Дисертації з теми "Microlocal and semiclassical analysis"
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Prouff, Antoine. "Correspondance classique-quantique et application au contrôle d'équations d'ondes et de Schrödinger dans l'espace euclidien." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. https://theses.hal.science/tel-04634673.
Анотація:
Les équations des ondes et de Schrödinger modélisent une grande variété de phénomènes ondulatoires, tels que la propagation de la lumière, les vibrations d'un objet ou l'évolution temporelle d'une particule quantique. Dans ces modèles, l'asymptotique des hautes énergies peut être décrite par des équations de la mécanique classique, comme l'optique géométrique. Dans cette thèse, nous étudions plusieurs applications de la correspondance classique-quantique à des problèmes de contrôle des équations des ondes et de Schrödinger dans l'espace euclidien, en utilisant des méthodes d'analyse microlocale.Dans les deux premières parties, nous étudions l'équation des ondes amorties et l'équation de Schrödinger avec un potentiel confinant dans l'espace euclidien. Nous donnons des conditions nécessaires et suffisantes de stabilité uniforme pour la première, et d'observabilité pour la seconde. Ces conditions font intervenir la dynamique classique sous-jacente qui consiste en une optique géométrique tordue par la présence du potentiel.Nous analysons ensuite dans une troisième partie la correspondance classique-quantique dans un cadre général qui contient les deux problèmes mentionnés ci-dessus. Nous démontrons une version du théorème d'Egorov dans le formalisme des métriques sur l'espace des phases et du calcul de Weyl--Hörmander. On présente différents cadres d'application de ce théorème pour des équations de Schrödinger, de demi-ondes et de transportWave and Schrödinger equations model a variety of phenomena, such as propagation of light, vibrating structures or the time evolution of a quantum particle. In these models, the high-energy asymptotics can be approximated by classical mechanics, as geometric optics. In this thesis, we study several applications of this principle to control problems for wave and Schrödinger equations in the Euclidean space, using microlocal analysis.In the first two chapters, we study the damped wave equation and the Schrödinger equation with a confining potential in the euclidean space. We provide necessary and sufficient conditions for uniform stability in the first case, or observability in the second one. These conditions involve the underlying classical dynamics which consists in a distorted version of geometric optics, due to the presence of the potential.Then in the third part, we analyze the quantum-classical correspondence principle in a general setting that encompasses the two aforementioned problems. We prove a version of Egorov's theorem in the Weyl--Hörmander framework of metrics on the phase space. We provide with various examples of application of this theorem for Schrödinger, half-wave and transport equations
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Le, Floch Yohann. "Théorie spectrale inverse pour les opérateurs de Toeplitz 1D." Phd thesis, Université Rennes 1, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01065441.
Анотація:
Dans cette thèse, nous prouvons des résultats de théorie spectrale, directe et inverse, dans la limite semi-classique, pour les opérateurs de Toeplitz autoadjoints sur les surfaces. Pour les opérateurs pseudo-différentiels, les résultats en question sont déjà connus, et il est naturel de vouloir les étendre aux opérateurs de Toeplitz. Les conditions de Bohr-Sommerfeld usuelles, qui caractérisent les valeurs propres proches d'une valeur régulière du symbole principal, ont été obtenues il y a quelques années seulement pour les opérateurs de Toeplitz. Notre contribution consiste en l'extension de ces conditions près de valeurs critiques non dégénérées. Nous traitons le cas d'une valeur critique elliptique à l'aide d'une technique de forme normale ; l'opérateur modèle est la réalisation de l'oscillateur harmonique sur l'espace de Bargmann, dont le spectre est bien connu. Dans le cas d'une valeur critique hyperbolique, la forme normale ne suffit plus et nous complétons l'étude en faisant appel à des arguments dus à Colin de Verdière et Parisse, à qui l'on doit le résultat analogue dans le cas pseudo-différentiel. Enfin, nous établissons un résultat de théorie spectrale inverse pour les opérateurs de Toeplitz autoadjoints sur les surfaces ; plus précisément, nous montrons que sous certaines hypothèses génériques, la connaissance du spectre à l'ordre deux dans la limite semi-classique permet de retrouver le symbole principal à symplectomorphisme près. Ce résultat s'appuie en grande partie sur l'écriture des règles de Bohr-Sommerfeld.
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Tarkhanov, Nikolai, and Nikolai Vasilevski. "Microlocal analysis of the Bochner-Martinelli integral." Universität Potsdam, 2005. http://opus.kobv.de/ubp/volltexte/2009/3001/.
Анотація:
In order to characterise the C*-algebra generated by the singular Bochner-Martinelli integral over a smooth closed hypersurfaces in Cn, we compute its principal symbol. We show then that the Szegö projection belongs to the strong closure of the algebra generated by the singular Bochner-Martinelli integral.
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Schultka, Konrad. "Microlocal analyticity of Feynman integrals." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, 2019. http://dx.doi.org/10.18452/20161.
Анотація:
Wir geben eine rigorose Konstruktion von analytisch-regularisierten
Feynman-Integralen im D-dimensionalen Minkowski-Raum als meromorphe
Distributionen in den externen Impulsen, sowohl in der Impuls- als auch in der
parametrischen Darstellung. Wir zeigen, dass ihre Pole durch die üblichen
Power-counting Formeln gegeben sind, und dass ihr singulärer Träger in
mikrolokalen Verallgemeinerungen der (+alpha)-Landauflächen enthalten ist.
Als weitere Anwendungen geben wir eine Konstruktion von dimensional
regularisierten Integralen im Minkowski-Raum und beweisen Diskontinuitätsformeln
für parametrische Amplituden.We give a rigorous construction of analytically regularized Feynman integrals in D-dimensional Minkowski space as meromorphic distributions in the external momenta, both in the momentum and parametric representation. We show that their pole structure is given by the usual power-counting formula and that their singular support is contained in a microlocal generalization of the alpha-Landau surfaces. As further applications, we give a construction of dimensionally regularized integrals in Minkowski space and prove discontinuity formula for parametric amplitudes.
5
Ramaseshan, Karthik. "Microlocal analysis of the doppler transform on R³ /." Thesis, Connect to this title online; UW restricted, 2003. http://hdl.handle.net/1773/5739.
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Welch, Barry Alan. "Semiclassical analysis of vibroacoustic systems." Thesis, University of Southampton, 2005. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.433930.
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Webber, James. "Radon transforms and microlocal analysis in Compton scattering tomography." Thesis, University of Manchester, 2018. https://www.research.manchester.ac.uk/portal/en/theses/radon-transforms-and-microlocal-analysis-in-compton-scattering-tomography(c1ad3583-01ce-4147-8576-2e635090cb15).html.
Анотація:
In this thesis we present new ideas and mathematical insights in the field of Compton Scattering Tomography (CST), an X-ray and gamma ray imaging technique which uses Compton scattered data to reconstruct an electron density of the target. This is an area not considered extensively in the literature, with only two dimensional gamma ray (monochromatic source) CST problems being analysed thus far. The analytic treatment of the polychromatic source case is left untouched and while there are three dimensional acquisition geometries in CST which consider the reconstruction of gamma ray source intensities, an explicit three dimensional electron density reconstruction from Compton scatter data is yet to be obtained. Noting this gap in the literature, we aim to make new and significant advancements in CST, in particular in answering the questions of the three dimensional density reconstruction and polychromatic source problem. Specifically we provide novel and conclusive results on the stability and uniqueness properties of two and three dimensional inverse problems in CST through an analysis of a disc transform and a generalized spindle torus transform. In the final chapter of the thesis we give a novel analysis of the stability of a spindle torus transform from a microlocal perspective. The practical application of our inversion methods to fields in X-ray and gamma ray imaging are also assessed through simulation work.
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Conrady, Florian. "Semiclassical analysis of loop quantum gravity." [S.l.] : [s.n.], 2005. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=982087144.
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Conrady, Florian. "Semiclassical analysis of loop quantum gravity." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I, 2006. http://dx.doi.org/10.18452/15549.
