On the stability of a de Sitter universe with self-interacting massive particles

In dieser Arbeit untersuche ich den Einfluss massiver Quantenfelder auf einen reinen de Sitter Hintergrund. Nach einer kurzen Zusammenfassung der neuesten Entwicklungen zu diesem Thema gebe ich eine Einführung in die klassische Geometrie von de Sitter Räumen. Darin behandle ich die physikalischen Eigenschaften und die verschiedenen Koordinatensysteme, die unterschiedliche Teile des de Sitter Raumes bedecken. Im anschließenden Kapitel wiederhole ich die Quantenfeldtheorie freier Skalarfelder auf gekrümmten Hintergründen im Allgemeinen und auf de Sitter im Speziellen. Hier gebe ich die Lösungen für die Modenfunktionen in geschlossenen und flachen Koordinaten an und diskutiere das Problem der richtigen Wahl des Vakuums auch im Hinblick auf die Eigenschaften der zugehörigen Green Funktionen. Da sich der Hintergrund für die Quantenfeldtheorie auf de Sitter mit der Zeitentwicklung ändert, verwende ich den in/in (Keldysh) Formalismus zur Berechnung von Observablen. Ich fasse den Formalismus zusammen und erläutere die für Rechnungen benötigten Methoden. Die Einführung des Wechselwirkungspotentials und der Feynmanregeln für Wechselwirkungsdiagramme bilden schliesslich den Abschluss des einleitenden Teils. Mit Hilfe des effektiven Potentials für das reskalierte Skalarfeld zeige ich, dass jede Theorie mit ungeraden Wechselwirkungspotentialen Probleme mit der Stabilität des freien Vakuums aufweist, falls der Skalenfaktor in der Vergangenheit verschwindet. Dies ist auch ein Argument, auf de Sitter die globalen Koordinaten anstelle der flachen zu verwenden, da sie im Gegensatz zu diesen den ganzen Raum bedecken und der Skalenfaktor nur einen nicht verschwindenden Minimalwert annimmt. Ich beweise weiterhin, dass aus der Betrachtung der Vakuumpersistenz kein Einwand gegen Wechselwirkungen auf de Sitter folgt, da die resultierende Entwicklung immer unitär ist, falls die Kopplung klein genug gewählt wird. Für die Schleifenkorrekturen zum Keldyshpropagator in globalen Koordinaten ergeben meine Berechnungen keine problematischen Divergenzen. Insbesondere finde ich keine Divergenz, die es verbietet, den adiabatischen Limes in Berechnung zu nehmen, was den Ergebnissen von Polyakov und Krotov widerspricht. Zusammen- fassend ist meine Schlussfolgerung, dass die wechselwirkenden Quantenfelder zu keinen offensichtlichen Instabilitäten des de Sitter Hintergrundes führen.In this work I discuss the influence of interacting massive quantum fields on a pure de Sitter background. After a short review of recent developments on the topic, I give an introduction to the classical geometry of de Sitter. I discuss the physical properties and the different coordinate charts covering parts of de Sitter. In the next chapter I recapitulate free quantum fields on curved backgrounds in general and on de Sitter in particular. Subsequently I give the solutions to the mode equation for closed and flat coordinates and cover the problem of the correct choice of the vacuum also with respect to the properties of the corresponding Green function. As the background for quantum field theory on de Sitter is changing with time I use the in/in (Keldysh) formalism to calculate observables. I review this formalism and give the mathematical tools to perform calculations. The introduction of the interaction potential and the Feynman rules for interaction diagrams concludes the introductory part. Using the effective potential for the rescaled field, I show that any theory with odd interaction potential has problems with the stability of the free vacuum on a dynamic background if the scale factor vanishes in the early past. In particular this is one argument for using the global closed coordinate chart on de Sitter instead of the flat one covering only half of de Sitter. I also prove that from the vacuum persistence there is no objection to taking interactions on de Sitter, i.e. the resulting evolution is unitary for small enough coupling. For the loop corrections to the Keldysh propagator in global coordinates I calculate no problematic divergence, especially I find no divergence prohibiting the adiabatic limit in calculations in contrast to Polyakov and Krotov’s result. Summarizing, this shows that there is no obvious instability of the de Sitter background inferred by interacting quantum fields

