cometadata/datacite-rtg-text-other-reclassification-records huggingface dataset:
What does a measurement of mass and/or radius of a neutron star constrain: Equation of state or gravity?
Creators: name: Ekşi, Kazim Yavuz
name: Güngör, Can
name: Türkoğlu, Murat Metehan
Publisher: name: arXiv
Year: 2014
Subjects: subject: High Energy Astrophysical Phenomena (astro-ph.HE)
subject: General Relativity and Quantum Cosmology (gr-qc)
subject: FOS: Physical sciences

description: Neutron stars (NSs) are thought to be excellent laboratories for determining the equation of state (EoS) of cold dense matter. Their strong gravity suggests that they can also be used to constrain gravity models. The mass and radius (M-R) of a NS both depend on the choice of EoS and gravity, meaning that NSs cannot be simultaneously good laboratories for both of these questions. A measurement of M-R would constrain the less well known physics input. The assumption that M-R measurements can be used to constrain EoS-presumes general relativity (GR) is the ultimate model of gravity in the classical regime. We calculate the radial profile of compactness and curvature (square root of the full contraction of the Weyl tensor) within a NS and determine the domain not probed by the Solar System tests of GR. We find that, except for a tiny sphere of radius less than a millimeter at the center, the curvature is several orders of magnitude above the values present in Solar System tests. The compactness is beyond the solar surface value for r>10 m, and increases by 5 orders of magnitude towards the surface. With the density being only an order of magnitude higher than that probed by nuclear scattering experiments, our results suggest that the employment of GR as the theory of gravity describing the hydrostatic equilibrium of NSs is a rather remarkable extrapolation from the regime of tested validity, as opposed to that of EoS models. Our larger ignorance of gravity within NSs suggests that a measurement of M-R constrains gravity rather than EoS, and given that EoS has yet to be determined by nucleon scattering experiments, M-R measurements cannot tightly constrain the gravity models either. Near the surface the curvature and compactness attain their largest values, while EoS in this region is fairly well known. This renders the crust as the best site to look for deviations from GR.
description: Phys.Rev. D published, typos corrected to match the published version
Teilhabe am Argumentieren und Darstellen im digitalgestützten Mathematikunterricht
Creators: name: Loth, Gerrit
Publisher: name: Gesellschaft für Didaktik der Mathematik
Year: 2023
Subjects: subject: Teilhabe
subject: digitale Medien
subject: Datenkompetenz
subject: Argumentieren
subject: Darstellen
subject: Digitale Werkzeuge
subject: Distance-Learning
subject: Technologie
subject: 510

description: Digitale Medien können bei der Gestaltung von Lernangeboten sehr bereichernd sein und eröffnen viele Möglichkeiten für eine Anwendung im Unterricht. Für die Gestaltung inklusiven Unterrichts ergeben sich daraus Fragen hinsichtlich der Potenziale und Gefahren beim Einsatz digitaler Medien: Wie kann mit digitalen Medien Teilhabe ermöglicht werden? Wie werden durch digitale Medien neue Barrieren erschaffen (Bosse et al., 2019)? Diesen Fragen geht die Forschung „Teilhabe am Argumentieren und Darstellen im digital-gestützten Mathematikunterricht – Entwicklung und Evaluation einer Lernumgebung zur Förderung der Datenkompetenz in der siebten Jahrgangsstufe“ nach. Sie ist in der Forschungswerkstatt „Digitalisierung in inklusiven Settings“ des Projektes BRIDGES (mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung von Bund und Ländern gefördert) der Universität Vechta verortet. Im Rahmen einer fachdidaktischen Entwicklungsforschung (Prediger et al., 2012) ist für die Unterrichtspraxis eine Lernumgebung zur Förderung der Datenkompetenz entwickelt worden. Über ihre Erprobung soll ein Beitrag zur Theoriebildung durch die Identifizierung von Chancen und Hürden für die Teilhabe am Argumentieren und Darstellen im digital-gestützten Mathematikunterricht entstehen.
„Nur ein kleiner Vorteil durch Zeitersparnis“ – Geflippter Mathematikunterricht aus der Lehrenden-Perspektive
Creators: name: Rothe, Jennifer
Publisher: name: Gesellschaft für Didaktik der Mathematik
Year: 2023
Subjects: subject: Flipped Classroom
subject: Digitalisierung
subject: Mathematikunterricht
subject: Digitale Werkzeuge
subject: Technologie
subject: Distance-Learning
subject: 510

description: Mit der Rückkehr zum Regelunterricht in den Sekundarschulen ergibt sich die Chance, in der Pandemie gewonnene Erfahrungen mit digitalen Medien im Mathematikunterricht zu nutzen und entsprechende Unterrichtskonzepte zu verstetigen. Eine vielversprechende Möglichkeit in diesem Zusammenhang stellt die Methode des Flipped Classrooms dar. In dieser Form des Blended Learnings erarbeiten sich Schüler*innen einen Lerninhalt mit Hilfe eines Lernvideos zu Hause, während der Präsenzunterricht zum Üben, Anwenden und Vertiefen genutzt wird (Vereş & Muntean, 2021). Hierbei kann auf theoretische Fundierungen und empirische Erkenntnisse aus der Zeit vor und während der Pandemie zurückgegriffen werden. Darüber hinaus werden aus Perspektive der fachdidaktischen Forschung zunehmend Lernvideos untersucht und basierend auf entsprechenden Qualitätskriterien entwickelt, die für den Unterricht nutzbar gemacht werden können. Es existiert bereits eine Vielzahl an Forschungsarbeiten, in denen Effekte geflippten Lernens untersucht werden, insbesondere im Kontext der Hochschule (van Alten et al., 2019). Jedoch steht die fachdidaktische Forschung zum Flipped Classroom in vielen Fragen noch am Anfang, auch bezüglich der Sicht von Mathematiklehrkräften auf diese Methode. Studien, die die Lehrenden-Perspektive untersuchen, weisen vorrangig Erkenntnisse hinsichtlich der Durchführung oder Organisation geflippten Unterrichts auf, beispielsweise einen erhöhten Vorbereitungsaufwand (Cevikbas & Kaiser, 2020). Dagegen ist wenig bekannt über konkretere fachbezogene Auffassungen von Lehrkräften zum geflippten Unterricht (Geiger et al., 2019).
Beam-spin asymmetries from semi-inclusive pion electroproduction
Creators: name: CLAS Collaboration
name: Gohn, W.
name: Avakian, H.
name: Joo, K.
name: Ungaro, M.
Publisher: name: arXiv
Year: 2014
Subjects: subject: High Energy Physics - Experiment (hep-ex)
subject: Nuclear Experiment (nucl-ex)
subject: FOS: Physical sciences