Анотація:
In dieser Dissertation untersuchen und entwickeln wir neue Methoden, die dabei helfen sollen eine effektive semiklassische Beschreibung der kanonischen Loop-Quantengravitation und der Spinfoam-Gravitation zu bestimmen. Einer kurzen Einführung in die Loop-Quantengravitation folgen drei Forschungsartikel, die die Resultate der Doktorarbeit präsentieren. Im ersten Artikel behandeln wir das Problem der Zeit und einen neuen Vorschlag zur Implementierung von Eigenzeit durch Randbedingungen an Pfadintegrale: wir untersuchen eine konkrete Realisierung dieses Formalismus für die freie Skalarfeldtheorie. Im zweiten Artikel übersetzen wir semiklassische Zustände der linearisierten Gravitation in Zustände der Loop-Quantengravitation. Deren Eigenschaften deuten an, wie sich Semiklassizität im Loop-Formalismus manifestiert, and wie man dies benützen könnte, um semiklassische Entwicklungen herzuleiten. Im dritten Teil schlagen wir eine neue Formulierung von Spinfoam-Modellen vor, die vollständig Triangulierungs- und Hintergrund-unabhängig ist: mit Hilfe einer Symmetrie-Bedingung identifizieren wir Spinfoam-Modelle, deren Triangulierungs-Abhängigkeit auf natürliche Weise entfernt werden kann.In this Ph.D. thesis, we explore and develop new methods that should help in determining an effective semiclassical description of canonical loop quantum gravity and spin foam gravity. A brief introduction to loop quantum gravity is followed by three research papers that present the results of the Ph.D. project. In the first article, we deal with the problem of time and a new proposal for implementing proper time as boundary conditions in a sum over histories: we investigate a concrete realization of this formalism for free scalar field theory. In the second article, we translate semiclassical states of linearized gravity into states of loop quantum gravity. The properties of the latter indicate how semiclassicality manifests itself in the loop framework, and how this may be exploited for doing semiclassical expansions. In the third part, we propose a new formulation of spin foam models that is fully triangulation- and background-independent: by means of a symmetry condition, we identify spin foam models whose triangulation-dependence can be naturally removed.
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Teloni, Daniele. "Semiclassical analysis of systems of Schrödinger equations." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2019. http://amslaurea.unibo.it/19239/.
Анотація:
The scalar Schrödinger equation models the probability density distribution for a particle to be found in a point x given a certain potential V(x) forming a well with respect to a fixed energy level E_0. Formally two real inversion points a,b exist such that V(a)=V(b)=E_0, V(x)<0 in (a,b) and V(x)>0 for xb. Following the work made by D.Yafaev and performing a WKB approximation we obtain solutions defined on specific intervals. The aim of the first part of the thesis is to find a condition on E, which belongs to a neighbourhood of E_0, such that it is an eigenvalue of the Schrödinger operator, obtaining in this way global and linear dependent solutions in L2. In quantum mechanics this condition is known as Bohr-Sommerfeld quantization. In the second part we define a Schrödinger operator referred to two potential wells and we study the quantization conditions on E in order to have a global solution in L2xL2 with respect to the mutual position of the potentials. In particular their wells can be disjoint,can have an intersection, can be included one into the other and can have a single point intersection. For these cases we refer to the works of A.Martinez, S. Fujiié, T. Watanabe, S. Ashida.
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Di, Gesù Giacomo. "Semiclassical spectral analysis of discrete Witten Laplacians." Phd thesis, Universität Potsdam, 2012. http://opus.kobv.de/ubp/volltexte/2013/6528/.
Анотація:
A discrete analogue of the Witten Laplacian on the n-dimensional integer
lattice is considered. After rescaling of the operator and the lattice size we
analyze the tunnel effect between different wells, providing sharp asymptotics
of the low-lying spectrum. Our proof, inspired by work of B. Helffer,
M. Klein and F. Nier in continuous setting, is based on the construction of
a discrete Witten complex and a semiclassical analysis of the corresponding
discrete Witten Laplacian on 1-forms. The result can be reformulated in
terms of metastable Markov processes on the lattice.In dieser Arbeit wird auf dem n-dimensionalen Gitter der ganzen Zahlen ein Analogon des Witten-Laplace-Operatoren eingeführt. Nach geeigneter Skalierung des Gitters und des Operatoren analysieren wir den Tunneleffekt zwischen verschiedenen Potentialtöpfen und erhalten vollständige Aymptotiken für das tiefliegende Spektrum. Der Beweis (nach Methoden, die von B. Helffer, M. Klein und F. Nier im Falle des kontinuierlichen Witten-Laplace-Operatoren entwickelt wurden) basiert auf der Konstruktion eines diskreten Witten-Komplexes und der Analyse des zugehörigen Witten-Laplace-Operatoren auf 1-Formen. Das Resultat kann im Kontext von metastabilen Markov Prozessen auf dem Gitter reformuliert werden und ermöglicht scharfe Aussagen über metastabile Austrittszeiten.
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Takuwa, Hideki. "Microlocal Analysis of Linear Partial Differential Equations via the FBI Transform." 京都大学 (Kyoto University), 2004. http://hdl.handle.net/2433/148283.
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Schubert, Roman. "Semiclassical localization in phase space." Ulm : Universität Ulm, Fakultät für Naturwissenschaften, 2001. http://www.bsz-bw.de/cgi-bin/xvms.cgi?SWB10028611.
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Chervova, O. "The massless Dirac equation from the continuum mechanics and microlocal analysis perspectives." Thesis, University College London (University of London), 2012. http://discovery.ucl.ac.uk/1362431/.
Анотація:
The thesis is concerned with the study of the massless Dirac equation. In the first part we study the massless Dirac equation in dimension 1+3 in the stationary setting, i.e. when the spinor field oscillates harmonically in time. We suggest a new geometric interpretation for this equation. We think of our 3-dimensional space as an elastic continuum and assume that material points can experience no displacements, only rotations. This framework is a special case of the Cosserat theory of elasticity. Rotations of material points are described mathematically by attaching to each geometric point an orthonormal basis which gives a field of orthonormal bases called the coframe. As the dynamical variables we choose the coframe and a density. We choose a particular potential energy which is conformally invariant and then incorporate time into our action by subtracting kinetic energy. We prove that in the stationary setting our model is equivalent to a pair of massless Dirac equations. In the second part we consider an elliptic self-adjoint first order pseudodifferential operator acting on columns of m complex-valued half-densities over a compact n-dimensional manifold. The eigenvalues of the principal symbol are assumed to be simple but no assumptions are made on their sign, so the operator is not necessarily semi-bounded. We study the spectral function and derive a two-term asymptotic formula. We then restrict our study to the case when m=2, n=3, the operator is differential and has trace-free principal symbol, and address the question: is our operator a massless Dirac operator? We prove that it is a massless Dirac operator if and only if, at every point, a) the subprincipal symbol is proportional to the identity matrix and b) the second asymptotic coefficient of the spectral function is zero.
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Hedeman, Austin J. "Semiclassical Analysis of Fundamental Amplitudes in Loop Quantum Gravity." Thesis, University of California, Berkeley, 2015. http://pqdtopen.proquest.com/#viewpdf?dispub=3686321.
Анотація:
Spin networks arise in many areas of physics and are a key component in both the canonical formulation (loop quantum gravity) and the path-integral formulation (spin-foam gravity) of quantum gravity. In loop quantum gravity the spin networks are used to construct a countable basis for the physical Hilbert space of gravity. The basis states may be interpreted as gauge-invariant wavefunctionals of the connection. Evaluating the wavefunctional on a specific classical connection involves embedding the spin network into a spacelike hypersurface and finding the holonomy around the network. This is equivalent to evaluating a ''g-inserted'' spin network (a spin network with a group action acting on all of the edges of the network). The spin-foam approach to quantum gravity is a path-integral formulation of loop quantum gravity in which the paths are world-histories of embedded spin networks. Depending on the spin-foam model under consideration the vertex amplitude (the contribution a spin-foam vertex makes to the transition amplitude) may be represented by a specific simple closed spin network. The most important examples use the 6j-symbol, the 15j-symbol, and the Riemannian 10j-symbol. The semiclassical treatment of spin networks is the main theme of this dissertation.
To show that classical solutions of general relativity emerge in the appropriate limits of loop quantum gravity or spin-foam gravity requires knowledge of the semiclassical limits of spin networks. This involves interpreting the spin networks as inner products and then treating the inner products semiclassically using the WKB method and the stationary phase approximation. For any given spin network there are many possible inner product models which correspond to how the spin network is ''split up'' into pieces. For example the 6 j-symbol has been studied in both a model involving four angular momenta (Aquilanti et al 2012) and a model involving twelve angular momenta (Roberts 1999). Each of these models offers advantages and disadvantages when performing semiclassical analyses. Since the amplitude of the stationary phase approximation relies on determinants they are easiest to calculate in phase spaces with the fewest dimensions. The phase, on the other hand, is easiest to compute in cases where all angular momenta are treated on an equal footing, requiring a larger phase space.
Surprisingly, the different inner product models are not related by symplectic reduction (the removal of a symmetry from a Hamiltonian system). There is a connection between the models, however. On the level of linear algebra the connection is made by considering first not inner products but matrix elements of linear operators. A given matrix element can then be interpreted as an inner product in two different Hilbert spaces. We call the connection between these two inner product models the ''remodeling of an inner product.'' The semiclassical version of an inner product remodeling is a generalization of the idea that the phase space manifold that supports the semiclassical approximation of a unitary operator may be considered the graph of a symplectomorphism. We use the manifold that supports the semiclassical approximation of the linear map to ''transport'' features from one space to another. Using this transport procedure we can show that the amplitude and phase calculations in the phase spaces for the two models are identical. The asymptotics of a complicated spin network, and thus the fundamental amplitudes of loop quantum gravity and spin-foam gravity, may be computed by first setting up an inner product remodeling and then picking and choosing which features of the calculation to perform in which space.
