Application of gauge theory to finance: a systematic literature review

In this dissertation, a systematic literature review was undertaken, exploring the application of gauge theory, an important formalism in physics literature, to finance. A set of keywords pertaining both gauge theory and finance were established and used as a search string in the database Web of Science. After exclusion and inclusion principles were applied to the set of articles generated, 14 papers were obtained. By systematically reviewing them, three major approaches to a financial gauge theory were found: Beliefs-Preferences Gauge Symmetry, Local Num´eraire Gauge Symmetry, and Deflator-Term Structure Gauge Symmetry. These can be essentially differentiated by the kind of gauge symmetry explored. Changing pairs of beliefs and preferences, local num´eraires and pairs of deflator and term structure is argued to be of no consequence to the dynamics of the financial market under consideration. A differential geometric treatment of financial markets as fibre bundles was shown to be necessary for an understanding of the gauge theory application, and proved itself to be successful in rethinking certain concepts, such as gains from arbitrage opportunities, being equivalent to the curvature of the said fibre bundle, an invariant under gauge transformations. The local num´eraire gauge symmetry turned out to be the most investigated one, leading to the execution of various numerical simulations, each with different added variations. Amongst them, the idea of using path integrals, a formalism from quantum mechanics, as a way of simulating the log price probability distributions of a market is used. This works by assuming that the market is characterized by the minimization of arbitrage opportunities. It was found good agreement with historical data, which substantiates the existence of gauge symmetry in financial markets, at least to some extent.Nesta dissertação de mestrado foi realizada uma revis˜ao sistem´atica da literatura, visando investigar a aplicação de teorias de gauge no contexto financeiro. Para este fim, foi constru´ıdo um conjunto de palavras-chave, pertinentes tanto em financ¸as como em teorias de gauge, subsequentemente introduzidas na base de dados Web of Science, com o intuito de encontrar todos os artigos que de alguma maneira as abordem. Princ´ıpios de exclusão e inclusão foram aplicados ao conjunto de artigos previamente obtido, traduzindo-se em 14 artigos considerados pertinentes. Revendo-os de modo sistemático, conclui-se que trˆes abordagens para uma teoria de gauge financeira podem ser destiladas: Simetria de Gauge Crenc¸as-Preferˆencias, Simetria de Gauge Num´eraire local, e Simetria de Gauge Deflator-Termo de Estrutura. Estas diferem no g´enero de simetria de gauge explorada. Alterações que afectem pares de crenc¸as e preferˆencias, num´eraire locais e pares de deflatores e termos de estrutura, assumem-se de nenhuma consequˆencia no que diz respeito `as dinˆamicas do mercado financeiro em considerac¸ ˜ao. Para um entendimento de teorias de gauge, provou-se necess´ario um tratamento geom´etrico de mercados financeiros, inspirado pelo formalismo de geometria diferencial, interpretando-os como um feixe de fibras. Tal tratamento matem´atico permite a reconceptualizac¸ ˜ao de ganhos ocorridos por usufruir de oportunidades de arbitragem como elementos do tensor de curvatura do feixe de fibras. Esta quantidade ´e dita invariante perante transformac¸ ˜oes de gauge. A simetria de gauge associada a escolhas locais de num´eraire revelou-se a abordagem mais investigada, levando `a execuc¸ ˜ao de diversas simulac¸ ˜oes num´ericas, cada uma com adic¸ ˜oes ´unicas ao modelo base. A ideia de usar integrais de caminho, um formalismo comum em mecˆanica quˆantica, de maneira a simular as distribuic¸ ˜oes de probabilidades do logaritmo de prec¸os caracter´ısticos de um mercado financeiro serviu de modelo base. Tal modelo baseia-se na assunc¸ ˜ao de que um mercado financeiro ´e caracterizado por minimizar os poss´ıveis ganhos associados a oportunidades de arbitragem. Demonstrou-se uma boa concordˆancia entre dados hist´oricos, relativo aos prec¸os de diversos activos, substanciando a ideia fundamental de que simetria de gauge existe em mercados financeiros

Repercussões endocrinológicas da hemocromatose

Trabalho final de mestrado integrado em Medicina (Endocrinologia), apresentado à Faculdade de Medicina da Universidade de Coimbra.A hemocromatose é uma doença rara intimamente ligada ao metabolismo do ferro. A doença caracteriza-se pela absorção excessiva deste elemento e consequente acumulação progressiva nos tecidos. Dessa acumulação resultam consequências sistémicas em diversos sistemas e órgãos, destacando-se as repercussões a nível endócrino, sendo a diabetes mellitus e o hipogonadismo hipogonadotrófico as mais frequentes. Outras complicações endócrinas podem existir, mas de forma mais rara. Embora a flebotomia seja um tratamento milenar na medicina, esta desempenha um papel crucial no tratamento da doença e no caso particular das complicações endócrinas, se realizada antes das complicações pode prevenir o seu desenvolvimento ou retardar o seu aparecimento. Este trabalho apresenta considerações generalistas sobre a hemocromatose, centrando a sua abordagem nos aspectos relacionados com as repercussões endocrinológicas.Hemochromatosis is a rare disease closely linked to iron metabolism. The patients with hemochromatosis absorb much iron from food and the excess of iron is slowly accumulated in several organs, including the endocrines ones. These increased iron stores frequently cause diabetes mellitus and hypogonadism hypogonadotrophic. Other endocrines complications may exist, but are uncommon. Although phlebotomy is an ancient medicine treatment, it plays a crucial role in hemochromatosis, and in the particular case of endocrine consequences. If phlebotomy is performed before the development of complications, can prevent or delay the onset of it. This paper present several considerations about hemochromatosis, focusing its approach on issues related to endocrine consequences