description: We have measured the moment $A_{LU}^{\sinϕ}$ corresponding to the polarized electron beam-spin asymmetry in SIDIS. $A_{LU}^{\sinϕ}$ is a twist-3 quantity providing information about quark-gluon correlations. Data were taken with the CLAS Spectrometer at Jefferson Lab using a 5.498 GeV longitudinally polarized electron beam and an unpolarized liquid hydrogen target. All three pion channels ($π^+$, $π^0$ and $π^-$) were measured simultaneously over a large range of kinematics within the virtuality range $Q^2 \approx$ 1.0-4.5 GeV$^2$. The observable was measured with better than 1% statistical precision over a large range of $z$, $P_T$, $x_B$, and $Q^{2}$, which permits comparison with several reaction models. The discussed measurements provide an upgrade in statistics over previous measurements, and serve as the first evidence for the negative sign of the $π^{-}$ $\sinϕ$ moment.
description: 16 pages, 18 figures
Crashing into Law
Publisher: name: Online Ethics Center
Year: 2006
Subjects: Communicating Science and Engineering
Ethics and Society
Expert Witness
Mentors and Trainees
Product Liability
Public Health and Safety
Reproducibility
Research and Practice
Responsible Innovation
Safety

description: This case discusses engineering design, risk assessment, mistakes in design and specifically focuses on questions such as: what rules should govern the use of models? and how to protect the interests of science and the public through judicious use of models?
ESTIMATING BANKRUPTCY PROBABILITY OF CREDIT ORGANIZATIONS
Creators: name: Zakirova, Dilyara F.
Publisher: name: TUENGR Group
Year: 2018
Subjects: Banking system
Bank default
Financial stability
Fianancial Engineering
Bank bankruptcy
Financial stability, Risks forecasting system of bankruptcy

description: International Transaction Journal of Engineering, Management, & Applied Sciences & Technologies, 9, 4, 307-315
StudienFACHwahlmotivation und Mathematische Denkstile von Lehramtsstudierenden
Creators: name: Schäfer, Marianne
name: Borromeo Ferri, Rita
Publisher: name: Gesellschaft für Didaktik der Mathematik
Year: 2023
Subjects: subject: mathematische Denkstile
subject: Motivation
subject: StudienFACHwahlmotivation
subject: Hochschule
subject: Lehrerbildung (1., 2. und 3. Phase)
subject: interdisziplinär
subject: 510

description: Nach Sternberg (1997) handelt es sich bei Denkstilen um die Präferenz eines Individuums, die beschreiben auf welche Art und Weise eine Problemlösung erfolgt. Er grenzt den Denkstil mit dieser Definition deutlich von den individuellen Fähigkeiten ab. Diese Präferenz zeigt sich beim Lösen eines Problems beispielsweise darin, ob eine Aufgabe zuerst global und anschließend lokal betrachtet wird oder umgekehrt. Sternberg (1997) hat in diesem Zusammenhang fünf Variablen beschrieben, die einen Einfluss auf diese Entwicklung des Denkstils ausüben, diese untergliedern sich in zwei Oberkategorien: (1) Prägungen im sozialen Umfeld durch Kultur (culture), Geschlecht (gender) oder Alter (age) und (2) Prägung im sozialen Umfeld durch Erziehung (paranting style) und schulische / berufliche Bildung (schooling & occupation) (S. 100ff). Denkstile sind demnach durch viele Einflüsse sozialisiert, so erfolgt auch eine Prägung in dem von einem Individuum besuchten Unterricht, nicht zuletzt durch den Stil der unterrichtenden Person. Sternbergs (1997) explizite Betonung des Unterrichts lässt den Schluss zu, dass dieser Bereich der Sozialisation von besonderer Bedeutung ist. Auf Sternberg (1997) aufbauend und den Ergebnissen von Burton (1995) folgende, der mit seinen Forschungen nachgewiesen hat, dass unterschiedliche Denkstile bei forschenden Mathematikern existieren, hat Borromeo Ferri (2004) die mathematischen Denkstile empirisch nachgewiesen und folgendermaßen definiert: „Ein mathematischer Denkstil ist die von einem Individuum bevorzugte Art und Weise mathematische Sachverhalte und Zusammenhänge durch gewisse interne Vorstellungen und/oder externe Darstellungen zu repräsentieren und durch gewisse Vorgehensweisen zu verarbeiten, genauer: zu durchdenken und zu verstehen. Demnach basiert ein mathematischer Denkstil auf zwei Komponenten: 1) der internen Vorstellung und der externen Darstellung, 2) der (ganzheitlichen bzw. zergliedernden) Vorgehensweise.“ (S. 50)
Event-by-event simulation of experiments to create entanglement and violate Bell inequalities
Creators: name: Michielsen, K.
name: De Raedt, H.
Publisher: name: arXiv
Year: 2013
Subjects: subject: Quantum Physics (quant-ph)
subject: Computational Physics (physics.comp-ph)
subject: FOS: Physical sciences

description: We discuss a discrete-event, particle-based simulation approach which reproduces the statistical distributions of Maxwell's theory and quantum theory by generating detection events one-by-one. This event-based approach gives a unified cause-and-effect description of quantum optics experiments such as single-photon Mach-Zehnder interferometer, Wheeler's delayed choice, quantum eraser, double-slit, Einstein-Podolsky-Rosen-Bohm and Hanbury Brown-Twiss experiments, and various neutron interferometry experiments at a level of detail which is not covered by conventional quantum theoretical descriptions. We illustrate the approach by application to single-photon Einstein-Podolsky-Rosen-Bohm experiments and single-neutron interferometry experiments that violate a Bell inequality.
description: arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1208.2365
Beyond Expertise: One Person's Science, Another Person's Policy
Publisher: name: Online Ethics Center
Year: 2006
Subjects: Communicating Science and Engineering
Environmental Justice
Ethics and Society
Law and Public Policy
Public Health and Safety
Research and Practice
Safety
Social Responsibility

