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  • 1837
  • 1812
  • Atomic, Molecular and Optical Physics  (82)
  • ddc:510  (56)
Materialart
Erscheinungszeitraum
  • 2010-2014  (24)
  • 2005-2009  (32)
  • 2000-2004
  • 1985-1989
  • 1980-1984
  • +
Jahr
Sprache
  • 1
    Publikationsdatum: 2020-12-11
    Beschreibung: Convexity is an important property in nonlinear optimization since it allows to apply efficient local methods for finding global solutions. We propose to apply symbolic methods to prove or disprove convexity of rational functions over a polyhedral domain. Our algorithms reduce convexity questions to real quantifier elimination problems. Our methods are implemented and publicly available in the open source computer algebra system REDUCE. Our long term goal is to integrate REDUCE as a workhorse'' for symbolic computations into a numerical solver.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
    Format: application/postscript
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  • 2
    Publikationsdatum: 2016-06-30
    Beschreibung: Applications which need exclusive access to a shared resource in distributed systems require a fault-tolerant and scalable mechanism to coordinate this exclusive access. Examples of such applications include distributed file systems and master/slave data replication. We present Flease, an algorithm for decentralized and fault-tolerant lease coordination in distributed systems. Our algorithm allows the processes competing for a resource to coordinate exclusive access through leases among themselves without a central component. The resulting system easily scales with an increasing number of nodes and resources. We prove that Flease ensures exclusive access, i.e. guarantees that there is at most one valid lease at any time.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
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  • 3
    Publikationsdatum: 2020-08-05
    Beschreibung: We propose an efficient column generation method to minimize the probability of delay propagations along aircraft rotations. In this way, delay resistant schedules can be constructed. Computational results for large-scale real-world problems demonstrate substantial punctuality improvements. The method can be generalized to crew and integrated scheduling problems.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
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  • 4
    Publikationsdatum: 2022-01-07
    Beschreibung: In optimal control problems with nonlinear time-dependent 3D PDEs, full 4D discretizations are usually prohibitive due to the storage requirement. For this reason gradient and quasi-Newton methods working on the reduced functional are often employed. The computation of the reduced gradient requires one solve of the state equation forward in time, and one backward solve of the adjoint equation. The state enters into the adjoint equation, again requiring the storage of a full 4D data set. We propose a lossy compression algorithm using an inexact but cheap predictor for the state data, with additional entropy coding of prediction errors. As the data is used inside a discretized, iterative algorithm, lossy coding maintaining an error bound is sufficient.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
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  • 5
    Publikationsdatum: 2020-03-11
    Beschreibung: Bovine fertility is the subject of extensive research in animal sciences, especially because fertility of dairy cows has declined during the last decades. The regulation of estrus is controlled by the complex interplay of various organs and hormones. Mathematical modeling of the bovine estrous cycle could help in understanding the dynamics of this complex biological system. In this paper we present a mathematical model of the bovine estrous cycle that includes the processes of follicle and corpus luteum development and the key hormones that interact to control these processes. Focus in this paper is on development of the model, but also some simulation results are presented, showing that a set of equations and parameters is obtained that describes the system consistent with empirical knowledge. Even though the majority of the mechanisms that are included are only known qualitatively as stimulatory or inhibitory effects, the model surprisingly well features quantitative observations made in reality. This model of the bovine estrous cycle could be used as a basis for more elaborate models with the ability to study effects of external manipulations and genetic differences.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
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  • 6
    Publikationsdatum: 2022-03-14
    Beschreibung: Learning during search allows solvers for discrete optimization problems to remember parts of the search that they have already performed and avoid revisiting redundant parts. Learning approaches pioneered by the SAT and CP communities have been successfully incorporated into the SCIP constraint integer programming platform. In this paper we show that performing a heuristic constraint programming search during root node processing of a binary program can rapidly learn useful nogoods, bound changes, primal solutions, and branching statistics that improve the remaining IP search.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
    Format: application/postscript
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  • 7
    Publikationsdatum: 2020-08-05
    Beschreibung: We propose a novel integer programming approach to transfer minimization for line planning problems in public transit. The idea is to incorporate penalties for transfers that are induced by “connection capacities” into the construction of the passenger paths. We show that such penalties can be dealt with by a combination of shortest and constrained shortest path algorithms such that the pricing problem for passenger paths can be solved efficiently. Connection capacity penalties (under)estimate the true transfer times. This error is, however, not a problem in practice. We show in a computational comparison with two standard models on a real-world scenario that our approach can be used to minimize passenger travel and transfer times for large-scale line planning problems with accurate results.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
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  • 8
    Publikationsdatum: 2016-06-09
    Beschreibung: The aim of this paper is to devise an adaptive timestep control in the contact--stabilized Newmark method (CONTACX) for dynamical contact problems between two viscoelastic bodies in the framework of Signorini's condition. In order to construct a comparative scheme of higher order accuracy, we extend extrapolation techniques. This approach demands a subtle theoretical investigation of an asymptotic error expansion of the contact--stabilized Newmark scheme. On the basis of theoretical insight and numerical observations, we suggest an error estimator and a timestep selection which also cover the presence of contact. Finally, we give a numerical example.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
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  • 9
    Publikationsdatum: 2020-08-05