On the stability of a de Sitter universe with self-interacting massive particles

In dieser Arbeit untersuche ich den Einfluss massiver Quantenfelder auf einen reinen de Sitter Hintergrund. Nach einer kurzen Zusammenfassung der neuesten Entwicklungen zu diesem Thema gebe ich eine Einführung in die klassische Geometrie von de Sitter Räumen. Darin behandle ich die physikalischen Eigenschaften und die verschiedenen Koordinatensysteme, die unterschiedliche Teile des de Sitter Raumes bedecken. Im anschließenden Kapitel wiederhole ich die Quantenfeldtheorie freier Skalarfelder auf gekrümmten Hintergründen im Allgemeinen und auf de Sitter im Speziellen. Hier gebe ich die Lösungen für die Modenfunktionen in geschlossenen und flachen Koordinaten an und diskutiere das Problem der richtigen Wahl des Vakuums auch im Hinblick auf die Eigenschaften der zugehörigen Green Funktionen. Da sich der Hintergrund für die Quantenfeldtheorie auf de Sitter mit der Zeitentwicklung ändert, verwende ich den in/in (Keldysh) Formalismus zur Berechnung von Observablen. Ich fasse den Formalismus zusammen und erläutere die für Rechnungen benötigten Methoden. Die Einführung des Wechselwirkungspotentials und der Feynmanregeln für Wechselwirkungsdiagramme bilden schliesslich den Abschluss des einleitenden Teils. Mit Hilfe des effektiven Potentials für das reskalierte Skalarfeld zeige ich, dass jede Theorie mit ungeraden Wechselwirkungspotentialen Probleme mit der Stabilität des freien Vakuums aufweist, falls der Skalenfaktor in der Vergangenheit verschwindet. Dies ist auch ein Argument, auf de Sitter die globalen Koordinaten anstelle der flachen zu verwenden, da sie im Gegensatz zu diesen den ganzen Raum bedecken und der Skalenfaktor nur einen nicht verschwindenden Minimalwert annimmt. Ich beweise weiterhin, dass aus der Betrachtung der Vakuumpersistenz kein Einwand gegen Wechselwirkungen auf de Sitter folgt, da die resultierende Entwicklung immer unitär ist, falls die Kopplung klein genug gewählt wird. Für die Schleifenkorrekturen zum Keldyshpropagator in globalen Koordinaten ergeben meine Berechnungen keine problematischen Divergenzen. Insbesondere finde ich keine Divergenz, die es verbietet, den adiabatischen Limes in Berechnung zu nehmen, was den Ergebnissen von Polyakov und Krotov widerspricht. Zusammen- fassend ist meine Schlussfolgerung, dass die wechselwirkenden Quantenfelder zu keinen offensichtlichen Instabilitäten des de Sitter Hintergrundes führen.In this work I discuss the influence of interacting massive quantum fields on a pure de Sitter background. After a short review of recent developments on the topic, I give an introduction to the classical geometry of de Sitter. I discuss the physical properties and the different coordinate charts covering parts of de Sitter. In the next chapter I recapitulate free quantum fields on curved backgrounds in general and on de Sitter in particular. Subsequently I give the solutions to the mode equation for closed and flat coordinates and cover the problem of the correct choice of the vacuum also with respect to the properties of the corresponding Green function. As the background for quantum field theory on de Sitter is changing with time I use the in/in (Keldysh) formalism to calculate observables. I review this formalism and give the mathematical tools to perform calculations. The introduction of the interaction potential and the Feynman rules for interaction diagrams concludes the introductory part. Using the effective potential for the rescaled field, I show that any theory with odd interaction potential has problems with the stability of the free vacuum on a dynamic background if the scale factor vanishes in the early past. In particular this is one argument for using the global closed coordinate chart on de Sitter instead of the flat one covering only half of de Sitter. I also prove that from the vacuum persistence there is no objection to taking interactions on de Sitter, i.e. the resulting evolution is unitary for small enough coupling. For the loop corrections to the Keldysh propagator in global coordinates I calculate no problematic divergence, especially I find no divergence prohibiting the adiabatic limit in calculations in contrast to Polyakov and Krotov’s result. Summarizing, this shows that there is no obvious instability of the de Sitter background inferred by interacting quantum fields

Helicobacter pylori CagL dependent induction of gastrin expression via a novel αvβ5-integrin-integrin linked kinase signalling complex