description: This case focuses on a scientist's results on the oxidation and reduction reactions of the heavy metal jekylhydium in water and soil which have been published in a series of papers in reputable, peer-reviewed journals and who has been asked to draft regulations by The Environmental Protection Agency (EPA) who is concerned about the toxicity and potential for human exposure.
Inducing chaos by breaking axial symmetry in a black hole magnetosphere
Creators: name: Kopáček, O.
name: Karas, V.
Publisher: name: arXiv
Year: 2014
Subjects: subject: High Energy Astrophysical Phenomena (astro-ph.HE)
subject: FOS: Physical sciences

description: While the motion of particles near a rotating, electrically-neutral (Kerr), and charged (Kerr--Newman) black hole is always strictly regular, a perturbation in the gravitational or the electromagnetic field generally leads to chaos. The transition from regular to chaotic dynamics is relatively gradual if the system preserves axial symmetry, whereas non-axisymmetry induces chaos more efficiently. Here we study the development of chaos in an oblique (electro-vacuum) magnetosphere of a magnetized black hole. Besides the strong gravity of the massive source represented by the Kerr metric we consider the presence of a weak, ordered, large-scale magnetic field. An axially-symmetric model consisting of a rotating black hole embedded in an aligned magnetic field is generalized by allowing an oblique direction of the field having a general inclination, with respect to the rotation axis of the system. The inclination of the field acts as an additional perturbation to the motion of charged particles as it breaks the axial symmetry of the system and cancels the related integral of motion. The axial component of angular momentum is no longer conserved and the resulting system thus has three degrees of freedom. Our primary concern within this contribution is to find out how sensitive the system of bound particles is to the inclination of the field. We employ the method of the maximal Lyapunov exponent to distinguish between regular and chaotic orbits and to quantify their chaoticity. We find that even a small misalignment induces chaotic motion.
description: 13 pages, 5 figures; published in ApJ; revised version with language and formatting corrections
Einblicke in die Bearbeitung einer Aufgabe zur Erstellung von Modellen mit Maschinellen Lernverfahren
Creators: name: Bata, Katharina
name: Schmitz, Angela
name: Eichler, Andreas
Publisher: name: Gesellschaft für Didaktik der Mathematik
Year: 2023
Subjects: subject: Machine Learning
subject: Design Research
subject: Data Science
subject: künstliche Intelligenz
subject: Statistik
subject: 510

description: Da Methoden der Datenanalyse und des Maschinellen Lernens (ML) im Kontext Industrie 4.0 zunehmend Anwendung finden, ist Data Science (DS) zu einem obligatorischen Bestandteil ingenieurwissenschaftlicher Curricula geworden (Heidling & Neumer, 2021). Das Lehren und Lernen von ML ist ein noch wenig erforschtes Thema, und es gibt viele offene Fragen bezüglich der Lernziele, Lehrmethoden und Lernprozesse (Steinbach et al., 2020). Ein dennoch allgemein anerkanntes Lernziel ist die Modellerstellung und -validierung (z.B. Lavesson, 2010; Steinbach et al., 2020). Modellerstellung meint dabei die Anwendung eines ML-Verfahrens auf einen Datensatz mit dem Ziel einer systematischen Abbildung und Nutzung der in den Daten vorliegenden Information. Modellvalidierung ist die anschließende Überprüfung des Modells auf seine Qualität hin. Dabei scheint insbesondere die Validierung mit den hierfür notwendigen mathematischen Gütemaßen eine Schwierigkeit für Studierende darzustellen (Lavesson, 2010).
Extremal Bundles on Calabi-Yau Threefolds
Creators: name: Gao, Peng
name: He, Yang-Hui
name: Yau, Shing-Tung
Publisher: name: arXiv
Year: 2014
Subjects: subject: High Energy Physics - Theory (hep-th)
subject: Algebraic Geometry (math.AG)
subject: FOS: Physical sciences
subject: FOS: Mathematics

description: We study constructions of stable holomorphic vector bundles on Calabi-Yau threefolds, especially those with exact anomaly cancellation which we call extremal. By going through the known databases we find that such examples are rare in general and can be ruled out for the spectral cover construction for all elliptic threefolds. We then introduce a generalized version of Hartshorne-Serre construction and use it to yield extremal bundles of general ranks and study their geometry. In light of this probing the geometry of the space of stable vector bundles, we revisit the DRY conjecture on stable reflexive sheaves while focusing on the distribution of Chern numbers to use both theoretical and statistical ideas to provide evidence for DRY.
description: 49 pages, 24 figures; minor errors corrected
Scientific Research and the Autonomy of Indigenous Peoples: The Case of the Kennewick Man
Publisher: name: Online Ethics Center
Year: 2006
Subjects: Communicating Science and Engineering
Community and Participatory Research
Cultural Awareness and Sensitivity
Ethics and Society
Human Subjects Research
Institutional Review Boards
Research and Practice
Social and Political Conflict

description: This case discusses issues of research on human subjects, consent and value of scientific research, specifically the case of the Kennewick Man; the debate over the ethical and social-political issues surrounding the relation of archeology and archaeologist to indigenous peoples and the appropriateness of laws such as the NAGPRA to resolve these issues.
Lattice-Boltzmann simulations of the drag force on a sphere approaching a superhydrophobic striped plane
Creators: name: Dubov, Alexander L.
name: Schmieschek, Sebastian
name: Asmolov, Evgeny S.
name: Harting, Jens
name: Vinogradova, Olga I.
Publisher: name: arXiv
Year: 2013
Subjects: subject: Fluid Dynamics (physics.flu-dyn)
subject: Soft Condensed Matter (cond-mat.soft)
subject: FOS: Physical sciences