In this dissertation we first introduce the remodeling of an inner product and the semiclassical features of the remodeling. We then apply the remodeling to the well-studied cases of the 3j-symbol and the 6 j-symbol. Finally we explore how the remodel procedure applies to more complicated spin networks such as the 15j-symbol and the g-inserted spin networks of loop quantum gravity.
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Bates, Kenneth A. "Semiclassical analysis of perturbed two-electron states in barium." Columbus, OH : Ohio State University, 2003. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc%5Fnum=osu1065906166.
Анотація:
Thesis (Ph. D.)--Ohio State University, 2003.Title from first page of PDF file. Document formatted into pages; contains xii, 170 p.: ill. (some col.). Includes abstract and vita. Advisor: Douglass Schumacher, Dept. of Physics. Includes bibliographical references (p. 125-130).
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Tacy, Melissa Evelyn, and melissa tacy@anu edu au. "Semiclassical Lp Estimates for Quasimodes on Submanifolds." The Australian National University. Department of Mathematics, College of Physical & Mathematical Sciences, 2010. http://thesis.anu.edu.au./public/adt-ANU20100622.150105.
Анотація:
Motivated by the desire to understand classical-quantum correspondences, we study concentration phenomena of approximate eigenfunctions of a semiclassical pseudodifferential operator $P(h)$. Such eigenfunctions appear as steady state solutions of quantum systems. Here we think of $h$ as being a small parameter such that $h^{2}$ is inversely proportional to the energy of such a system. As we understand classical mechanics to be the high energy (or small $h$) limit of quantum mechanics we expect the behaviour of eigenfunctions $u(h)$ for small $h$ to be related to properties of the associated classical system. In particular we study the connection between the classical flow and the quantum concentration properties.
The flow, $(x(t),\xi(t))$, of a classical system describes the system's motion through phase space where $x(t)$ is interpreted as position and $\xi(t)$ is interpreted as momentum. In the quantum regime we think of an eigenfunction as being composed of highly localised packets moving along bicharacteristics of the classical flow. With this intuition we relate concentration of eigenfunctions in a region to the time spent by projections of bicharacteristics there.
We use the $L^{p}$ norm of $u$ when restricted to submanifolds as a measure of concentration. A high $L^{p}$ norm particularly for small $p$ is indicative of concentration near the submanifold.
We reduce the estimates on eigenfunctions to operator norm estimates on associated evolution operators. Using the semiclassical analysis methods developed in Chapter 3 we express these evolution operators as oscillatory integral operators. Chapter 2 covers the technical background needed to work with such operators. In Chapter 4 we determine eigenfunction estimates for eigenfunctions restricted to a smooth embedded submanifold $Y$ of arbitrary dimension. If $Y$ is a hypersurface, the greatest concentration occurs when there are bicharacteristics of the classical flow embedded in $Y$. In Chapter 5 we assume that projections of such bicharacteristics can be at worst simply tangent to $Y$ and thereby obtain better results for small values of $p$.
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Kungsman, Jimmy. "Semiclassical approximation of Dirac resonances using the CAP method." Licentiate thesis, Uppsala universitet, Analys och tillämpad matematik, 2012. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-172750.
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Peter, Wolfgang [Verfasser]. "Semiclassical analysis of quantum maps with spin orbit coupling / Wolfgang Peter." Ulm : Universität Ulm. Fakultät für Naturwissenschaften, 2013. http://d-nb.info/1030569118/34.
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Schulz, René M. [Verfasser], Dorothea [Akademischer Betreuer] Bahns, and Ingo [Akademischer Betreuer] Witt. "Microlocal Analysis of Tempered Distributions / René M. Schulz. Gutachter: Dorothea Bahns ; Ingo Witt. Betreuer: Dorothea Bahns." Göttingen : Niedersächsische Staats- und Universitätsbibliothek Göttingen, 2014. http://d-nb.info/1058477277/34.
21
Di, Gesù Giacomo [Verfasser], and Markus [Akademischer Betreuer] Klein. "Semiclassical spectral analysis of discrete Witten Laplacians / Giacomo Di Gesù. Betreuer: Markus Klein." Potsdam : Universitätsbibliothek der Universität Potsdam, 2013. http://d-nb.info/1035010852/34.
22
Chocian, Peter. "The semiclassical S-matrix theory of three body Coulomb break-up." Thesis, Royal Holloway, University of London, 1999. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.314298.
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Singh, Pranav. "High accuracy computational methods for the semiclassical Schrödinger equation." Thesis, University of Cambridge, 2018. https://www.repository.cam.ac.uk/handle/1810/274913.
Анотація:
The computation of Schrödinger equations in the semiclassical regime presents several enduring challenges due to the presence of the small semiclassical parameter. Standard approaches for solving these equations commence with spatial discretisation followed by exponentiation of the discretised Hamiltonian via exponential splittings. In this thesis we follow an alternative strategy${-}$we develop a new technique, called the symmetric Zassenhaus splitting procedure, which involves directly splitting the exponential of the undiscretised Hamiltonian. This technique allows us to design methods that are highly efficient in the semiclassical regime. Our analysis takes place in the Lie algebra generated by multiplicative operators and polynomials of the differential operator. This Lie algebra is completely characterised by Jordan polynomials in the differential operator, which constitute naturally symmetrised differential operators. Combined with the $\mathbb{Z}_2$-graded structure of this Lie algebra, the symmetry results in skew-Hermiticity of the exponents for Zassenhaus-style splittings, resulting in unitary evolution and numerical stability. The properties of commutator simplification and height reduction in these Lie algebras result in a highly effective form of $\textit{asymptotic splitting:} $exponential splittings where consecutive terms are scaled by increasing powers of the small semiclassical parameter. This leads to high accuracy methods whose costs grow quadratically with higher orders of accuracy. Time-dependent potentials are tackled by developing commutator-free Magnus expansions in our Lie algebra, which are subsequently split using the Zassenhaus algorithm. We present two approaches for developing arbitrarily high-order Magnus--Zassenhaus schemes${-}$one where the integrals are discretised using Gauss--Legendre quadrature at the outset and another where integrals are preserved throughout. These schemes feature high accuracy, allow large time steps, and the quadratic growth of their costs is found to be superior to traditional approaches such as Magnus--Lanczos methods and Yoshida splittings based on traditional Magnus expansions that feature nested commutators of matrices. An analysis of these operatorial splittings and expansions is carried out by characterising the highly oscillatory behaviour of the solution.
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Mehl, Craig. "Developing a sorting code for Coulomb excitation data analysis." University of the Western Cape, 2015. http://hdl.handle.net/11394/4871.
Анотація:
>Magister Scientiae - MScThis thesis aims at developing a sorting code for Coulomb excitation studies at iThemba LABS. In Coulomb excitation reactions, the inelastic scattering of the projectile transfers energy to the partner nucleus (and vice-versa) through a time-dependent electromagnetic field. At energies well below the Coulomb barrier, the particles interact solely through the well known electromagnetic interaction, thereby excluding nuclear excitations from the process . The data can therefore be analyzed using a semiclassical approximation. The sorting code was used to process and analyze data acquired from the Coulomb excitation of 20Ne beams at 73 and 96 MeV, onto a 194Pt target. The detection of gamma rays was done using the AFRODITE HPGe clover detector array, which consists of nine clover detectors, in coincidence with the 20Ne particles detected with an S3 double-sided silicon detector. The new sorting code includes Doppler-correction effects, charge-sharing, energy and time conditions, kinematics and stopping powers, among others, and can be used for any particle-γ coincidence measurements at iThemba LABS. Results from other Coulomb excitation measurements at iThemba LABS will also be presented.
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Krishnan, Venkateswaran P. "A support theorem and an inversion formula for the geodesic ray transform /." Thesis, Connect to this title online; UW restricted, 2007. http://hdl.handle.net/1773/5804.
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Pankrachkine, Konstantin. "Semiclassical methods for the two-dimensional Schrödiger operator with a strong magnetic field." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät II, 2002. http://dx.doi.org/10.18452/14829.