One of the most important hormones in the human stomach is the peptide gastrin. It is mainly required for the regulation of gastric pH but is also involved in growth and differentiation of gastric epithelial cells. In Helicobacter pylori infected patients, gastrin secretion can be upregulated by the pathogen, resulting in hypergastrinaemia. H pylori induced hypergastrinaemia is described as being a major risk factor for the development of gastric adenocarcinoma

Robots in machining

Robotic machining centers offer diverse advantages: large operation reach with large reorientation capability, and a low cost, to name a few. Many challenges have slowed down the adoption or sometimes inhibited the use of robots for machining tasks. This paper deals with the current usage and status of robots in machining, as well as the necessary modelling and identification for enabling optimization, process planning and process control. Recent research addressing deburring, milling, incremental forming, polishing or thin wall machining is presented. We discuss various processes in which robots need to deal with significant process forces while fulfilling their machining task

Remarks on the classification of wheeled mobile robots

The subject of this work is modeling and classification of single-bodied wheeled mobile robots (WMRs). In the past, it was shown that the kinematics of each such robot can be modeled by one out of only five different generic models. However, the precise conditions under which a model is the proper description of the kinematic capabilities of a robot were not clear. These shortcomings are eliminated in this work, leading to a simple procedure for model selection. Additionally, a thorough analysis of the kinematic models and a classification of their singularities are presented

Hybrid estimation of complex systems

Abstract—Modern automated systems evolve both continuously and discretely, and hence require estimation techniques that go well beyond the capability of a typical Kalman Filter. Multiple model (MM) estimation schemes track these system evolutions by applying a bank of filters, one for each discrete system mode. Modern systems, however, are often composed of many interconnected components that exhibit rich behaviors, due to complex, system-wide interactions. Modeling these systems leads to complex stochastic hybrid models that capture the large number of operational and failure modes. This large number of modes makes a typical MM estimation approach infeasible for online estimation. This paper analyzes the shortcomings of MM estimation, and then introduces an alternative hybrid estimation scheme that can efficiently estimate complex systems with large number of modes. It utilizes search techniques from the toolkit of model-based reasoning in order to focus the estimation on the set of most likely modes, without missing symptoms that might be hidden amongst the system noise. In addition, we present a novel approach to hybrid estimation in the presence of unknown behavioral modes. This leads to an overall hybrid estimation scheme for complex systems that robustly copes with unforeseen situations in a degraded, but fail-safe manner. Index Terms—Artificial intelligence, diagnosis, fault detection and isolation (FDI), hybrid systems, multiple model estimation. I

Adaptive Scheme for the CLIC Orbit Feedback

One of the major challenges of the CLIC main linac is the preservation of the ultra-low beam emittance. The dynamic effect of ground motion would lead to a rapid emittance increase. have to be counteracted by using orbit feedback (FB) systems. Orbit feedback systems (FB) have to be optimized to optimally attenuate ground motion (disturbance), in spite of drifts of accelerator parameters (imperfect system knowledge). This paper presents a new FB strategy for the main linac of CLIC. It addresses the above mentioned issues, with the help of an adaptive control scheme. The rst part of this system is a system identication unit. It delivers an estimate of the time-varying system behavior. The second part is a control algorithm, which uses the most recent system estimate of the identication unit. It uses H2 control theory to deliver an optimal prediction of the ground motion. This approach takes into account the frequency and spacial properties of the ground motion, as well as their impact on the emittance growth

A diagnosis-based causal analysis method for concurrent hybrid automata

Abstract. Modern artifacts are typically composed of many system components and exhibit a complex pattern of continuous/discrete behaviors. A concurrent hybrid automaton is a powerful modeling concept to capture such a system’s behavior in terms of hybrid automata for the individual system components and the concurrent composition of thereof. Because of the potentially large number of modes of the concurrent automaton model it is non-trivial to validate the composition such that every possible operational mode leads to a causally valid dynamic model for the overall system. This paper presents a novel model analysis method that validates the automata composition without the necessity to analyze a prohibitively large number of modes. We achieve this by formulating the exhaustive causal analysis of hybrid automata as a diagnosis problem. This provides causal specifications of the component automata and enables us to efficiently calculate the causal relationships for their concurrent composition and thus validate a concurrent automaton model.