description: By means of lattice-Boltzmann simulations the drag force on a sphere of radius R approaching a superhydrophobic striped wall has been investigated as a function of arbitrary separation h. Superhydrophobic (perfect-slip vs. no-slip) stripes are characterized by a texture period L and a fraction of the gas area $ϕ$. For very large values of h/R we recover the macroscopic formulae for a sphere moving towards a hydrophilic no-slip plane. For h/R=O(1) and smaller the drag force is smaller than predicted by classical theories for hydrophilic no-slip surfaces, but larger than expected for a sphere interacting with a uniform perfectly slipping wall. At a thinner gap, $h\ll R$ the force reduction compared to a classical result becomes more pronounced, and is maximized by increasing $ϕ$. In the limit of very small separations our simulation data are in quantitative agreement with an asymptotic equation, which relates a correction to a force for superhydrophobic slip to texture parameters. In addition, we examine the flow and pressure field and observe their oscillatory character in the transverse direction in the vicinity of the wall, which reflects the influence of the heterogeneity and anisotropy of the striped texture. Finally, we investigate the lateral force on the sphere, which is detectable in case of very small separations and is maximized by stripes with $ϕ=0.5$.
description: 9 pages, 7 figures
Beliefs von Sonderpädagog*innen zum Einsatz von Arbeitsmitteln im arithmetischen Anfangsunterricht
Creators: name: Pfeiffer, Georg
Publisher: name: Gesellschaft für Didaktik der Mathematik
Year: 2023
Subjects: subject: Beliefs
subject: Arbeitsmittel
subject: Sonderpädagog*innen
subject: Anfangsunterricht
subject: Grundschule
subject: Arithmetik
subject: Heterogenität & Inklusion im MU
subject: 510

description: Ausgangspunkt der qualitativen Studie ist die Annahme, dass Kinder mit sonderpädagogischem Förderbedarf im Bereich Lernen intensiv und langfristig Arbeitsmittel im arithmetischen Anfangsunterricht nutzen und deren Gebrauch durch die Beliefs ihrer Lehrkräfte beeinflusst werden. Allerdings sind keine Studien bekannt, die den Fokus auf Beliefs von Sonderpädagog* innen zu arithmetischen Arbeitsmitteln richten. Es resultiert deshalb eine Forschungslücke und die für diese Studie zentrale Forschungsfrage: Welche Beliefs lassen sich bei Lehrkräften in Bezug auf den Einsatz von Arbeitsmitteln im arithmetischen Anfangsunterricht für Kinder mit einem Förderbedarf im Bereich Lernen rekonstruieren? In diesem Beitrag wird ein Einblick über die Studie gegeben.
Die Bedeutung der Mittelstufenmathematik zu Beginn eines Studiums im Ingenieurbereich
Creators: name: Plack, Julian
Publisher: name: Gesellschaft für Didaktik der Mathematik
Year: 2023
Subjects: subject: Termumformung
subject: Bruchrechnung
subject: Ingenieurstudium
subject: Hochschule
subject: Algebra
subject: Sonstiges
subject: 510

description: Seit einigen Jahren klagen Hochschullehrende über den Rückgang der Mathematikkenntnisse, welche die Studierenden aus der vorherigen Bildung mitbringen. Studiengänge im MINT-Bereich erfordern mathematisches Wissen, welches sich bei Erstsemesterstudierenden oftmals als unzureichend herausstellt (Koepf et al., 2019). Grundlegende Mathematikkenntnisse der Mittelstufe sind nicht mehr vorhanden und fehlen vor allem unter anderem in den Bereichen Bruchrechnung und Termumformungen (DMV, 2017).
Konstruktion kompetenzorientierter mathematischer E-Tests mit fachdidaktischen und testtheoretischen Kriterien
Creators: name: Ritz, Marcel
name: Heitzer, Johanna
Publisher: name: Gesellschaft für Didaktik der Mathematik
Year: 2023
Subjects: subject: E-Test
subject: Kompetenzorientiert
subject: Testtheorie
subject: Test-M
subject: Hochschule
subject: interdisziplinär
subject: Digitalisierung & Mathematik
subject: 510

description: Um zu untersuchen, wie effizient und präzise ein Test ausgewählte Kompetenzen erhebt, sind bestimmte Kriterien zu beachten. Im Folgenden wird eine Auswahl von diesen aus dem fachdidaktischen und dem testtheoretischen Bereich vorgestellt. Das Wissen und das Beispiel stammen aus den Arbeiten vom Projekt „Test-M“. (Informationen unter www.didaktik.matha.rwthaachen.de/de/forschung/projekte/testM.html). In diesem Beitrag werden Kompetenzen schlicht und pragmatisch als fachbezogene Fähigkeiten verstanden; denn in dieser Form kommen sie konkret (manifestiert) in der testtheoretischen Fundierung zum Tragen. Anhand dieser Fähigkeiten soll bei Tests eine relevante Differenzierung innerhalb der Zielgruppe in Bezug auf einen bestimmten Bereich im Bildungsgang möglich sein. Dadurch ist implizit gefordert, dass ein Mindestniveau an zugrundeliegenden Fähigkeiten vorauszusetzen ist.
Height of rational points on quadratic twists of a given elliptic curve
Creators: name: Boudec, Pierre Le
Publisher: name: arXiv
Year: 2014
Subjects: subject: Number Theory (math.NT)
subject: FOS: Mathematics
subject: 11D45, 11G05, 14G05

description: We formulate a conjecture about the distribution of the canonical height of the lowest non-torsion rational point on a quadratic twist of a given elliptic curve, as the twist varies. This conjecture seems to be very deep and we can only prove partial results in this direction.
description: The results are now stated using (the exponential of) the canonical height. Thanks to Joe Silverman for enlightening comments on the previous version
Individual project on theme "Abelia R. Br." (MOOC: CompTech in biology)
Creators: name: Botagoz, Bilibayeva
Publisher: name: Zenodo
Year: 2020

description: Данный кейс является результатом реализации индивидуального проекта Билибавевой Ботагоз по теме "Abelia R. Br." в рамках онлайн курса "Компьютерные технологии в биологии" (автор – А.В. Ваганов) (https://stepik.org/course/60859/promo)
Hawking Radiation from Higher-Dimensional Black Holes
Creators: name: Kanti, Panagiota
name: Winstanley, Elizabeth
Publisher: name: arXiv
Year: 2014
Subjects: subject: High Energy Physics - Theory (hep-th)
subject: Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO)
subject: General Relativity and Quantum Cosmology (gr-qc)
subject: High Energy Physics - Phenomenology (hep-ph)
subject: FOS: Physical sciences

