht. Abschließend werden verschiedene Vorschläge zur Reform der Alterssicherung anhand der Ergebnisse der Analysen diskutiert. Als zentrale Ergebnisse der Arbeit können folgende Punkte festhalten werden: Es lässt sich ein Wandel nachweisen, der sich in einem Rückgang stetiger Erwerbsverläufe und einer Zunahme diskontinuierlicher Verläufe äußert. Die einzelnen Typen sind mit deutlich unterschiedlichen projizierten Alterseinkommen assoziiert. Die Diskussion um zukünftige Altersarmut sollte sich daher nicht auf das Leistungsniveau in der gesetzlichen Rentenversicherung und die Verbreitung und Leistungsfähigkeit zusätzlicher Vorsorge beschränken. Vielmehr müssen veränderte Erwerbsverläufe stärker in den Blick genommen und damit zusammenhängende grundsätzliche Fragen der Alterssicherung geklärt werden.The following thesis examines changing employment histories and the consequences of these changes for future old age incomes. Firstly, an overview of the German pension system is provided; the institutional background is outlined, and recent regulatory changes are discussed. The theoretical framework of life course analysis and the methodological tools of sequence analysis are then used to examine changes in the employment histories. The analysis is based on monthly longitudinal data from the study „Altersvorsorge in Deutschland 2005“. In the first part of the analysis eight different types of employment histories are identified. They differ substantially in their closeness to the labour market as well as in the aspects of stability or discontinuity. This typology is then used in the second part of the analysis to examine projected old age incomes. Lastly, the results of the analyses are employed in a discussion of different policy options. The main findings of the thesis are: Employment histories are changing, and there is a move away from stable towards more discontinuous employment histories. The various types are also associated with distinctly different projected old age incomes. A discussion of future old age poverty should thus not be constrained to the level of benefits in the statutory pension insurance or the prevalence and performance of additional pension provision schemes. Fundamental questions of old age security associated with changing employment histories need to be addressed as well

Der Normallebenslauf als Auslaufmodell? Zur Differenzierung und Destandardisierung von Erwerbsverläufen

Der Beitrag untersucht den Wandel von Erwerbsverläufen mit einem neuartigen methodischen Ansatz. Zentrale Konzepte der Sequenzmusteranalyse werden, abweichend von bisherigen deskriptiven Ansätzen, in ein Regressionsmodell integriert. Konkret werden die Konzepte Differenzierung, definiert als zunehmende Komplexität der individuellen Verläufe und Destandardisierung, definiert als zunehmende Distanz von einem Referenzverlauf, unterschieden. Der Beitrag untersucht, inwiefern eine Beziehung zwischen den beiden Konzepten besteht und ob sich in der Abfolge der Geburtsjahrgänge eine Veränderung ergibt.Als Datenbasis dienen die in der Studie „Altersvorsorge in Deutschland“ erhobenen Er-werbsverläufe, die um die Lebenslaufdaten der Nacherhebung „Individuelle Altersvorsorge“ ergänzt wurden. Damit liegen für die Geburtsjahrgänge 1942 bis 1961 valide, monatsgenaue Längsschnittdaten vom Zeitpunkt des 15. Geburtstags bis in das Jahr 2009 vor. In dem Beitrag werden die Erwerbsverläufe westdeutscher Männer untersucht, da die Idealfigur des Normallebenslaufs in erster Linie von ihnen gelebt wird.Die Ergebnisse zeigen zunächst, dass der Versuch, Konzepte aus der Sequenzdatenanalyse nicht nur explorativ sondern in einem analytischen Zusammenhang zu verwenden, vielversprechend ist. Jüngere Männer weisen tendenziell höhere Komplexitätswerte und größere Distanzen zum Referenzverlauf auf als ältere. Weiterhin zeigt sich, dass Destandardisierung und Differenzierung eng zusammenhängen, als Konstrukte jedoch nicht deckungsgleich sind. Sie beleuchten vielmehr unterschiedliche Aspekte des Wandels von Erwerbsverläufen. Es scheint, als ob ein Teil der bislang uneinheitlichen Befunde in diesem Gebiet darauf zurückzuführen ist, dass die verschiedenen Konzepte in der Analyse nicht immer trennscharf abgegrenzt werden können