    Beschreibung: Railway scheduling is based on the principle of the construction of a conflict-free timetable. This leads to a strict definition of capacity: in contrast with road transportation, it can be said in advance whether a given railway infrastructure can accommodate - at least in theory - a certain set of train requests. Consequently, auctions for railway capacity are modeled as auctions of discrete goods -- the train slots. We present estimates for the efficiency gain that may be generated by slot auctioning in comparison with list price allocation. We introduce a new class of allocation and auction problems, the feasible assignment problem, that is a proper generalization of the well-known combinatorial auction problem. The feasible assignment class was designed to cover the needs for an auction mechanism for railway slot auctions, but is of interest in its own right. As a practical instance to state and solve the railway slot allocation problem, we present an integer programming formulation, briefly the ACP, which turns out to be an instance of the feasible assignment problem and whose dual problem yields prices that can be applied to define a useful activity rule for the linearized version of the Ausubel Milgrom Proxy auction. We perform a simulation aiming to measure the impact on efficiency and convergence rate.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
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  • 10
    Publikationsdatum: 2022-01-07
    Beschreibung: This paper presents concepts and implementation of the finite element toolbox Kaskade 7, a flexible C++ code for solving elliptic and parabolic PDE systems. Issues such as problem formulation, assembly and adaptivity are discussed at the example of optimal control problems. Trajectory compression for parabolic optimization problems is considered as a case study.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
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  • 11
    Publikationsdatum: 2020-08-05
    Beschreibung: In this paper a bottom-up approach of automatic simplification of a railway network is presented. Starting from a very detailed, microscopic level, as it is used in railway simulation, the network is transformed by an algorithm to a less detailed level (macroscopic network), that is sufficient for long-term planning and optimization. In addition running and headway times are rounded to a pre-chosen time discretization by a special cumulative method, which we will present and analyse in this paper. After the transformation we fill the network with given train requests to compute an optimal slot allocation. Then the optimized schedule is re-transformed into the microscopic level and can be simulated without any conflicts occuring between the slots. The algorithm is used to transform the network of the very dense Simplon corridor between Swiss and Italy. With our aggregation it is possible for the first time to generate a profit maximal and conflict free timetable for the corridor across a day by a simultaneously optimization run.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
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  • 12
    facet.materialart.
    Unbekannt
    Publikationsdatum: 2020-12-11
    Beschreibung: In solving large polynomial algebraic systems that are too big for standard Gröbner basis techniques one way to make progress is to introduce case distinctions. This divide and conquer technique can be beneficial if the algorithms and computer programs know how to take advantage of inequalities. A further hurdle is the form of the resulting general solutions which often have unnecessarily many branches. In this paper we discuss a procedure to merge solutions by dropping inequalities which are associated with them and, if necessary, by re-parametrizing solutions. In the appendix the usefulness of the procedure is demonstrated in the classification of quadratic Hamiltonians with a Lie-Poisson bracket $e(3)$. This application required the solution of algebraic systems with over 200 unknowns, 450 equations and between 5000 and 9000 terms.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
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  • 13
    facet.materialart.
    Unbekannt
    Publikationsdatum: 2020-12-11
    Beschreibung: In the paper arguments are given why the concept of static evaluation (SE) has the potential to be a useful extension to Monte Carlo tree search. A new concept of modeling SE through a dynamical system is introduced and strengths and weaknesses are discussed. The general suitability of this approach is demonstrated. A Remark: Among users of the Internet Go server KGS the abbreviation SE is used for 'Score Estimator'. Although different from 'Static Evaluation' a score estimator is easily obtained from static evaluation by adding up probabilities of chains to be alive at the end of the game or points to be owned by White or Black
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
    Format: application/postscript
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  • 14
    Publikationsdatum: 2020-12-11
    Beschreibung: Linear Poisson brackets on e(3) typical of rigid body dynamics are considered. All quadratic Hamiltonians of Kowalevski type having additional first integral of fourth degree are found. Quantum analogs of these Hamiltonians are listed.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
    Format: application/postscript
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  • 15
    Publikationsdatum: 2020-12-11
    Beschreibung: A classification problem is proposed for supersymmetric %scaling\/-\/in\-va\-ri\-ant evolutionary PDE that satisfy the assumptions of nonlinearity, nondegeneracy, and homogeneity. Four classes of nonlinear coupled boson\/-\/fermion systems are discovered under the weighting assumption $|f|=|b|=|D_t|=\oh$. The syntax of the \Reduce\ package \SsTools, which was used for intermediate computations, and the applicability of its procedures to the calculus of super\/-\/PDE are described.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
    Format: application/postscript
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  • 16
    Publikationsdatum: 2020-12-11
    Beschreibung: We consider the problem of constructing Gardner's deformations for the $N{=}2$ supersymmetric $a{=}4$--\/Korteweg\/--\/de Vries equation; such deformations yield recurrence relations between the super\/-\/Hamiltonians of the hierarchy. We prove the non\/-\/existence %P.~Mathieu's Open problem on constructing for of supersymmetry\/-\/invariant %Gardner's deformations that %solutions, retract to Gardner's formulas for the KdV equation %whenever it is assumed that, under the %respective component reduction. % in the $N{=}2$ super\/-\/field. the solutions . At the same time, we propose a two\/-\/step scheme for the recursive production of the integrals of motion for the $N{=}2$,\ $a{=}4$--\/SKdV. First, we find a new Gardner's deformation of the Kaup\/--\/Boussinesq equation, which is contained in the bosonic limit of the super\/-\/%$N{=}2$,\ $a{=}4$--\/SKdV hierarchy. This yields the recurrence relation between the Hamiltonians of the limit, whence we determine the bosonic super\/- /Hamiltonians of the full $N{=}2$, $a{=}4$--\/SKdV hierarchy.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
    Format: application/postscript
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  • 17
    Publikationsdatum: 2020-08-05
    Beschreibung: We provide an introduction into the mathematics of and with paths. Not on the shortest, but hopefully on an entertaining path!