Анотація:
Es werden spektrale Eigenschaften des zweidimensionalen Schrödinger-Operators mit einem zweifach periodischen Potential und starkem magnetischem Feld untersucht mit Hilfe semiklassischer Methoden. Man beschreibt die spektrale Asymptotik durch Benutzung der Reeb-Graph-Technik. Im Falle des rationalen Flusses konstruiert man semiklassische Magneto-Bloch-Funktionen und beschreibt die Asymptotik des Spektrums auf dem physikalischen Beweisniveau.Spectral properties of the two-dimensional Schroedinger operator with a two-periodic potential and a strong uniform magnetic field is studied with the help of semiclassical methods. The spectral asymptotics is described using the Reeb graph technique. In the case of the rational flux one constructs semiclassical magneto-Bloch functions and describes the asymptotics of the band spectrum on the physical level of proof.
27
Küster, Benjamin [Verfasser], and Pablo [Akademischer Betreuer] Ramacher. "Semiclassical Analysis of Schrödinger Operators on Closed Manifolds and Symmetry Reduction / Benjamin Küster. Betreuer: Pablo Ramacher." Marburg : Philipps-Universität Marburg, 2015. http://d-nb.info/1081215534/34.
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Gutiérrez, Márquez Martha Lucía. "From spectral statistics to decay in quantum chaotic systems : a semiclassical analysis beyond Random Matrix Theory." kostenfrei, 2008. http://www.opus-bayern.de/uni-regensburg/volltexte/2009/1120/.
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AMAR-SERVAT, Emmanuelle. "Asymptotic solutions and resonances for Klein-Gordon and Schrödinger operators." Phd thesis, Université Paris-Nord - Paris XIII, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002342.
Анотація:
Mon travail de thèse se situe dans le cadre de l'analyse semi-classique. Il se divise en trois parties. Dans la première, j'ai étudié l'opérateur de Klein-Gordon semi-classique en dimension un. Dans la zone où le potentiel reste sous le niveau d'énergie, il existe pour cet opérateur des constructions de solutions WKB, similaires à celles développées pour l'opérateur de Schrödinger. Sous certaines hypothèses, on a prolongé ces solutions hors de cette zone, grâce aux méthodes utilisées près des points tournants pour l'opérateur de Schrödinger. On a ensuite étudié un exemple pour lequel on peut faire des calculs explicites. Enfin, en dimension quelconque, on a obtenu une nouvelle majoration des fonctions propres, lorsque la distance d'Agmon associée à cet opérateur a un gradient lipschitzien. La deuxième partie concerne l'opérateur de Schrödinger et l'étude des résonances en dimension un. Lorsque le potentiel présente deux puits et une mer pour les niveaux d'énergies considérés, on a obtenu des conditions de non croisement des résonances ainsi que leur graphe, grâce à la construction de modes. En présence d'un nombre quelconque de puits, cela permet également de calculer une estimation de la partie imaginaire des résonances dans le cas d'une interaction simple. Enfin, dans la troisième partie, on considère un opérateur de Schrödinger dont le potentiel présente un maximum non dégénéré. On a étudié les résonances générées par une courbe homocline qui passe par ce maximum. En dimension un, on a obtenu une condition de quantification, et par suite les résonances recherchées. En dimension quelconque, on a construit une solution asymptotique sortante le long de cette courbe, en adaptant la méthode de B. Helffer et J. Sjöstrand pour le fond de puits non résonnant. Une transformation FBI permet ensuite de conjecturer un premier niveau de résonances.
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Ashida, Sohei. "Molecular predissociation resonances below an energy level crossing." Kyoto University, 2018. http://hdl.handle.net/2433/232215.
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Lefeuvre, Thibault. "Sur la rigidité des variétés riemanniennes." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS562/document.
Анотація:
Une variété riemannienne est dite rigide lorsque la longueur des géodésiques périodiques (cas des variétés fermées) ou des géodésiques diffusées (cas des variétés ouvertes) permet de reconstruire globalement la géométrie de la variété. Cette notion trouve naturellement son origine dans des dispositifs d’imagerie numérique tels que la tomographie par rayons X. Grâce une approche résolument analytique initiée par Guillarmou et fondée sur de l’analyse microlocale (plus particulièrement sur certaines techniques récentes dues à Faure-Sjostrand et Dyatlov-Zworski permettant une étude analytique fine des flots Anosov), nous montrons que le spectre marqué des longueurs, c’est-à-dire la donnée des longueurs des géodésiques périodiques marquées par l’homotopie, d’une variété fermée Anosov ou Anosov à pointes hyperboliques détermine localement la métrique de la variété. Dans le cas d’une variété ouverte avec ensemble capté hyperbolique, nous montrons que la distance marquée au bord, c’est-à-dire la donnée de la longueur des géodésiques diffusées marquées par l’homotopie, détermine localement la métrique. Enfin, dans le cas d’une surface asymptotiquement hyperbolique, nous montrons qu’une notion de distance renormalisée entre paire de points au bord à l’infini permet de reconstruire globalement la géométrie de la surfaceA Riemannian manifold is said to be rigid if the length of periodic geodesics (in the case of a closed manifold) or scattered geodesics (in the case of an open manifold) allows to recover the full geometry of the manifold. This notion naturally arises in imaging devices such as X-ray tomography. Thanks to a analytic framework introduced by Guillarmou and based on microlocal analysis (and more precisely on the analytic study of hyperbolic flows of Faure-Sjostrand and Dyatlov-Zworski), we show that the marked length spectrum, that is the lengths of the periodic geodesics marked by homotopy, of a closed Anosov manifold or of an Anosov manifold with hyperbolic cusps locally determines its metric. In the case of an open manifold with hyperbolic trapped set, we show that the length of the scattered geodesics marked by homotopy locally determines the metric. Eventually, in the case of an asymptotically hyperbolic surface, we show that a suitable notion of renormalized distance between pair of points on the boundary at infinity allows to globally reconstruct the geometry of the surface
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Nguyen, Duc Tho. "Classical and semi-classical analysis of magnetic fields in two dimensions." Thesis, Rennes 1, 2019. http://www.theses.fr/2019REN1S045/document.
Анотація:
Ce manuscrit est consacré à l'étude de la mécanique classique et la mécanique quantique en présence d'un champ magnétique. En mécanique classique, nous utilisons un Hamiltonien pour décrire la dynamique d'une particule chargée dans un domaine soumis à un champ magnétique. Nous nous intéressons ici à deux problèmes classiques de physique : le problème de confinement et le problème de scattering. Dans le cas quantique, nous étudions le problème spectral du laplacien magnétique au niveau semi-classique dans des domaines de dimension deux: sur une variété Riemanienne compacte à bord et dans ℝ ². En supposant que le champ magnétique ait un unique minimum strictement positif et non-dégénéré, nous pouvons décrire les fonctions propres par les méthodes WKB. Grâce au théorème spectral, nous pouvons estimer efficacement les vraies fonctions propres et les fonctions propres approchées localement proche du minimum du champ magnétique. Dans ℝ ², sous l'hypothèse additionnelle d'une symétrie radiale du champ magnétique, nous pouvons montrer que les fonctions propres du laplacien magnétique décroissent de manière exponentielle à l'infini avec une vitesse contrôlée par la fonction phase de la procédure WKB. De plus, les fonctions propres sont très bien approchées dans un espace à poids exponentielThis manuscript is devoted to classical mechanics and quantum mechanics, especially in the presence of magnetic field. In classical mechanics, we use Hamiltonian dynamics to describe the motion of a charged particle in a domain affected by the magnetic field. We are interested in two classical physical problems: the confinement and the scattering problem. In the quantum case, we study the spectral problem of the magnetic Laplacian at the semi-classical level, in two-dimensional domains: on a compact Riemmanian manifold with boundary and on ℝ ². Under the assumption that the magnetic field has a unique positive and non-degenerate minimum, we can describe the eigenfunctions by WKB methods. Thanks to the spectral theorem, we estimated efficiently the true eigenfunctions and the approximate eigenfunctions locally near the minimum point of the magnetic field. On ℝ ², with the additional assumption that the magnetic field is radially symmetric, we can show that the eigenfunctions of the magnetic Laplacian decay exponentially at infinity and at a rate controlled by the phase function created in WKB procedure. Furthermore, the eigenfunctions are very well approximated in an exponentially weighted space
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Guidi, Lorenzo [Verfasser], Eric [Akademischer Betreuer] Sonnendrücker, Caroline [Gutachter] Lasser, Eric [Gutachter] Sonnendrücker, and Olivier [Gutachter] Lafitte. "Scattering and reflection of microwave beams in fusion plasmas : Numerical analysis with semiclassical methods / Lorenzo Guidi ; Gutachter: Caroline Lasser, Eric Sonnendrücker, Olivier Lafitte ; Betreuer: Eric Sonnendrücker." München : Universitätsbibliothek der TU München, 2019. http://d-nb.info/1192441826/34.
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Bonthonneau, Yannick. "Résonances du laplacien sur les variétés à pointes." Thesis, Paris 11, 2015. http://www.theses.fr/2015PA112141/document.