Modelling and validating the multi-agent system behaviour for a washing machine production line

This paper describes the formal modelling and validation of the behaviour of a multi-agent system that integrates the production and quality control processes in a washing machine production line. The modelling, analysis and validation process uses the Petri nets formalism that provides a rigorous and formal language based on its powerful mathematical foundation, supporting the complete verification of the system correctness during the design phase and before to proceed to the deployment phase. The behaviour models of each agent belonging to the system architecture are edited, analysed and simulated in the PnDK framework

Ribofalvin status and effects of supplementation on biomarkers of cardiovascular disease in the elderly

Tese de doutoramento em Ciências da Nutrição apresentada à Faculdade de Ciências da Nutrição e Alimentação da Universidade do PortoResumo da tese: Como uma vitamina hidrosolúvel, a riboflavina está presente numa variedade de reacções de oxidação-redução. Através dos seus co-factores participa em numerosas reacções no corpo humano, sendo considerada como um factor protector para certas doenças como as cataratas e as doenças cardiovasculares, que são a principal causa de morte na Europa e nos E.U.A. Contudo, não estão completamente esclarecidos os mecanismos de acção da riboflavina no seu aparente papel protector para certas doenças. Pode esperar-se que a ingestão inadequada de riboflavina, em populações idosas, possa conduzir a distúrbios em fases do metabolismo intermédio, com implicações funcionais. Os biomarcadores são utilizados para identificar pacientes em risco e estratificá-los de acordo com os prognósticos. Os principais biomarcadores relacionados com a doença cardiovascular incluem os níveis de homocisteina, de ácido úrico, de ferritina e de proteína C-reactiva, os quais, por sua vez, podem estar relacionadas com o metabolismo da riboflavina. A deficiência de folato tem sido identificada como um factor de risco para a doença cardiovascular, tendo os folatos um papel chave nas reacções de transferência dos átomos de carbono e estando também envolvidos no metabolismo da homocisteina. De ambas as perspectivas epidemiológica e de saúde pública, a avaliação dos níveis de folatos e da riboflavina assim como a validação de um questionário semi-quantitativo de frequência alimentar nos idosos é de grande importância. (...)Thesis abstract: As a water-soluble vitamin, riboflavin plays a part in a variety of oxidation-reduction reactions. Through its cofactor role in numerous reactions in the human body, riboflavin has been implicated as protective against diseases or conditions as diverse as cataract and cardiovascular disease (the leading cause of mortality in Europe and in the United States). Mechanisms for an apparent role for riboflavin as protection against certain diseases are not always understood. Inadequate intake of riboflavin in older populations, could be expected to lead to disturbances in steps in intermediary metabolism, with functional implications. Biomarkers can be used to both identify patients at risk and stratify them according to prognosis and major biomarkers related to cardiovascular disease include homocysteine levels, uric acid, ferritin and C-reactive protein, which, in turn, could be related to riboflavin metabolism. Folate deficiency has been identified as a risk factor for cardiovascular disease, and folate plays a key role in single carbon transfer reactions and it is involved in homocysteine metabolism. From both epidemiological and public health perspective, the assessment of the folate and riboflavin status as well as the study of a semi quantitative food-frequency questionnaire validity in the elderly are of great importance.(...

What-if game simulation in agent-based strategic production planners

In the nowadays highly unstable manufacturing market, companies are faced, on a daily basis, with important strategic decisions, such as “does the company has the necessary capacity to accept a high volume order?” or “what measures need to be implemented if the product demand increases x% a year?”. Decision-makers, i.e. company’s managers, rely on their experience and insights supported by classical tools to take such decisions. Classical mathematical solvers or agent-based systems are typical architectural solutions to implement strategic planning tools to support decision-makers on this important task. Within the ARUM (Adaptive Production Management) project, a hybrid strategic planning tool was specified and developed, combining the optimization features of classical solvers with the flexibility and agility of agent systems. This paper briefly presents such architecture and focuses on the generation of the “what-if game” mechanism to support the generation of more intelligent and dynamic planning solutions.The research leading to these results has received funding from the European Union Seventh Framework Programme FP7/2007- 2013 under grant agreement n° 314056.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Service reconfiguration in dynamic environments: a service-oriented multi-agent system approach

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