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
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  • 18
    Publikationsdatum: 2020-08-05
    Beschreibung: Wir stellen in dieser Arbeit ein mathematisches Optimierungsmodell zur Bestimmung eines optimalen Linienplans vor, das sowohl die Fahrzeiten und die Anzahl der Umstiege berücksichtigt als auch die Kosten des Liniennetzes. Dieses Modell deckt wichtige praktische Anforderungen ab, die in einem gemeinsamen Projekt mit den Verkehrsbetrieben in Potsdam (ViP) formuliert wurden. In diesem Projekt wurde der Linienplan 2010 für Potsdam entwickelt. Unsere Berechnungen zeigen, dass die mathematische Optimierung in nichts einer "Handplanung" des Liniennetzes nachsteht. Im Gegenteil, mit Hilfe des Optimierungsprogramms ist es möglich, durch Veränderung der Parameter mehrere verschiedene Szenarien zu berechnen, miteinander zu vergleichen und Aussagen über minimale Kosten und Fahrzeiten zu machen.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Deutsch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
    Format: application/postscript
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  • 19
    facet.materialart.
    Unbekannt
    Publikationsdatum: 2020-12-11
    Beschreibung: The paper gathers evidence showing different dimensions of the game of Go: the continuous and discrete nature of the game and different types of relations between state variables happening on ultra local, local, regional, and global scales. Based on these observations a new continuous local model for describing a board position is introduced. This includes the identification of the basic variables describing a board position and the formulation and solution of a dynamical system for their computation. To be usable as a static evaluation function for a game playing program at least group-wide (regional)aspects will have to be incorporated.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
    Format: application/postscript
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  • 20
    Publikationsdatum: 2020-08-05
    Beschreibung: The track allocation problem, also known as train routing problem or train timetabling problem, is to find a conflict-free set of train routes of maximum value in a railway network. Although it can be modeled as a standard path packing problem, instances of sizes relevant for real-world railway applications could not be solved up to now. We propose a rapid branching column generation approach that integrates the solution of the LP relaxation of a path coupling formulation of the problem with a special rounding heuristic. The approach is based on and exploits special properties of the bundle method for the approximate solution of convex piecewise linear functions. Computational results for difficult instances of the benchmark library TTPLIB are reported.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
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  • 21
    Publikationsdatum: 2020-08-05
    Beschreibung: This paper presents a case study on a railway timetable optimization for the very dense Simplon corridor, a major railway connection in the Alps between Switzerland and Italy. Starting from a detailed microscopic network as it is used in railway simulation, the data is transformed by an automatic procedure to a less detailed macroscopic network, that is sufficient for the purpose of capacity planning and amenable to state-of-the-art integer programming optimization methods. In this way, the macroscopic railway network is saturated with trains. Finally, the corresponding timetable is re-transformed to the microscopic level in such a way that it can be operated without any conflicts among the slots. Using this integer programming based micro-macro aggregation-disaggregation approach, it becomes for the first time possible to generate a profit maximal and conflict free timetable for the complete Simplon corridor over an entire day by a simultaneous optimization of all trains requests. This also allows to to undertake a sensitivity analysis of various problem parameters.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
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  • 22
    Publikationsdatum: 2016-06-09
    Beschreibung: The thesis presents the analysis of a reduced model for modulation of internal gravity waves by deep convective clouds. The starting point for the derivation are conservation laws for mass, momentum and energy coupled with a bulk micro-physics model describing the evolution of mixing ratios of water vapor, cloud water and rain water. A reduced model for the identified scales of the regime is derived, using multi-scale asymptotics. The closure of the model employs conditional averaging over the horizontal scale of the convective clouds. The resulting reduced model is an extension of the anelastic equations, linearized around a constant background state, which are well-known from meteorology. The closure of the model is achieved purely by analytical means and involves no additional physically motivated assumptions. The essential new parameter arising from the coupling to a micro-physics model is the area fraction of saturated regions on the horizontal scale of the convective clouds. It turns out that this parameter is constant on the employed short timescale. Hence the clouds constitute a constant background, modulating the characteristics of propagation of internal waves. The model is then investigated by analytical as well as numerical means. Important results are, among others, that in the model moisture (i) inhibits propagation of internal waves by reducing the modulus of the group velocity, (ii) reduces the angle between the propagation direction of a wave-packet and the horizontal, (iii) causes critical layers and (iv) introduces a maximum horizontal wavelength beyond which waves are no longer propagating but become evanescent. The investigated examples of orographically generated gravity waves also feature a significant reduction of vertical momentum flux by moisture. The model is extended by assuming systematically small under-saturation, that is saturation at leading order. The closure is similar to the original case but requires additional assumptions. The saturated area fraction in the obtained model is no longer constant but now depends nonlinearly on vertical displacement and thus on vertical velocity.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: doctoralthesis , doc-type:doctoralThesis
    Format: application/pdf
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  • 23
    Publikationsdatum: 2022-03-14
    Beschreibung: We propose a hybrid approach for solving the resource-constrained project scheduling problem which is an extremely hard to solve combinatorial optimization problem of practical relevance. Jobs have to be scheduled on (renewable) resources subject to precedence constraints such that the resource capacities are never exceeded and the latest completion time of all jobs is minimized. The problem has challenged researchers from different communities, such as integer programming (IP), constraint programming (CP), and satisfiability testing (SAT). Still, there are instances with 60 jobs which have not been solved for many years. The currently best known approach, lazyFD, is a hybrid between CP and SAT techniques. In this paper we propose an even stronger hybridization by integrating all the three areas, IP, CP, and SAT, into a single branch-and-bound scheme. We show that lower bounds from the linear relaxation of the IP formulation and conflict analysis are key ingredients for pruning the search tree. First computational experiments show very promising results. For five instances of the well-known PSPLIB we report an improvement of lower bounds. Our implementation is generic, thus it can be potentially applied to similar problems as well.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