Анотація:
Cette thèse à pour objet l’étude des résonances du laplacien sur les variétés à pointes. Ce sont des variétés dont les bouts sont des pointes hyperboliques réelles. Ces objets ont été introduits par Selberg pour les surfaces à pointes de courbure constante dans les années 50. Leur définition a ensuite été étendue en courbure variable par Lax et Phillips. Les résonances sont les poles d’une famille méromorphe de fonctions propres généralisées du laplacien. Elles sont associées au spectre continu du laplacien. Pour analyser ce spectre continu, plusieurs directions de recherche sont explorées ici. D’une part, on obtient des résultats sur la localisation de ces résonances. En particulier, si la courbure est négative, on montre que pour un ensemble générique de métriques, les résonances se séparent en deux ensembles. Le premier est contenu dans une bande près du spectre continu. L’autre partie est composé de résonances qui s’éloignent du spectre. Ceci laisse une zone de taille log sans résonance.D’autre part, on étudie les mesures microlocales associées à certaines suites de paramètre spectraux. En particulier, on montre que pour des suites de paramètres spectraux qui s’approche du spectre, mais pas trop vite, la mesure microlocale associée est nécessairement la mesure de Liouville. Cette propriété est valable quand la courbure de la variété est négativeIn this thesis, we study the resonances of the Laplace operator on cusp manifolds. They are manifolds whose ends are real hyperbolic cusps. The resonances were introduced by Selberg in the 50's for the constant curvature cusp surfaces. Their definition was later extended to the case of variable curvature by Lax and Phillips. The resonances are the poles of a meromorphic family of generalized eigenfunctions of the Laplace operator. They are associated to the continuous spectrum of the Laplace operator. To analyze this continuous spectrum, different directions of research are investigated.On the one hand, we obtain results on the localization of resonances. In particular, if the curvature is negative, for a generic set of metrics, they split into two sets. The first one is included in a band near the spectrum. The other is composed of resonances that are far from the spectrum. This leaves a log zone without resonances. On the other hand, we study the microlocal measures associated to certain sequences of spectral parameters. In particular we show that for some sequences of parameters that converge to the spectrum, but not too fast, the associated microlocal measure has to be the Liouville measure. This property holds when the curvature is negative
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Kungsman, Jimmy. "Resonances of Dirac Operators." Doctoral thesis, Uppsala universitet, Matematiska institutionen, 2014. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-223841.
Анотація:
This thesis consists of a summary of four papers dealing with resonances of Dirac operators on Euclidean 3-space. In Paper I we show that the Complex Absorbing Potential (CAP) method is valid in the semiclassical limit for resonances sufficiently close to the real line if the potential is smooth and compactly supported. In Paper II we continue the investigations initiated in Paper I but here we study clouds of resonances close to the real line and show that in some sense the CAP method remains valid also for multiple resonances. In Paper III we study perturbations of Dirac operators with smooth decaying scalar potentials and show that these possess many resonances near certain points related to the maximum and the minimum of the potential. In Paper IV we show a trace formula of Poisson type for Dirac operators having compactly supported potentials which is related to resonances. The techniques mainly stem from complex function theory and scattering theory.
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Ingremeau, Maxime. "Ondes planes tordues et diffusion chaotique." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS477/document.
Анотація:
Cette thèse traite de plusieurs problèmes de théorie de la diffusion dans la limite semi-classique, c’est à dire des propriétés des fonctions propres généralisées d’un opérateur de Schrödinger à haute fréquence. Les fonctions propres généralisées d’un opérateur de Schrödinger sur l’espace euclidien, pour un potentiel lisse à support compact, peuvent toujours se décomposer comme la somme d’une partie entrante et d’une partie sortante, plus un terme négligeable à l’infini. La matrice de diffusion relie alors la partie entrante et la partie sortante de la fonction propre. Une première partie de ce travail concerne le spectre de la matrice de diffusion. On montre un résultat d’équidistribution des valeurs propres de la matrice de diffusion, sous l’hypothèse sans doute générique que les ensembles de points fixes de certaines applications définies à partir de la dynamique classique sont de mesure de Lebesgue nulle. Ce résultat était connu précédemment, sous l’hypothèse additionnelle que la dynamique classique est sans ensemble capté.Une seconde partie du travail concerne les ondes planes tordues, qui sont une famille particulière de fonctions propres généralisées d’un opérateur de Schrödinger, pouvant s'écrire comme la somme d'une onde plane et d'une partie purement sortante. Nous faisons l’hypothèse que la dynamique classique sous-jacente possède un ensemble capté hyperbolique, et qu’une certaine pression topologique est négative. Sous ces hypothèses, on obtient dans la limite semi-classique une description précise des ondes planes tordues comme une somme convergente d’états lagrangiens. On peut en particulier en déduire la mesure semi-classique associée aux ondes planes tordues. Si la variété est de courbure négative, et que le potentiel est nul, ces états lagrangiens sont associés à des lagrangiennes se projetant sans caustiques sur la variété de base. On peut alors en déduire des résultats sur les normes C^l et les ensembles nodaux des ondes planes tordues. Nous obtenons aussiune borne inférieure sur le nombre de domaine nodaux de la somme de deux ondes planes tordues de directions incidentes proches, pour une petite perturbation générique d’une métrique de courbure négative vérifiant la condition de pression topologiqueThis thesis deals with several problems of scattering theory in the semi-classical limit, that is to say, with properties of the generalised eigenfunctions of a Schrödinger operator at high frequencies. The generalised eigenfunctions of a Schrödinger operator on the Euclidean space, with a compactly supported smooth potential, may always be written as the sum of an incoming wave and an outgoing wave, plus a term which is negligible at infinity. The scattering matrix relates the incoming part with the outgoing part. The first part of this work deals with the spectrum of the scattering matrix. We show an equidistribution result for the eigenvalues of the scattering matrix, under the hypothesis that the sets of fixed points of some maps defined from the classical dynamics has measure zero. This result was previously known under the additional assumption that the classical dynamics has an empty trapped set.A second part of this work deals with the distorted plane waves, which are a particular family of generalized eigenfunctions of a Schrödinger operator, which can be written as the sum of a plane wave and a purely outgoing part. We make the hypothesis that the underlying classical dynamics has a hyperbolic trapped set, and that a certain topological pressure is negative. Under these assumptions, we obtain in the semiclassical limit a precise description of distorted plane waves as a convergent sum of Lagrangian states. In particular, we can deduce from this the semiclassical measure associated to distorted plane waves. If we furthermore assume that the manifold has non-positive curvature, and that the potential is zero, these Lagrangian states project on the base manifold without caustics. We deduce from this results on the C^l norms and on the nodal sets of distorted plane waves. We also obtain a lower bound on the number of nodal domains of the sum of two distorted plane waves with close enough incoming directions , for a small generic perturbation of a metric of negative curvature satisfying the topological pressure assumption
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Nakano, Yushi. "Stochastic Stability of Partially Expanding Maps via Spectral Approaches." Kyoto University, 2015. http://hdl.handle.net/2433/200463.
Анотація:
Kyoto University (京都大学)0048
新制・課程博士
博士(人間・環境学)
甲第19200号
人博第741号
新制||人||178(附属図書館)
27||人博||741(吉田南総合図書館)
32192
京都大学大学院人間・環境学研究科共生人間学専攻
(主査)教授 宇敷 重廣, 教授 森本 芳則, 准教授 木坂 正史
学位規則第4条第1項該当
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Gossart, Luc. "Opérateurs de transfert de systèmes dynamiques partiellement hyperboliques aléatoires." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALM062.
Анотація:
Cette thèse s'intéresse aux opérateurs de transfert d'extensions circulaires d'applications hyperboliques. On y obtient un résultat de convergence en loi dans un régime semi-classique (temps d'Ehrenfest) pour les traces plates des opérateurs de transfert réduits, lorsque la fonction toit est aléatoireIn this thesis, we are interested in transfer operators associated with circle extensions of hyperbolic maps. We show a convergence in law of the flat traces of the reduced transfer operators, up to an Ehrenfest time, when the roof function is random
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Moitier, Zoïs. "Étude mathématique et numérique des résonances dans une micro-cavité optique." Thesis, Rennes 1, 2019. http://www.theses.fr/2019REN1S053/document.