description: We review the quantum field theory description of Hawking radiation from evaporating black holes and summarize what is known about Hawking radiation from black holes in more than four space-time dimensions. In the context of the Large Extra Dimensions scenario, we present the theoretical formalism for all types of emitted fields and a selection of results on the radiation spectra. A detailed analysis of the Hawking fluxes in this case is essential for modelling the evaporation of higher-dimensional black holes at the LHC, whose creation is predicted by low-energy models of quantum gravity. We discuss the status of the quest for black-hole solutions in the context of the Randall-Sundrum brane-world model and, in the absence of an exact metric, we review what is known about Hawking radiation from such black holes.
description: Latex2e file, 35 pages, 14 figures, references added, typos corrected, To be published in "Quantum Aspects of Black Holes", ed. X. Calmet (Springer, 2014)
Pair-Density-Wave Superconducting States and Electronic Liquid Crystal Phases
Creators: name: Soto-Garrido, Rodrigo
name: Fradkin, Eduardo
Publisher: name: arXiv
Year: 2014
Subjects: subject: Superconductivity (cond-mat.supr-con)
subject: Strongly Correlated Electrons (cond-mat.str-el)
subject: FOS: Physical sciences

description: In conventional superconductors the Cooper pairs have a zero center of mass momentum. In this paper we present a theory of superconducting states where the Cooper pairs have a nonzero center of mass momentum, inhomogeneous superconducting states known as a pair-density-waves (PDW) states. We show that in a system of spin-1/2 fermions in 2 dimensions in an electronic nematic spin triplet phase where rotational symmetry is broken both in real and in spin space PDW phases arise naturally in a theory that can be analyzed using controlled approximations. We show that several superfluid phases that may arise in this phase can be treated within a controlled BCS mean field theory, with the strength of the spin-triplet nematic order parameter playing the role of the small parameter of this theory. We find that in a spin-triplet nematic phase, in addition of a triplet $p$-wave and spin-singlet $d$-wave (or $s$ depending on the nematic phase) uniform superconducting states, it is also possible to have a $d$-wave (or $s$) PDW superconductor. The PDW phases found here can be either unidirectional, bidirectional or tridirectional depending on the spin-triplet nematic phase and which superconducting channel is dominant. In addition, a triple-helix state is found in a particular channel. We show that these PDW phases are present in the weak coupling limit, in contrast to the usual Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov phases which require strong coupling physics in addition to a large magnetic field (and often both).
description: 23 pages, 12 figures; two new SC states considered in section IV-A, two references added, expanded appendix; to appear in Physical Review B
Non-KPZ modes in two-species driven diffusive systems
Creators: name: Popkov, Vladislav
name: Schmidt, Johannes
name: Schütz, Gunter
Publisher: name: arXiv
Year: 2013
Subjects: subject: Statistical Mechanics (cond-mat.stat-mech)
subject: FOS: Physical sciences
subject: 82C27, 82C70, 82C20

description: Using mode coupling theory and dynamical Monte-Carlo simulations we investigate the scaling behaviour of the dynamical structure function of a two-species asymmetric simple exclusion process, consisting of two coupled single-lane asymmetric simple exclusion processes. We demonstrate the appearence of a superdiffusive mode with dynamical exponent $z=5/3$ in the density fluctuations, along with a KPZ mode with $z=3/2$ and argue that this phenomenon is generic for short-ranged driven diffusive systems with more than one conserved density. When the dynamics is symmetric under the interchange of the two lanes a diffusive mode with $z=2$ appears instead of the non-KPZ superdiffusive mode.
description: 5 pages, 7 figures
Auditive Erlebnisse als Ausgangspunkt für das Verketten und Verknüpfen von Funktionen
Creators: name: Regel, Nicolas
Publisher: name: Gesellschaft für Didaktik der Mathematik
Year: 2023
Subjects: subject: Fächerverbindender Unterricht
subject: Synthesizer
subject: Objektaspekt
subject: Funktionales Denken
subject: (digitale) Lernumgebung
subject: Designprinzipien
subject: 510

description: Das Verständnis von verketteten und verknüpften Funktionen stellt für Lernende oft eine große Herausforderung dar. Das überrascht nicht, denn das Operieren mit Funktionen als Ganzes im Sinne des Objektaspekts (Vollrath, 2014) setzt ein fortgeschrittenes Verständnis des Funktionsbegriffs voraus. In diesem Artikel wird aufgezeigt, wie diese Operationen auf Funktionen hörbar gemacht werden können und durch auditive Erlebnisse die Entwicklung des Verständnisses um einen bisher wenig genutzten Zugang erweitert werden kann. Im Rahmen meiner Dissertation entwickle ich hierfür einen auf den Mathematikunterricht zugeschnittenen virtuellen Synthesizer, der einen explorativen Zugang zum Verketten und Verknüpfen von Funktionen mit direktem auditivem Feedback ermöglicht (siehe auch Regel 2020).
From B Modes to Quantum Gravity and Unification of Forces
Creators: name: Krauss, Lawrence M.
name: Wilczek, Frank
Publisher: name: arXiv
Year: 2014
Subjects: subject: General Relativity and Quantum Cosmology (gr-qc)
subject: High Energy Physics - Phenomenology (hep-ph)
subject: FOS: Physical sciences

description: It is commonly anticipated that gravity is subject to the standard principles of quantum mechanics. Yet some (including Einstein) have questioned that presumption, whose empirical basis is weak. Indeed, recently Freeman Dyson has emphasized that no conventional experiment is capable of detecting individual gravitons. However, as we describe, if inflation occurred, the Universe, by acting as an ideal graviton amplifier, affords such access. It produces a classical signal, in the form of macroscopic gravitational waves, in response to spontaneous (not induced) emission of gravitons. Thus recent BICEP2 observations of polarization in the cosmic microwave background will, if confirmed, provide empirical evidence for the quantization of gravity. Their details also support quantitative ideas concerning the unification of strong, electromagnetic, and weak forces, and of all these with gravity.
description: 4 pages, no figures. v2: minor typos corrected, reference added. v3: very minor typo corrected. Winning entry in Gravity Research Foundation essay competition
The 126 GeV Higgs boson mass and naturalness in (deflected) mirage mediation
Creators: name: Abe, Hiroyuki
name: Kawamura, Junichiro
Publisher: name: arXiv
Year: 2014
Subjects: subject: High Energy Physics - Phenomenology (hep-ph)
subject: High Energy Physics - Theory (hep-th)
subject: FOS: Physical sciences