    Format: application/postscript
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  • 24
    Publikationsdatum: 2023-11-03
    Beschreibung: In contrast to the well known meshbased methods like the finite element method, meshfree methods do not rely on a mesh. However besides their great applicability, meshfree methods are rather time consuming. Thus, it seems favorable to combine both methods, by using meshfree methods only in a small part of the domain, where a mesh is disadvantageous, and a meshbased method for the rest of the domain. We motivate, that this coupling between the two simulation techniques can be considered as saddle point problem and show the stability of this coupling. Thereby a novel transfer operator is introduced, which interacts in the transition zone, where both methods coexist.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
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  • 25
    Publikationsdatum: 2019-01-29
    Beschreibung: We consider an optimal control problem from hyperthermia treatment planning and its barrier regularization. We derive basic results, which lay the groundwork for the computation of optimal solutions via an interior point path-following method. Further, we report on a numerical implementation of such a method and its performance at an example problem.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
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  • 26
    Publikationsdatum: 2016-06-09
    Beschreibung: Optical technologies are ubiquitously used in hi-tech devices. As a common feature of such devices one finds structures with dimensions in the order of the wavelength of the used light. To design and produce such devices, the wave nature of light must be taken into account. Accordingly, robust simulation tools are required which are based on rigorously solving Maxwell's equations, the governing equations of light propagation within macroscopic media. This thesis contributes to the modeling and the numerical computation of light scattering problems: Light scattering problems are typically posed on the entire space. The Perfectly-Matched -Layer method (PML) is widely used to restrict the simulation problem onto a bounded computational domain. We propose an adaptive PML method which exhibits a good convergence even for critical problems where standard PML implementations fail. Besides the computation of the near field, that is the electromagnetic field within the computational domain, it is of major interest to evaluate the electromagnetic field in the exterior domain and to compute the far field. So far, this was numerically only possible for simple geometries such as homogeneous exterior domains or layered media. To deal with more complicated devices, for example with waveguide inhomogeneities, we develop an evaluation formula based on the PML solution which allows for an exterior domain field evaluation in a half space above the device. Finally, we generalize the PML method to problems with multiply structured exterior domains. The term “multiply structured exterior domain” is defined in this thesis and means that the exterior domain exhibits several half-infinite structures. Mathematically, this gives rise to various complications. For example, no analytical solutions to Maxwell's equations for standard light sources are available in the exterior domain, which are needed to describe the incoming field in a light scattering problem. To tackle this we propose a new light scattering problem formulation which fits well into the PML method framework and which may be regarded as an extension of classical contributions by Sommerfeld, Wiener and Hopf. An exterior domain evaluation formula for multiply structured exterior domains with an extended illumination is derived as well.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: doctoralthesis , doc-type:doctoralThesis
    Format: application/pdf
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  • 27
    Publikationsdatum: 2020-08-05
    Beschreibung: We introduce the coolest path problem, which is a mixture of two well-known problems from distinct mathematical fields. One of them is the shortest path problem from combinatorial optimization. The other is the heat conduction problem from the field of partial differential equations. Together, they make up a control problem, where some geometrical object traverses a digraph in an optimal way, with constraints on intermediate or the final state. We discuss some properties of the problem and present numerical solution techniques. We demonstrate that the problem can be formulated as a linear mixed-integer program. Numerical solutions can thus be achieved within one hour for instances with up to 70 nodes in the graph.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
    Format: application/zip
    Bibliothek Standort Signatur Band/Heft/Jahr Verfügbarkeit
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  • 28
    Publikationsdatum: 2021-08-05
    Beschreibung: Given a general mixed integer program (MIP), we automatically detect block structures in the constraint matrix together with the coupling by capacity constraints arising from multi-commodity-flow formulations. We identify the underlying graph and generate cutting planes based on cuts in the detected network. Our implementation adds a separator to the branch-and-cut libraries of SCIP and CPLEX. We make use of the complemented mixed integer rounding framework (cMIR) but provide a special purpose aggregation heuristic that exploits the network structure. Our separation scheme speeds-up the computation for a large set of MIPs coming from network design problems by a factor of two on average.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
    Format: application/postscript
    Bibliothek Standort Signatur Band/Heft/Jahr Verfügbarkeit
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  • 29
    Publikationsdatum: 2022-03-14
    Beschreibung: Pseudo-Boolean problems lie on the border between satisfiability problems, constraint programming, and integer programming. In particular, nonlinear constraints in pseudo-Boolean optimization can be handled by methods arising in these different fields: One can either linearize them and work on a linear programming relaxation or one can treat them directly by propagation. In this paper, we investigate the individual strengths of these approaches and compare their computational performance. Furthermore, we integrate these techniques into a branch-and-cut-and-propagate framework, resulting in an efficient nonlinear pseudo-Boolean solver.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
    Format: application/postscript
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  • 30
    Publikationsdatum: 2020-08-05