Анотація:
Cette thèse est consacrée à l'étude des fréquences de résonance de cavités optiques bidimensionnelles. Plus particulièrement, on s'intéresse aux résonances à modes de galerie (modes localisés au bord de la cavité avec un grand nombre d'oscillations). La première partie traite du calcul numérique des résonances par la méthode des éléments finis à l'aide de couches parfaitement adaptées, et d'une analyse de sensibilité des paramètres de celles-ci dans les trois situations suivantes : un problème unidimensionnel, une réduction du cas bidimensionnel invariant par rotation et le cas général. La deuxième partie porte sur la construction de développements asymptotiques des résonances à modes de galerie quand le nombre d'oscillations le long du bord tend vers l'infini. On considère d'abord le cas d'un problème invariant par rotation pour lequel le nombre d'oscillations s'interprète comme un paramètre semiclassique grâce à la transformée de Fourier angulaire. Ensuite, pour le cas général, la construction utilise un ansatz phase-amplitude de type BKW qui permet de se ramener à un opérateur de Schrödinger généralisé. Enfin, les résonances calculées numériquement dans la première partie sont comparées aux développements asymptotiques explicités par calcul formelThis thesis is devoted to the study of resonance frequencies of bidimensional optical cavities. More specifically, we are interested in whispering-gallery modes (modes localized along the cavity boundary with a large number of oscillations). The first part deals with the numerical computation of resonances by the finite element method using perfectly matched layers, and with a sensibility analysis in the three following situations: an unidimensional problem, a reduction of the rotationally invariant bidimensional case, and the general case. The second part focuses on the construction of asymptotic expansions of whispering-gallery modes as the number of oscillations along of boundary goes to infinity. We start by considering the case of a rotationally invariant problem for which the number of oscillations can be interpreted as a semiclassical parameter by means of an angular Fourier transform. Next, for the general case, the construction uses a phase-amplitude ansatz of WKB type which leads to a generalized Schrödinger operator. Finally, the numerically computed resonances obtained in the first part are compared to the asymptotic expansions made explicit by the use of a computer algebra software
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Bader, Philipp Karl-Heinz. "Geometric Integrators for Schrödinger Equations." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de València, 2014. http://hdl.handle.net/10251/38716.
Анотація:
The celebrated Schrödinger equation is the key to understanding the dynamics of
quantum mechanical particles and comes in a variety of forms. Its numerical solution
poses numerous challenges, some of which are addressed in this work.
Arguably the most important problem in quantum mechanics is the so-called harmonic
oscillator due to its good approximation properties for trapping potentials. In
Chapter 2, an algebraic correspondence-technique is introduced and applied to construct
efficient splitting algorithms, based solely on fast Fourier transforms, which
solve quadratic potentials in any number of dimensions exactly - including the important
case of rotating particles and non-autonomous trappings after averaging by Magnus
expansions. The results are shown to transfer smoothly to the Gross-Pitaevskii
equation in Chapter 3. Additionally, the notion of modified nonlinear potentials is
introduced and it is shown how to efficiently compute them using Fourier transforms.
It is shown how to apply complex coefficient splittings to this nonlinear equation and
numerical results corroborate the findings.
In the semiclassical limit, the evolution operator becomes highly oscillatory and standard
splitting methods suffer from exponentially increasing complexity when raising
the order of the method. Algorithms with only quadratic order-dependence of the
computational cost are found using the Zassenhaus algorithm. In contrast to classical
splittings, special commutators are allowed to appear in the exponents. By construction,
they are rapidly decreasing in size with the semiclassical parameter and can be
exponentiated using only a few Lanczos iterations. For completeness, an alternative
technique based on Hagedorn wavepackets is revisited and interpreted in the light of
Magnus expansions and minor improvements are suggested. In the presence of explicit
time-dependencies in the semiclassical Hamiltonian, the Zassenhaus algorithm
requires a special initiation step. Distinguishing the case of smooth and fast frequencies,
it is shown how to adapt the mechanism to obtain an efficiently computable
decomposition of an effective Hamiltonian that has been obtained after Magnus expansion,
without having to resolve the oscillations by taking a prohibitively small
time-step.
Chapter 5 considers the Schrödinger eigenvalue problem which can be formulated as
an initial value problem after a Wick-rotating the Schrödinger equation to imaginary
time. The elliptic nature of the evolution operator restricts standard splittings to
low order, ¿ < 3, because of the unavoidable appearance of negative fractional timesteps
that correspond to the ill-posed integration backwards in time. The inclusion
of modified potentials lifts the order barrier up to ¿ < 5. Both restrictions can be
circumvented using complex fractional time-steps with positive real part and sixthorder
methods optimized for near-integrable Hamiltonians are presented.
Conclusions and pointers to further research are detailed in Chapter 6, with a special
focus on optimal quantum control.Bader, PK. (2014). Geometric Integrators for Schrödinger Equations [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/38716
TESIS
Premiado
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Chabu, Victor. "Analyse semiclassique de l'équation de Schrödinger à potentiels singuliers." Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1029/document.
Анотація:
Dans la première partie de cette thèse nous étudions la propagation des mesures de Wigner associées aux solutions de l'équation de Schrödinger à potentiels présentant des singularités coniques, et nous montrons qu'elles sont transportées par deux différents flots Hamiltoniens, l'un sur le fibré cotangent à la variété des singularités et l'autre ailleurs dans l'espace des phases, à moins d'un phénomène d'échange entre ces deux régimes qui peut se produire quand des trajectoires du flot extérieur atteignent le fibré cotangent. Nous décrivons en détail et le flot et la concentration de masse autour et sur la variété singulière, et illustrons avec des exemples quelques questions issues de la faute d'unicité des trajectoires classiques sur les singularités en dépit de l'unicité des solutions quantiques, ce qui refute tout principe de sélection classique, mais qui n'empêche dans certains cas de résoudre complètement le problème.Dans la deuxième partie nous présentons un travail mené en collaboration avec Dr. Clotilde Fermanian et Dr. Fabricio Macià où nous analysons une équation de type Schrödinger pertinente à l'étude semiclassique de la dynamique d'un électron dans un cristal avec impuretés et montrons que, dans la limite où la période caractérisique du réseau cristallin est sufisamment petite par rapport à la variation du potentiel extérieur représentant les impuretés, cette équation peut être approximée par une équation de masse effective, ou, plus généralement, que sa solution se décompose en modes de Bloch et que chacun d'eux satisfait une équation de masse effective spécifique à son énergie de BlochIn the first part of this thesis we study the propagation of Wigner measures linked to solutions of the Schrödinger equation with potentials presenting conical singularities and show that they are transported by two different Hamiltonian flows, one over the bundle cotangent to the singular set and the other elsewhere in the phase space, up to a transference phenomenon between these two regimes that may arise whenever trajectories in the outsider flow lead in or out the bundle. We describe in detail either the flow and the mass concentration around and on the singular set and illustrate with examples some issues raised by the lack of uniqueness for the classical trajectories on the singularities despite the uniqueness of quantum solutions, dismissing any classical selection principle, but in some cases being able to fully solve the problem.In the second part we present a work in collaboration with Dr. Clotilde Fermanian and Dr. Fabricio Macià where we analyse a Schrödinger-like equation pertinent to the semiclassical study of the dynamics of an electron in a crystal with impurities, showing that in the limit where the characteristic lenght of the crystal's lattice can be considered sufficiently small with respect to the variation of the exterior potential modelling the impurities, then this equation is approximated by an effective mass equation, or, more generally, that its solution decomposes in terms of Bloch modes, each of them satisfying an effective mass equation specificly assigned to their Bloch energies
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Miqueu, Jean-Philippe. "Étude des états fondamentaux du Laplacien magnétique en cas d'annulation locale du champ." Thesis, Rennes 1, 2016. http://www.theses.fr/2016REN1S061/document.