description: We study the mass of the lightest CP-even Higgs boson in the deflected mirage mediation that is a quite general framework of the mediation of supersymmetry breaking, incorporating the case where all of the modulus-, the anomaly- and the gauge-mediated contributions to the soft supersymmetry breaking parameters become sizable. We evaluate the degree of tuning the so-called mu parameter required for realizing a correct electroweak symmetry breaking and study how to accomplish both the observed Higgs boson mass and the relaxed fine-tuning. We identify the parameter space favored from such a perspective and show the superparticle mass spectrum with some input parameters inside the indicated region. The results here would be useful when we aim to prove the communication between the visible and the hidden sectors in supergravity and superstring models based on the recent observations.
description: 28 pages, 19 figures; corrected the way of quoting the references in section 2, corrected many expressions (English writings), added information in tables
Lernvideos als kompetenzorientiertes, digitales Prüfungsformat in der Lehrer*innenausbildung
Creators: name: Söbbeke, Elke
name: Sprenger, Lara
Publisher: name: Gesellschaft für Didaktik der Mathematik
Year: 2023
Subjects: subject: Kompetenzoriente Prüfungen
subject: Digitalisierung
subject: Lernvideo
subject: Lehrkräfteausbildung
subject: Assessment
subject: alternative Prüfungsformate
subject: 510

description: Die Ausbildung angehender Lehrer*innen an Hochschulen orientiert sich an der Entwicklung grundlegender beruflicher Kompetenzen für Unterricht, Erziehung, Beurteilung, Diagnostik und Beratung sowie an den wissenschaftlichen Anforderungen der Fächer (vgl. etwa LABG NRW, 2009, 2022). Der Kompetenzerwerb der Studierenden vollzieht sich dabei auf mindestens drei Ebenen: dem Wissenserwerb, der Wissenstransformation und der Wissenserweiterung (Reis & Ruschin, 2007). Fachbezogene sowie fachdidaktische Inhalte werden als Wissensbasis angeeignet und müssen zueinander in Beziehung gesetzt, vernetzt und auf neue Sachverhalte übertragen werden. In Anwendungssituationen konstruieren oder analysieren die Studierenden praxisbezogene Materialien oder Situationen auf der Grundlage ihres erworbenen Wissens. Auf dieser Ebene erwerben sie die Fähigkeit ihr eigenes Wissen zu reflektieren und im fachlichen Diskurs systematisch zu erweitern. Um eine hohe Passung zwischen den Zielen von Lehrveranstaltungen und den Inhalten von Prüfungen zu gewährleisten, sollten demnach auch Prüfungssituationen kompetenzorientiert gestaltet sein. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass sie einen fachlichen Feldbezug aufweisen und genutztes Wissen sichtbar machen. Sie sollten problemorientiert sein und methodisch gesteuerte eigene Schritte sowie intentionales Handeln der Prüflinge in einem professionsbezogenen Feld gestatten (vgl. ebd.). Um aufgrund der Corona-Pandemie auch im Distanzmodus kompetenzorientierte Prüfungen zu ermöglichen, wurde im Studiengang Mathematik für das Lehramt an Grundschulen an der Bergischen Universität Wuppertal das digitale Prüfungsformat „Lernvideo“ als Teilprüfung (neben weiteren Prüfungselementen) eingesetzt.
Large J expansion in ABJM theory revisited
Creators: name: Dimov, H.
name: Mladenov, S.
name: Rashkov, R. C.
Publisher: name: arXiv
Year: 2014
Subjects: subject: High Energy Physics - Theory (hep-th)
subject: FOS: Physical sciences

description: Recently there has been progress in the computation of the anomalous dimensions of gauge theory operators at strong coupling by making use of AdS/CFT correspondence. On string theory side they are given by dispersion relations in the semiclassical regime. We revisit the problem of large charges expansion of the dispersion relations for simple semiclassical strings in $AdS_4\times\mathbb{CP}^3$ background. We present the calculation of the corresponding anomalous dimensions of the gauge theory operators to an arbitrary order using three different methods. Although the results of the three methods look different, power series expansions show their consistency.
description: 24 pages, 2 figures
Diagnose von Verstehensgrundlagen zu linearen funktionalen Zusammenhängen
Creators: name: Zindel, Carina
name: Khazaei, Nima
Publisher: name: Gesellschaft für Didaktik der Mathematik
Year: 2023
Subjects: subject: Funktionale Zusammenhänge
subject: Verstehensgrundlagen
subject: Diagnose
subject: lineare Funktionen
subject: Funktionales Denken
subject: (digitale) Lernumgebung
subject: Designprinzipien
subject: 510

description: Funktionale Zusammenhänge ziehen sich als eine der fundamentalen Ideen spiralcurricular durch die Jahrgangsstufen. Dabei bauen die Themen über die Jahre hinweg aufeinander auf, sodass unverstandene Aspekte des Funktionsbegriffs einer niedrigeren Jahrgangsstufe das weitere Lernen in einer höheren Jahrgangsstufe behindern könnten. Die inhaltlichen Vorstellungen einer niedrigeren Ebene innerhalb des Funktionsbegriffs, die zum Weiterlernen auf einer höheren Ebene benötigt werden, werden hier als Verstehensgrundlagen des Funktionsbegriffs bezeichnet (vgl. Prediger & Schink, 2014). Insbesondere infolge der Corona-Pandemie stellt sich die Frage, welche Verstehensgrundlagen des Funktionsbegriffs wichtig aufzuarbeiten wären und wie diagnostiziert werden kann, inwiefern die notwendigen Verstehensgrundlagen bereits vorhanden sind. Dies könnte es ermöglichen, fehlende Verstehensgrundlagen zu fördern, auch wenn der Unterricht bereits eine höhere Ebene des Funktionsbegriffs fokussiert. Im Folgenden werden zunächst im theoretischen Hintergrund relevante Verstehensgrundlagen des Funktionsbegriffs identifiziert. Im Anschluss wird ein Diagnosebaustein zum Diagnostizieren dieser Verstehensgrundlagen vorgestellt. Erste empirische Einblicke zeigen auf, wie unterschiedlich die rekonstruierten Ressourcen und Schwierigkeiten der Lernenden sind. Dies gibt Aufschluss darüber, an welchen Stellen eine diagnosegeleitete Förderung ansetzen könnte.
Two weight norm inequalities for the bilinear fractional integrals
Creators: name: Li, Kangwei
name: Sun, Wenchang
Publisher: name: arXiv
Year: 2013
Subjects: subject: Classical Analysis and ODEs (math.CA)
subject: FOS: Mathematics