    Beschreibung: Every day, millions of people are transported by buses, trains, and airplanes in Germany. Public transit (PT) is of major importance for the quality of life of individuals as well as the productivity of entire regions. Quality and efficiency of PT systems depend on the political framework (state-run, market oriented) and the suitability of the infrastructure (railway tracks, airport locations), the existing level of service (timetable, flight schedule), the use of adequate technologies (information, control, and booking systems), and the best possible deployment of equipment and resources (energy, vehicles, crews). The decision, planning, and optimization problems arising in this context are often gigantic and “scream” for mathematical support because of their complexity. This article sketches the state and the relevance of mathematics in planning and operating public transit, describes today’s challenges, and suggests a number of innovative actions. The current contribution of mathematics to public transit is — depending on the transportation mode — of varying depth. Air traffic is already well supported by mathematics. Bus traffic made significant advances in recent years, while rail traffic still bears significant opportunities for improvements. In all areas of public transit, the existing potentials are far from being exhausted. For some PT problems, such as vehicle and crew scheduling in bus and air traffic, excellent mathematical tools are not only available, but used in many places. In other areas, such as rolling stock rostering in rail traffic, the performance of the existing mathematical algorithms is not yet sufficient. Some topics are essentially untouched from a mathematical point of view; e.g., there are (except for air traffic) no network design or fare planning models of practical relevance. PT infrastructure construction is essentially devoid of mathematics, even though enormous capital investments are made in this area. These problems lead to questions that can only be tackled by engineers, economists, politicians, and mathematicians in a joint effort. Among other things, the authors propose to investigate two specific topics, which can be addressed at short notice, are of fundamental importance not only for the area of traffic planning, should lead to a significant improvement in the collaboration of all involved parties, and, if successful, will be of real value for companies and customers: • discrete optimal control: real-time re-planning of traffic systems in case of disruptions, • model integration: service design in bus and rail traffic. Work on these topics in interdisciplinary research projects could be funded by the German ministry of research and education (BMBF), the German ministry of economics (BMWi), or the German science foundation (DFG).
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
    Format: application/postscript
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  • 31
    Publikationsdatum: 2020-08-05
    Beschreibung: The steel mill slab design problem from the CSPLib is a binpacking problem that is motivated by an application of the steel industry and that has been widely studied in the constraint programming community. Recently, several people proposed new models and methods to solve this problem. A steel mill slab library was created which contains 380 instances. A closely related binpacking problem called multiple knapsack problem with color constraints, originated from the same industrial problem, were discussed in the integer programming community. In particular, a simple integer programming for this problem has been given by Forrest et al. [3]. The aim of this paper is to bring these different studies together. Moreover, we adopt the model of [3] for the steel mill slab problem. Using a state of the art integer program solver, this model is capable to solve all instances of the steel mill slab library, mostly in less than one second, to optimality. We improved, thereby, the solution value of 76 instances.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
    Format: application/postscript
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  • 32
    Publikationsdatum: 2020-08-05
    Beschreibung: Nowadays most data networks use shortest path protocols such as OSPF or IS-IS to route traffic. Given administrative routing lengths for the links of a network, all data packets are sent along shortest paths with respect to these lengths from their source to their destination. One of the most fundamental problems in planning shortest path networks is to decide whether a given set of routing paths forms a valid routing and, if this is not the case, to find a small subset of the given paths that cannot be shortest paths simultaneously for any routing lengths. In this paper we show that it is NP-hard to approximate the size of the smallest shortest path conflict by a factor less than 7/6.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
    Format: application/postscript
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  • 33
    Publikationsdatum: 2020-08-05
    Beschreibung: The Vehicle Positioning Problem (VPP) consists of the assignment of vehicles (buses, trams or trains) of a public transport or railway company to parking positions in a depot and to timetabled trips. Such companies have many different types of vehicles, and each trip can be performed only by vehicles of some of these types. These assignments are non-trivial due to the topology of depots. The parking positions are organized in tracks, which work as one- or two-sided stacks or queues. If a required type of vehicle is not available in the front of any track, shunting movements must be performed in order to change vehicles' positions, which is undesirable and should be avoided. In this text we present integer linear and non-linear programming formulations for some versions of the problem and compare them from a theoretical and a computational point of view.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
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    Format: application/postscript
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  • 34
    Publikationsdatum: 2020-03-11
    Beschreibung: The understanding of geometric structures and dynamical properties of molecular conformations gives insight into molecular long-term behavior. The identification of metastable conformations together with their life times and transition patterns is the intention of conformation dynamics. Conformation dynamics is a multi-scale approach that leads to a reduced description of the dynamical system in terms of a stochastic transition probability matrix. The present thesis deals with the error analysis of computed matrices and the resulting matrix functions. Since conformational membership vectors, as they are computed by the Robust Perron Cluster Analysis (PCCA+), form an invariant subspace of the transition matrix, subspace-based error estimators are of particular interest. The decomposition of the state space into basis functions and the approximation of integrals by Monte-Carlo quadrature give rise to row-wise correlated random matrices, for which stochastic norms are computed. Together with an appropriate statistical model for the distribution of matrix rows, this allows for the calculation of error bounds and error distributions of the invariant subspace and other variables of interest. Equilibration of errors among the basis functions can be achieved by enhanced sampling in regions where the trajectories are mixing slowly. Hierarchical refinement of such basis functions systematically improves the clustering into metastable conformations by reducing the error in the corresponding invariant subspace. These techniques allow for an evaluation of simulation results and pave the way for the analysis of larger molecules. Moreover, the extension of PCCA+ to non-reversible Markov chains, verified by the corresponding perturbation theory, and the modification of the objective function for the case of soft membership vectors represent a further generalization of the clustering method, thus continuing the development from PCCA over PCCA+ to PCCA++. The methods developed in this thesis are useful for but not limited to conformation dynamics. In fact, they are applicable to a broader class of problems which combine domain decomposition with Monte-Carlo quadrature. Possible application areas may include the chemical master equation or quantum dynamical systems.