Анотація:
Cette thèse concerne l'étude spectrale de l'opérateur de Schrödinger avec champ magnétique et paramètre semi-classique, sur un domaine borné et régulier en dimension 2, avec condition de Neumann au bord. On s'intéresse plus particulièrement au cas où le champ magnétique s'annule sur une union de courbes régulières. L'objectif est de comprendre l'influence d'une annulation du champ et d'expliciter le comportement des basses valeurs propres et des fonctions propres associées lorsque le paramètre semi-classique tend vers 0. Dans cette limite - dite semi-classique - la description précise des éléments propres passe par la compréhension de différents opérateurs modèles sous-jacents. La première partie est consacrée au cas d'un champ magnétique qui s'annule de manière non dégénérée le long d'une courbe régulière simple intersectant le bord du domaine. La deuxième partie concerne le cas d'une annulation quadratique à l'intérieur du domaine. Dans de ces deux cas d'étude, on donne dans un premier temps un équivalent asymptotique de la première valeur propre. La majoration s'obtient par une construction de fonctions tests appropriées tandis que la minoration s'obtient par une méthode de localisation quantique. Ce dernier aspect est délicat car il s'agit de gérer la transition entre des modèles ayant des homogénéités différentes. Dans un second temps, on examine les propriétés de localisation des premières fonctions propres, via des estimées d'Agmon semi-classiques. Ceci permet d'obtenir un développement asymptotique complet des premières valeurs propres, à n'importe quel ordre. Dans le cas d'une annulation quadratique, la thèse est complétée par une étude de l'opérateur modèle pour lequel le lieu d'annulation est une union de deux droites sécantes faisant un angle non nul. Dans la limite petit angle, la structure du spectre est gouvernée un symbole opérateur à deux paramètres. On établit différentes propriétés de ce symbole opérateur et de la fonction de bande associée. Des simulations numériques basées sur la librairie éléments finis Mélina++ ont guidé l'analyse et illustrent les résultats obtenus. Les difficultés numériques - dues aux fortes oscillations de la phase dans l'expression des fonctions propres - sont gérées grâce à une interpolation polynomiale de haut degréThis thesis is devoted to the spectral analysis of the Schrödinger operator with magnetic field and semiclassical parameter, on a bounded regular domain in dimension two, with Neumann boundary condition. We investigate the case when the magnetic field vanishes along a union of smooth curves. The aim is to understand the influence of the cancellation and to study the behaviour of the lowest eigenvalues and the associated eigenfunctions when the semiclassical parameter tends to 0. In this regime - called the semiclassical limit - the precise description of the eigenpairs requires the understanding of underlying models. In the first part, we consider a magnetic field which vanishes linearly along a smooth simple curve intersecting the boundary. The second part is devoted to the case when the magnetic field vanishes quadratically. In both cases, we firstly give a one term asymptotics of the lowest eigenvalue. The upper bound is obtained by using appropriate test functions whereas the lower bound results from a localisation process. This last aspect constitutes the most difficult part because of the different scales involved. Then we investigate the localisation properties of the first eigenfunctions thanks to semiclassical Agmon estimates. This leads to a full asymptotic expansion of the first eigenvalues. In the case when the magnetic field vanishes quadratically, we study in addition the model operator for which the cancellation set is a union of two straight lines, whose intersection form a non-zero angle. In the small angle regime, the structure of the spectrum is governed by an operator symbol with two parameters. We establish different properties of this symbol and the associated band function. Numerical simulations based on the finite elements library Mélina++ have guided the analysis and illustrate the obtained results. The difficulties of the numerical computations - induced by the high phase oscillations of the eigenfunctions - are circumvented by polynomial interpolation of high degree
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Arnoldi, Jean-François. "Résonances de Ruelle à la limite semiclassique." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENM105/document.
Анотація:
Depuis Ruelle, puis Rugh, Baladi, Tsujii, Liverani et d'autres, on sait que la fuite vers l'équilibre statistique dans de nombreux systèmes dynamiques chaotiques est gouvernée par le spectre de résonances de Ruelle de l'opérateur de transfert. A la suite de récents travaux de Faure, Sjöstrand et Roy, cette thèse propose une approche semiclassique de systèmes dynamiques chaotiques de type partiellement expansifs. Une partie du mémoire est consacrée aux extensions d'applications expansives vers des groupes de Lie compacts, en se reistreignant essentiellement aux extensions vers le groupe spécial unitaire SU(2). On se sert de la théorie des états cohérents pour les groupes de Lie, développée dans les années 70 par Perelomov et Gilmore, pour mettre en oeuvre les outils semiclassiques et la théorie des résonances de Helfer et Sjöstrand. On en déduira une estimation de Weyl et un gap spectral pour les résonances de Ruelle prouvant que la fuite vers l'équilibre statistique dans ces modèles est gouvernée par un opérateur de rang fini (en accord avec les résultats obtenus par Tsujii pour les semi-flots partiellement expansifs). On étend ensuite cette approche aux modèles "ouverts" pour lesquels la dynamique présente un ensemble captif de Cantor. On montrera l'existence d'un spectre discret de résonances de Ruelle et on prouve une loi de Weyl fractale, analogue classique du théorème de Lin-Guillopé-Zworski pour les résonances du laplacien hyperbolique sur les surfaces à courbure négative constante. On montre aussi un gap spectral asymptotique. On expliquera pourquoi ces modèles semblent être des objets d'étude adaptés pour approcher des questions importantes et difficiles du chaos classique ou quantique. On pense en particulier au problème de la minoration du nombre de résonances, étudié dans le contexte des applications quantiques par Nonnenmacher et ZworskiSince the work of Ruelle, then Rugh, Baladi, Tsujii, Liverani and others, it is kown that the convergence towards statistical equilibrium in many chaotic dynamical systems is gouverned by the Ruelle spectrum of resonances of the so-called transfer operator. Following recent works from Faure, Sjöstrand and Roy, this thesis gives a semiclassical approach for partially expanding chaotic dynamical systems. The first part of the thesis is devoted to compact Lie groups extenstions of expanding maps, essentially restricting to SU(2) extensions. Using Perlomov's coherent state theory for Lie groups, we apply the semiclassical theory of resonances of Helfer and Sjöstrand. We deduce Weyl type estimations and a spectral gap for the Ruelle resonances, showing that the convergence towards equilibrium is controled by a finite rank operator (as Tsujii already showed for partially expanding semi-flows). We then extend this approach to "open" models, for which the dynamics exhibits a fractal invariant reppeler. We show the existence of a discrete spectrum of resonances and we prove a fractal Weyl law, the classical analogue of Lin-Guillopé-Zworski's theorem on resonances of non-compact hyperbolic surfaces. We also show an asymptotic spectral gap. Finally we breifly explain why these models are interseting "toy models" to explore important questions of classical and quantum chaos. In particular, we have in mind the problem of proving lower bounds on the number of resonances, studied in the context of open quantum maps by Nonnenmacher and Zworski
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Balança, Paul. "Régularité fine de processus stochastiques et analyse 2-microlocale." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00958290.
Анотація:
Les travaux présentés dans cette thèse s'intéressent à la géométrie fractale de processus stochastiques à travers le prisme d'un outil appelé l'analyse 2-microlocale. Ce dernier est issu d'une autre branche des mathématiques, l'analyse fonctionnelle et l'étude des équations aux dérivées partielles, et s'est avéré être pertinent pour décrire la géométrie fine de fonctions déterministes ou de processus aléatoires, généralisant notamment les exposants de Hölder classiques. Nous envisageons ainsi dans ce manuscrit différentes classes de processus, traitant en premier lieu le cas des martingales continues et de l'intégrale stochastique d'Ito. La régularité 2-microlocale de ces derniers fait notamment apparaître un autre concept, la pseudo frontière 2-microlocale, étroitement lié à son aîné. Nous appliquons également ce formalisme d'étude à une classe de processus gaussiens : le mouvement brownien multifractionnaire. Nous caractérisons ainsi sa régularité 2-microlocale et hölderienne, et déterminons dans un deuxième temps la forme générale de la dimension fractale de ses trajectoires. Dans notre étude portant sur les processus de Lévy, nous combinons le formalisme 2-microlocale à l'analyse multifractale, permettant alors de mettre en évidence des comportements géométriques n'étant pas captés par les outils usuels. Nous obtenons également en corollaire le spectre multifractal des processus fractionnaires de Lévy. Enfin, dans une dernière partie, nous nous intéressons à la définition et aux propriétés de certains processus de Markov multiparamètres, pouvant être plus généralement indicés par des ensembles.
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Deleporte-Dumont, Alix. "Low-energy spectrum of Toeplitz operators." Thesis, Strasbourg, 2019. http://www.theses.fr/2019STRAD004/document.
Анотація:
Les opérateurs de Berezin--Toeplitz permettent de quantifier des fonctions, ou des symboles, sur des variétés kähleriennes compactes, et sont définies à partir du noyau de Bergman (ou de Szeg\H{o}). Nous étudions le spectre des opérateurs de Toeplitz dans un régime asymptotique qui correspond à une limite semiclassique. Cette étude est motivée par le comportement magnétique atypique observé dans certains cristaux à basse température. Nous étudions la concentration des fonctions propres des opérateurs de Toeplitz, dans des cas où les effets sous-principaux (du même ordre que le paramètre semiclassique) permet de différencier entre plusieurs configurations classiques, un effet connu en physique sous le nom de sélection quantique Nous exhibons un critère général pour la sélection quantique et nous donnons des développements asymptotiques précis de fonctions propres dans le cas Morse et Morse--Bott, ainsi que dans un cas dégénéré. Nous développons également un nouveau cadre pour le traitement du noyau de Bergman et des opérateurs de Toeplitz en régularité analytique. Nous démontrons que le noyau de Bergman admet un développement asymptotique, avec erreur exponentiellement petite, sur des variétés analytiques réelles. Nous obtenons aussi une précision exponentiellement fine dans les compositions et le spectre d'opérateurs à symbole analytique, et la décroissance exponentielle des fonctions propresBerezin-Toeplitz operators allow to quantize functions, or symbols, on compact Kähler manifolds, and are defined using the Bergman (or Szeg\H{o}) kernel. We study the spectrum of Toeplitz operators in an asymptotic regime which corresponds to a semiclassical limit. This study is motivated by the atypic magnetic behaviour observed in certain crystals at low temperature. We study the concentration of eigenfunctions of Toeplitz operators in cases where subprincipal effects (of same order as the semiclassical parameter) discriminate between different classical configurations, an effect known in physics as quantum selection . We show a general criterion for quantum selection and we give detailed eigenfunction expansions in the Morse and Morse-Bott case, as well as in a degenerate case. We also develop a new framework in order to treat Bergman kernels and Toeplitz operators with real-analytic regularity. We prove that the Bergman kernel admits an expansion with exponentially small error on real-analytic manifolds. We also obtain exponential accuracy in compositions and spectra of operators with analytic symbols, as well as exponential decay of eigenfunctions
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Karlsson, Ulf. "Semi-classical approximations of Quantum Mechanical problems." Doctoral thesis, KTH, Mathematics, 2002. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-3440.