description: In this paper, we give a characterization of the two weight strong and weak type norm inequalities for the bilinear fractional integrals. Namely, we give the characterization of the following inequalities, \[ \|\mathcal I_α(f_1σ_1, f_2σ_2)\|_{L^q(w)} \le \mathscr N \prod_{i=1}^2\|f_i\|_{L^{p_i}(σ_i)} \] and \[ \|\mathcal I_α(f_1σ_1, f_2σ_2)\|_{L^{q,\infty}(w)} \le \mathscr N_{\textup{weak}} \prod_{i=1}^2\|f_i\|_{L^{p_i}(σ_i)}, \] when $q\ge p_1, p_2>1$ and $p_1+p_2\ge p_1p_2$.
description: 16 pages
Wie nutzen Schüler*innen YouTube Mathematik Erklärvideos und welche Präferenzen haben sie?
Creators: name: Weckerle, Martin
Publisher: name: Gesellschaft für Didaktik der Mathematik
Year: 2023
Subjects: subject: Erklärvideos
subject: YouTube
subject: Gestaltungskriterien
subject: Schülerverhalten
subject: Sek II
subject: interdisziplinär
subject: Digitalisierung & Mathematik
subject: 510

description: Die Quantität von YouTube Tutorials nimmt ebenso zu wie auch deren Relevanz für das Lernen. Jedoch befindet sich die Erforschung dieses Phänomens noch in den Anfängen (Knaus & Valentin, 2017; Valentin 2018). In diesem Beitrag werden ausgewählte Ergebnisse einer Studie des Autors vorgestellt, die sich mit der Analyse des Nutzendenverhaltens von Mathematik YouTube Videos und den Präferenzen der Nutzer beschäftigt (Weckerle, in Vorb.).
Ein Unterrichtsmodul für Data Science und maschinelles Lernen mit Entscheidungsbäumen
Creators: name: Fleischer, Yannik
Publisher: name: Gesellschaft für Didaktik der Mathematik
Year: 2023
Subjects: subject: maschinelles Lernen
subject: Entscheidungsbäume
subject: Digitale Werkzeuge
subject: Datenexploration
subject: Data Science
subject: künstliche Intelligenz
subject: Statistik
subject: 510

description: „All models are wrong, but some are useful” (Box & Draper, 1987, S. 424). Dieser Aphorismus erinnert uns daran, dass selbst ausgefeilte datenbasierte Entscheidungsmodelle, sogenannte künstliche Intelligenz, an viele Stellen nützlich, aber auch begrenzt sind. Da wir tagtäglich mit solchen Entscheidungsmodellen in Kontakt treten ist es eine zentrale Kompetenz, diese kritisch zu beurteilen und ein Gespür dafür zu haben, welche Aufgaben mit ihnen angemessen gelöst werden können. Diese hohe Relevanz für Einzelne sowie die Gesellschaft erfordert eine verstärkte Behandlung von Data Science Inhalten auf Schulebene (Engel, 2017; Ridgway, 2016). Entscheidungsmodelle werden oft nicht explizit programmiert, sondern durch selbstlernende Algorithmen basierend auf Daten trainiert. Das sogenannte maschinelle Lernen (ML) liegt im Schnittbereich von Informatik und Mathematik, deren Anteile gleichermaßen elementar sind (Dhar, 2013). In neueren internationalen Rahmenlehrplänen für Statistik und Data Science wird ML anhand von Entscheidungsbäumen explizit ausfgenommen (Bargagliotti, 2020; IDSSP Curriculum team, 2019). Im Projekt Data Science und Big Data in der Schule (ProDaBi, www.prodabi.de) haben wir eine Unterrichtsmodul konzipiert, damit Schüler*innen ab Klasse 9 die ML-Methode der Entscheidungsbäume verstehen können und begründen, was an bestimmten Modellen falsch ist und warum sie nützlich sein könnten (oder auch nicht).
Single-Shot Quantum Process Tomography
Creators: name: Shukla, Abhishek
name: Mahesh, T. S.
Publisher: name: arXiv
Year: 2014
Subjects: subject: Quantum Physics (quant-ph)
subject: FOS: Physical sciences

description: The standard procedure for quantum process tomography (QPT) involves applying the quantum process on a system initialized in each of a complete set of orthonormal states. The corresponding outputs are then characterized by quantum state tomography (QST), which itself requires the measurement of non-commuting observables realized by independent experiments on identically prepared system states. Thus QPT procedure demands a number of independent measurements, and moreover, this number increases rapidly with the size of the system. However, the total number of independent measurements can be greatly reduced with the availability of ancilla qubits. Ancilla assisted process tomography (AAPT) has earlier been shown to require a single QST of system-ancilla space. Ancilla assisted quantum state tomography (AAQST) has also been shown to perform QST in a single measurement. Here we combine AAPT with AAQST to realize a `single-shot QPT' (SSPT), a procedure to characterize a general quantum process in a single collective measurement of a set of commuting observables. We demonstrate experimental SSPT by characterizing several single-qubit processes using a three-qubit NMR quantum register. Furthermore, using the SSPT procedure we experimentally characterize the twirling process and compare the results with theory.
description: 6 pages, 6 figures
Direct Bounds on Electroweak Scale Pseudo-Dirac Neutrinos from $\sqrt s=8$ TeV LHC Data
Creators: name: Das, Arindam
name: Dev, P. S. Bhupal
name: Okada, Nobuchika
Publisher: name: arXiv
Year: 2014
Subjects: subject: High Energy Physics - Phenomenology (hep-ph)
subject: High Energy Physics - Experiment (hep-ex)
subject: FOS: Physical sciences