    Beschreibung: Das Verständnis von geometrischen Strukturen und dynamischen Eigenschaften molekularer Konformationen ist essentiell für die Vorhersage des Langzeitverhaltens von Molekülen. Die Identifikation metastabiler Konformationen sowie die Bestimmung von Übergangswahrscheinlichkeiten und Haltezeiten sind Bestandteil der Konformationdynamik. Dabei handelt es sich um eine Mehrskalenmethode, die auf eine reduzierte Beschreibung des Systems mittels einer stochastischen Übergangsmatrix führt. In der vorliegenden Dissertation wurde untersucht, wie man die Genauigkeit der Matrizen sowie der daraus berechneten Größen quantifizieren kann. Im Mittelpunkt stehen dabei Fehlerschätzer für den invarianten Unterraum, da die rechten Eigenvektoren als Grundlage der Robusten Perron Cluster Analyse (PCCA+) zur Identifizierung der metastabilen Konformationen dienen. Die Zerlegung des Zustandsraumes in Basisfunktionen sowie die Approximation der Matrixeinträge mittels Monte-Carlo-Quadratur führen zu zeilenweise korrelierten Zufallsmatrizen. Mit Hilfe einer stochastischen Norm sowie einem geeigneten statistischen Modell für die Verteilung der Matrixzeilen können u.a. Fehlerschranken und -verteilungen für den invarianten Unterraum brechnet werden. Eine Equilibrierung des Fehlers zwischen den Basisfunktionen kann durch erweitertes Sampling in solchen Regionen erreicht werden, in denen die Trajektorien nur langsam mischen.Eine hierarchische Zerlegung dieser Basisfunktionen verbessert systematisch die Zerlegung in metastabile Konformationen, indem sie den Fehler im invarianten Unterraum reduziert. Diese Techniken gestatten eine Evaluierung der Simulationsergebnisse und ebnen den Weg zur Behandlung komplexerer Moleküle. Desweiteren wurden Verallgemeinerungen der PCCA+ untersucht. Die Erweiterung der PCCA+ auf nicht-reversible Markov-Ketten sowie die Modifizierung der Zielfunktion für den Fall der weichen Clusterung setzen die Entwicklung von der PCCA über PCCA+ zu PCCA++ fort. Somit können neue Anwendungsfelder für dieses Cluster-Verfahren erschlossen werden. Die Methoden wurden zwar in Rahmen der Konformationsdynamik entwickelt, jedoch lassen sie sich auf eine weite Problemklasse anwenden, in der Gebietszerlegungsverfahren mit Monte-Carlo-Quadratur kombiniert werden. Mögliche Anwendungsgebiete umfassen die chemische Master-Gleichung oder quantenchemische Systeme.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: doctoralthesis , doc-type:doctoralThesis
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  • 35
    Publikationsdatum: 2020-08-05
    Beschreibung: The Vehicle Positioning Problem (VPP) is a classical combinatorial optimization problem in public transport planning. A number of models and approaches have been suggested in the literature, which work for small problems, but not for large ones. We propose in this article a novel set partitioning model and an associated column generation solution approach for the VPP. The model provides a tight linear description of the problem. The pricing problem, and hence the LP relaxation itself, can be solved in polynomial resp. pseudo-polynomial time for some versions of the problems.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
    Format: application/postscript
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  • 36
    Publikationsdatum: 2020-08-05
    Beschreibung: Since the initial application of mathematical optimisation methods to mine planning in 1965, the Lerchs-Grossmann algorithm for computing the ultimate pit limit, operations researchers have worked on a variety of challenging problems in the area of open pit mining. This thesis focuses on the open pit mining production scheduling problem: Given the discretisation of an orebody as a block model, determine the sequence in which the blocks should be removed from the pit, over the lifespan of the mine, such that the net present value of the mining operation is maximised. In practise, when some material has been removed from the pit, it must be processed further in order to extract the valuable elements contained therein. If the concentration of valuable elements is not sufficiently high, the material is discarded as waste or stockpiled. Realistically-sized block models can contain hundreds of thousands of blocks. A common approach to render these problem instances computationally tractable is the aggregation of blocks to larger scheduling units. The thrust of this thesis is the investigation of a new mixed-integer programming formulation for the open pit mining production scheduling problem, which allows for processing decisions to be made at block level, while the actual mining schedule is still computed at aggregate level. A drawback of this model in its full form is the large number of additional variables needed to model the processing decisions. One main result of this thesis shows how these processing variables can be aggregated efficiently to reduce the problem size significantly, while practically incurring no loss in net present value. The second focus is on the application of lagrangean relaxation to the resource constraints. Using a result of Möhring et al. (2003) for project scheduling, the lagrangean relaxation can be solved efficiently via minimum cut computations in a weighted digraph. Experiments with a bundle algorithm implementation by Helmberg showed how the lagrangean dual can be solved within a small fraction of the time required by standard linear programming algorithms, while yielding practically the same dual bound. Finally, several problem-specific heuristics are presented together with computational results: two greedy sub-MIP start heuristics and a large neighbourhood search heuristic. A combination of a lagrangean-based start heuristic followed by a large neighbourhood search proved to be effective in generating solutions with objective values within a 0.05% gap of the optimum.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: masterthesis , doc-type:masterThesis
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  • 37
    Publikationsdatum: 2019-01-29
    Beschreibung: In dieser Arbeit wird ein neuer Ansatz zur Modellierung von thermal signifikanten Gefäßsträngen im Hyperthermie-Kontext betrachtet. Ausgehend von einer Konvektions-Diffusions-Gleichung wird durch Reskalierung des Massenflussterms eine Reduktion des Adergebietes auf eine 1D-Struktur erreicht. Nach numerischen Vorbetrachtungen wird die Grenzgleichung innerhalb einer verallgemeinerten Sobolev-Algebra formuliert. Die Untersuchung der Lösungsfamilie in klassischen Funktionenräumen zeigt, dass deren schwacher Grenzwert die Lösung der korrespondierenden Diffusions-Gleichung ist. Die Diskretisierung einer formalen Grenzgleichung mit Linienstromanteil stellt jedoch eine gute Approximation an die Diskretisierung des ursprünglichen Problems dar, wenn man die lokale Maschenweite an die Gefäßradien koppelt und bei erhöhtem Genauigkeitsbedarf auf ein vollständiges 3D-Modell umschaltet.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Deutsch