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Keraval, Pierig. "Formules de Weyl par réduction de dimension : application à des Laplaciens électromagnétiques." Thesis, Rennes 1, 2018. http://www.theses.fr/2018REN1S093/document.
Анотація:
La thèse consiste en l’étude spectrale d’opérateurs partiellement semi-classiques. Quand la géométrie du problème suggère une localisation anisotrope des fonctions propres associées aux basses énergies (bord du domaine, lieu d’annulation du champs magnétique), le développement local de l’opérateur amène naturellement à une structure à double échelle. Il s'agit, via un schéma de réduction "à la Born-Oppenheimer", utilisant le formalisme du calcul pseudodifférentiel pour des symboles à valeur opérateur, de montrer l’existence d’un opérateur effectif à symbole scalaire. On en déduit ensuite des formules de Weyl pour le comptage des basses valeurs propres. Cette stratégie est appliquée : au Laplacien de Robin sur un domaine borné, en dimension quelconque et au Laplacien magnétique dans R², dans le cas où le champ magnétique s’annule sur une courbe ferméeThe thesis consists in the spectral study of partially semiclassical operators. When the geometry of the problem suggests an anisotropic localization of the eigenfunctions associated to low energies (boundary of the domain, vanishing magnetic field), the local expansion of the operator naturally brings to a doublescale structure. Via a reduction scheme "à la Born-Oppenheimer", using the formalism of pseudodifferential calculus for operator-valued symbols, we can show the existence of an effective operator, with scalar symbol. Then, we deduce Weyl formulae for the number of low-lying eigenvalues. This strategy is applied : to the Robin Laplacian on a bounded domain, in any dimension and to the magnetic Laplacian in R², in the case where the magnetic field vanishes on a closed curve
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Alphonse, Paul. "Régularité des solutions et contrôlabilité d'équations d'évolution associées à des opérateursnon-autoadjoints." Thesis, Rennes 1, 2020. http://www.theses.fr/2020REN1S003.
Анотація:
Le sujet de cette thèse a trait à l'étude microlocale fine des propriétés de régularisation et de décroissance des équations d'évolution associées à deux classes d'opérateurs non-autoadjoints avec des applications à l’étude de leurs propriétés sous-elliptiques et à la contrôlabilité à zéro de ces mêmes équations. La première classe est constituée d'opérateurs non-locaux donnés par les opérateurs d'Ornstein-Uhlenbeck fractionnaires qui apparaissent comme la somme d'une diffusion fractionnaire et d'un opérateur de transport linéaire. La deuxième classe est celle des opérateursdifférentiels quadratiques accrétifs donnés par la quantification de Weyl de formes quadratiques définies sur l'espace des phases, à valeurs complexes et de parties réelles positives. L'objectif de ce travail est de comprendre comment les possibles phénomènes de non-commutation entre les parties autoadjointe et anti-autoadjointe de ces opérateurs permettent aux semi-groupes qu'ils engendrent de jouir de propriétés de régularisation et de décroissance dans certaines directions spécifiques de l'espace des phases que l'on décrit explicitementThe subject of this thesis deals with the sharp microlocal study of the smoothing and decreasing properties of evolution equations associated with two classes of non-selfadjoint operators with applications to the study of their subelliptic properties and to the null-controllability of these equations. The first class is composed of non-local operators given by the Ornstein-Uhlenbeck operators defined as the sum of a fractional diffusion and a linear transport operator. The second class is the class of accretive quadratic differential operators given by the Weyl quantization of complex-valued quadratic forms defined on the phase space with non-negative real parts. The aim of this work is to understand how the possible non-commutation phenomena between the self-adjoint and the skew-selfadjoint parts of these operators allow the associated semigroups to enjoy smoothing and decreasing properties in specific directions of the phase space that are explicitly described
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Cekić, Mihajlo. "The Calderón problem for connections." Thesis, University of Cambridge, 2017. https://www.repository.cam.ac.uk/handle/1810/267829.
Анотація:
This thesis is concerned with the inverse problem of determining a unitary connection $A$ on a Hermitian vector bundle $E$ of rank $m$ over a compact Riemannian manifold $(M, g)$ from the Dirichlet-to-Neumann (DN) map $\Lambda_A$ of the associated connection Laplacian $d_A^*d_A$. The connection is to be determined up to a unitary gauge equivalence equal to the identity at the boundary. In our first approach to the problem, we restrict our attention to conformally transversally anisotropic (cylindrical) manifolds $M \Subset \mathbb{R}\times M_0$. Our strategy can be described as follows: we construct the special Complex Geometric Optics solutions oscillating in the vertical direction, that concentrate near geodesics and use their density in an integral identity to reduce the problem to a suitable $X$-ray transform on $M_0$. The construction is based on our proof of existence of Gaussian Beams on $M_0$, which are a family of smooth approximate solutions to $d_A^*d_Au = 0$ depending on a parameter $\tau \in \mathbb{R}$, bounded in $L^2$ norm and concentrating in measure along geodesics when $\tau \to \infty$, whereas the small remainder (that makes the solution exact) can be shown to exist by using suitable Carleman estimates. In the case $m = 1$, we prove the recovery of the connection given the injectivity of the $X$-ray transform on $0$ and $1$-forms on $M_0$. For $m > 1$ and $M_0$ simple we reduce the problem to a certain two dimensional $\textit{new non-abelian ray transform}$. In our second approach, we assume that the connection $A$ is a $\textit{Yang-Mills connection}$ and no additional assumption on $M$. We construct a global gauge for $A$ (possibly singular at some points) that ties well with the DN map and in which the Yang-Mills equations become elliptic. By using the unique continuation property for elliptic systems and the fact that the singular set is suitably small, we are able to propagate the gauges globally. For the case $m = 1$ we are able to reconstruct the connection, whereas for $m > 1$ we are forced to make the technical assumption that $(M, g)$ is analytic in order to prove the recovery. Finally, in both approaches we are using the vital fact that is proved in this work: $\Lambda_A$ is a pseudodifferential operator of order $1$ acting on sections of $E|_{\partial M}$, whose full symbol determines the full Taylor expansion of $A$ at the boundary.
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Ourmières-Bonafos, Thomas. "Quelques asymptotiques spectrales pour le Laplacien de Dirichlet : triangles, cônes et couches coniques." Thesis, Rennes 1, 2014. http://www.theses.fr/2014REN1S143/document.
Анотація:
Cette thèse est consacrée à l'étude du spectre de l'opérateur de Laplace avec conditions de Dirichlet dans différents domaines du plan ou de l'espace. Dans un premier temps on s'intéresse à des triangles asymptotiquement plats et des cônes de petite ouverture. Ces problèmes admettent une reformulation semi-classique et nous donnons des développements asymptotiques à tout ordre des premières valeurs et fonctions propres. Ce type de résultat est déjà connu pour des domaines minces à profil régulier. Pour les triangles et les cônes, on prouve que le problème admet maintenant deux échelles. Dans un second temps, on étudie une famille de couches coniques indexées par leur ouverture. Là encore, on s'intéresse à la limite semi-classique quand l'ouverture tend vers zéro: on donne un développement asymptotique à deux termes des premières valeurs propres et on démontre un résultat de localisation des fonctions propres associées. Nous donnons également, à ouverture fixée, un équivalent du nombre de valeurs propres sous le seuil du spectre essentielThis thesis deals with the spectrum of the Dirichlet Laplacian in various two or three dimensional domains. First, we consider asymptotically flat triangles and cones with small aperture. These problems admit a semi-classical formulation and we provide asymptotic expansions at any order for the first eigenvalues and the associated eigenfunctions. These type of results is already known for thin domains with smooth profiles. For triangles and cones, we show that the problem admits now two different scales. Second, we study a family of conical layers parametrized by their aperture. Again, we consider the semi-classical limit when the aperture tends to zero: We provide a two-term asymptotics of the first eigenvalues and we prove a localization result about the associated eigenfunctions. We also estimate, for each chosen aperture, the number of eigenvalues below the threshold of the essential spectrum