description: Seesaw models with a small lepton number breaking can naturally accommodate electroweak-scale pseudo-Dirac neutrinos with a sizable mixing with the active neutrinos, while satisfying the light neutrino oscillation data. Due to the smallness of the lepton number breaking parameter, the 'smoking gun' collider signature of same-sign dileptons is suppressed, and the heavy neutrinos in these models would manifest at the LHC dominantly through lepton number conserving trilepton final states. Using the recent CMS results for anomalous production of multilepton events at $\sqrt{s}$=8 TeV LHC with an integrated luminosity of $19.5~{\rm fb}^{-1}$, we derive direct upper bounds on the light-heavy neutrino mixing parameter as a function of the heavy Dirac neutrino mass. These limits extend the collider sensitivity to higher heavy neutrino masses up to about 500 GeV. In the lower mass range, our limits are comparable to the existing indirect constraints derived from Higgs and electroweak precision data.
description: 12 pages, 4 figures; clarifications added and Figure 4 updated; version to appear in Phys. Lett. B
Experimental bath engineering for quantitative studies of quantum control
Creators: name: Soare, A.
name: Ball, H.
name: Hayes, D.
name: Zhen, X.
name: Jarratt, M. C.
name: Sastrawan, J.
name: Uys, H.
name: Biercuk, M. J.
Publisher: name: arXiv
Year: 2014
Subjects: subject: Quantum Physics (quant-ph)
subject: Atomic Physics (physics.atom-ph)
subject: FOS: Physical sciences

description: We develop and demonstrate a technique to engineer universal unitary baths in quantum systems. Using the correspondence between unitary decoherence due to ambient environmental noise and errors in a control system for quantum bits, we show how a wide variety of relevant classical error models may be realized through In-Phase/Quadrature modulation on a vector signal generator producing a resonant carrier signal. We demonstrate our approach through high-bandwidth modulation of the 12.6 GHz carrier appropriate for trapped $^{171}$Yb$^{+}$ ions. Experiments demonstrate the reduction of coherent lifetime in the system in the presence of an engineered bath, with the observed $T_{2}$ scaling as predicted by a quantitative model described herein. These techniques form the basis of a toolkit for quantitative tests of quantum control protocols, helping experimentalists characterize the performance of their quantum coherent systems.
description: Related manuscripts at http://www.physics.usyd.edu.au/~mbiercuk/Publications.html
Lehramtsbezogene Fachveranstaltungen aus Sicht von Fachdozierenden
Creators: name: Pustelnik, Kolja
Publisher: name: Gesellschaft für Didaktik der Mathematik
Year: 2023
Subjects: subject: Lehrerbildung (1., 2. und 3. Phase)
subject: interdisziplinär
subject: MINT & STEM-Education
subject: Hochschule
subject: 510

description: Die von Felix Klein formulierte doppelt Diskontinuität (Klein, 1924) stellt auch heute noch ein Herausforderung dar. Bezogen auf die zweite Diskontinuität stellt sich die Frage, wie fachliche Lehrveranstaltungen gestaltet werden können, sodass die zweite Diskontinuität abgebaut bzw. bewältigt werden kann. Dafür gibt es bereits einige Ansätze und Beispiele für Umsetzungen mit verschiedenen Ausgangspunkten. In vielen Fällen werden die Fachvorlesungen für die Lehramtsstudierenden jedoch durch Dozierende gehalten, die sich nicht explizit mit diesem Thema beschäftigt haben. Eine Interviewstudie gibt Einblicke, wie diese Dozierenden ihre Veranstaltungen gestalten, und, welchen Blick sie auf die Mathematik in der Schule haben.
Welche Themen werden in den Übungsaufgaben der Analysis I behandelt?
Creators: name: Wlassak, Felix
Publisher: name: Gesellschaft für Didaktik der Mathematik
Year: 2023
Subjects: subject: Übungsaufgaben
subject: Analysis
subject: Hochschule
subject: Themen
subject: Inhalte
subject: MINT & STEM-Education
subject: 510

description: Die Vorlesungen Analysis I bzw. Lineare Algebra I sind im Übergang Schule-Hochschule bei klassischem Aufbau des Studiums die ersten Vorlesungen, die Studierende des gymnasialen Lehramts Mathematik und Fachstudierende besuchen (Gildehaus et al., 2021). Die Inhalte dieser Vorlesungen gelten nicht nur als grundlegend für die sich anschließenden Vorlesungen im zweiten Semester, sondern auch für weiterführende Module wie Gewöhnliche Differentialgleichungen, Algebra, Wahrscheinlichkeitstheorie oder Numerik. Fraglich ist jedoch, welche Inhalte in den grundlegenden Vorlesungen wirklich thematisiert werden und inwieweit Studierende zur aktiven Auseinandersetzung mit diesen Inhalten angeregt werden. Während im schulischen Bereich über Lehrpläne und die Bildungsstandards zu behandelnde Inhalte konkretisiert werden, erfolgt eine administrative Steuerung von Vorlesungsinhalten der Studieneingangsphase über die Modulbeschreibungen der einzelnen Universitäten sowie Rahmen- bzw. Prüfungsordnungen der einzelnen Studiengänge (z.B. KMK, 2002; SMK, 2022). Da in den zentralen Dokumenten der Hochschulseite Inhalte nur sehr grob umrissen werden (z.B. für die Analysis „Funktionen“, „Differenzial- und Integralrechnung für eine und mehrere Variable“, vgl. SMK, 2022 §89) kann deren Einfluss auf die konkrete Ausgestaltung der Vorlesungen als eher gering eingeschätzt werden. Eine Beschreibung der Vorlesungsinhalte muss daher anhand von Dokumenten der einzelnen Vorlesungen erfolgen.
Planets on the Edge
Creators: name: Valsecchi, Francesca
name: Rasio, Frederic A.
Publisher: name: arXiv
Year: 2014
Subjects: subject: Earth and Planetary Astrophysics (astro-ph.EP)
subject: Solar and Stellar Astrophysics (astro-ph.SR)
subject: FOS: Physical sciences

description: Hot Jupiters formed through circularization of high-eccentricity orbits should be found at orbital separations $a$ exceeding $twice$ that of their Roche limit $a_{\rm R}$. Nevertheless, about a dozen giant planets have now been found well within this limit ($a_{\rm R}
description: 6 pages, 3 figures, 2 tables, accepted by ApJL. The reference list and Table 2 have been updated