    Materialart: masterthesis , doc-type:masterThesis
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  • 38
    Publikationsdatum: 2022-03-14
    Beschreibung: We present Undercover, a primal heuristic for mixed-integer nonlinear programming (MINLP). The heuristic constructs a mixed-integer linear subproblem (sub-MIP) of a given MINLP by fixing a subset of the variables. We solve a set covering problem to identify a minimal set of variables which need to be fixed in order to linearise each constraint. Subsequently, these variables are fixed to approximate values, e.g. obtained from a linear outer approximation. The resulting sub-MIP is solved by a mixed-integer linear programming solver. Each feasible solution of the sub-MIP corresponds to a feasible solution of the original problem. Although general in nature, the heuristic seems most promising for mixed-integer quadratically constrained programmes (MIQCPs). We present computational results on a general test set of MIQCPs selected from the MINLPLib.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
    Format: application/pdf
    Format: application/postscript
    Format: application/postscript
    Format: application/pdf
    Format: application/postscript
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  • 39
    Publikationsdatum: 2020-08-05
    Beschreibung: We consider a system with Poisson arrivals and i.i.d. service times. The requests are served according to the state-dependent processor sharing discipline, where each request receives a service capacity which depends on the actual number of requests in the system. The linear systems of PDEs describing the residual and attained sojourn times coincide for this system, which provides time reversibility including sojourn times for this system, and their minimal non negative solution gives the LST of the sojourn time $V(\tau)$ of a request with required service time $\tau$. For the case that the service time distribution is exponential in a neighborhood of zero, we derive a linear system of ODEs, whose minimal non negative solution gives the LST of $V(\tau)$, and which yields linear systems of ODEs for the moments of $V(\tau)$ in the considered neighborhood of zero. Numerical results are presented for the variance of $V(\tau)$. In case of an M/GI/2-PS system, the LST of $V(\tau)$ is given in terms of the solution of a convolution equation in the considered neighborhood of zero. For bounded from below service times, surprisingly simple expressions for the LST and variance of $V(\tau)$ in this neighborhood of zero are derived, which yield in particular the LST and variance of $V(\tau)$ in M/D/2-PS.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
    Format: application/postscript
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  • 40
    Publikationsdatum: 2020-12-11
    Beschreibung: Eigentlich war der erste Autor nur zu einem Grußwort zur Tagung „GML² 2009 - Grundfragen Multi¬medialen Lehrens und Lernens“ eingeladen. Daraus wurde ein E-Learning-bezogener Vortrag, der – basierend auf Erfahrungen im Fach Mathematik – einen kritischen Blick auf die E-Learning-Szene in Deutschland wirft und diese mit entsprechenden Aktivitäten weltweit vergleicht. Dies ist die in seinen mathematischen Teilen gekürzte, in den E-Learning-Anteilen ein wenig erweiterte schriftliche Fassung des Vortrags. Der Artikel stammt nicht von E-Learning-Spezialisten sondern von Personen, die sich seit fast zwanzig Jahren mit elektronischer Information und Kommunikation (kurz: IuK) – insbesondere in der Mathematik – beschäftigen. Nach einer Definition von Michael Kerres kennzeichnet der Begriff E-Learning (electronic learning – elektronisch unterstütztes Lernen) alle Formen von Lernen, bei denen digitale Medien für die Präsentation und Distribution von Lernmaterialien und/oder zur Unterstützung zwischenmenschlicher Kommunikation zum Einsatz kommen, siehe z.B. http://de.wikipedia.org/wiki/E-Learning. IuK und E-Learning haben nach dieser Begriffsbildung viele Berührungspunkte. Deswegen wagen wir es, unsere positiven und negativen Erfahrungen im Bereich IuK in diesem Eröffnungsvortrag zu berichten, einige Entwicklungslinien zu vergleichen und eine eigene Kurzversion der Definition von E-Learning (besser E-Teaching and -Learning) voranzustellen: „Lehren und Lernen mit Unterstützung elektronischer Hilfsmittel“.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Deutsch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
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  • 41
    Publikationsdatum: 2020-08-05
    Beschreibung: Telecommunication transport networks consist of a stack of technologically different subnetworks, so-called layers, which are strongly interdependent. For example, one layer may correspond to an Internet (IP) backbone network whose links are realized by lightpath connections in an underlying optical fiber layer. To ensure that the network can fulfill its task of routing all communication requests, the inter-layer dependencies have to be taken into account already in the planning phase of the network. This is particularly important with survivability constraints, where connections in one layer have to be protected against cable cuts or equipment failures in another layer. The traditional sequential planning approach where one layer is optimized after the other cannot properly take care of the inter-layer dependencies; this can only be achieved with an integrated planning of several network layers at the same time. This thesis provides mathematical models and algorithmic techniques for the integrated optimization of two network layers with survivability constraints. We describe a multi-layer network design problem which occurs in various technologies, and model it mathematically using mixed-integer programming (MIP) formulations. The presented models cover many important practical side constraints from different technological contexts. In contrast to previous models from the literature, they can be used to design large two-layer networks with survivability requirements. We discuss modeling alternatives for various aspects of a multi-layer network and compare different routing formulations under multi-layer survivability constraints. We solve our models using a branch-and-cut-and-price approach with various problemspecific enhancements. This includes a presolving technique based on linear programming to reduce the problem size, combinatorial and sub-MIP-based primal heuristics to compute feasible network configurations, cutting planes which take the multi-layer survivability constraints into account to improve the lower bound on the optimal network cost, and column generation to generate flow variables dynamically during the algorithm. We develop techniques to speed up computations in a Benders decomposition approach and compare this approach to the standard formulation with a single MIP. We use the developed techniques to design large survivable two-layer networks by means of linear and integer programming methods. On realistic test instances with up to 67 network nodes and survivability constraints, we investigate the algorithmic impact of our techniques and show how to use them to compute good network configurations with quality guarantees. Most of the smaller test instances with up to 17 nodes can be solved to near-optimality. Moreover, we can compute feasible solutions and dual bounds even for large networks with survivability constraints, which has not been possible before.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: doctoralthesis , doc-type:doctoralThesis
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  • 42
    Publikationsdatum: 2020-08-05
    Beschreibung: In the simplex algorithm, solving linear systems with the basis matrix and its transpose accounts for a large part of the total computation time. We investigate various methods from modern numerical linear algebra to improve the computation speed of the basis updates arising in LPs. The experiments are executed on a large real-world test set. The most widely used solution technique is sparse LU factorization, paired with an updating scheme that allows to use the factors over several iterations. Clearly, small number of fill-in elements in the LU factors is critical for the overall performance. Using a wide range of LPs we show numerically that after a simple permutation the non-triangular part of the basis matrix is so small, that the whole matrix can be factorized with (relative) fill-in close to the optimum. This permutation has been exploited by simplex practitioners for many years. But to our knowledge no systematic numerical study has been published that demonstrates the effective reduction to a surprisingly small non-triangular problem, even for large scale LPs. For the factorization of the non-triangular part most existing simplex codes use some variant of dynamic Markowitz pivoting, which originated in the late 1950s. We also show numerically that, in terms of fill-in and in the simplex context, dynamic Markowitz is quite consistently superior to other, more recently developed techniques.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
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  • 43
    Publikationsdatum: 2020-03-11
    Beschreibung: We compute expectation values for the solution of the nuclear Schrödinger equation. The proposed particle method consists of three steps: sampling of the initial Wigner function, classical transport of the sampling points, weighted phase space summation for the final computation of the expectation values. The Egorov theorem guarantees that the algorithm is second order accurate with respect to the semiclassical parameter. We present numerical experiments for a two-dimensional torsional potential with three different sets of initial data and for a six-dimensional Henon-Heiles potential. By construction, the computing times scale linearly with the number of initial sampling points and range between three seconds and one hour.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
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  • 44
    Publikationsdatum: 2022-03-14
    Beschreibung: This paper discusses how to build a solver for mixed integer quadratically constrained programs (MIQCPs) by extending a framework for constraint integer programming (CIP). The advantage of this approach is that we can utilize the full power of advanced MIP and CP technologies. In particular, this addresses the linear relaxation and the discrete components of the problem. For relaxation, we use an outer approximation generated by linearization of convex constraints and linear underestimation of nonconvex constraints. Further, we give an overview of the reformulation, separation, and propagation techniques that are used to handle the quadratic constraints efficiently. We implemented these methods in the branch-cut-and-price framework SCIP. Computational experiments indicates the potential of the approach.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
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    Format: application/postscript
    Format: application/postscript
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  • 45
    Publikationsdatum: 2016-06-09
    Beschreibung: Supercomputers can simulate complex molecular systems. However, there is a very large gap between the fastest oscillations of covalent bonds of a molecule and the time-scale of the dominant processes. In order to extract the dominant time-scales and to identify the dominant processes, a clustering of information is needed. This thesis shows that only the subspace-based Robust Perron Cluster Analysis (PCCA+) can solve this problem correctly by the construction of a Markov State Model. PCCA+ allows for time-extrapolation in molecular kinetics. This thesis shows the difference between molecular dynamics and molecular kinetics. Only in the molecular kinetics framework a definition of transition rates is possible. In this context, the existence of an infinitesimal generator of the dynamical processes is discussed. If the existence is assumed, the Theorem of Gauß can be applied in order to compute transition rates efficiently. Molecular dynamics, however, is not able to provide a suitable statistical basis for the determination of the transition pattern.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
    Format: application/pdf
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  • 46
    Publikationsdatum: 2020-08-05
    Beschreibung: We consider a system with Poisson arrivals and general service times, where the requests are served according to the State-Dependent Processor Sharing (SDPS) discipline (Cohen's generalized processor sharing discipline), where each request receives a service capacity which depends on the actual number of requests in the system. For this system, denoted by $M/GI/SDPS$, we derive approximations for the squared coefficients of variation of the conditional sojourn time of a request given its service time and of the unconditional sojourn time by means of two-moment fittings of the service times. The approximations are given in terms of the squared coefficients of variation of the conditional and unconditional sojourn time in related $M/D/SDPS$ and $M/M/SDPS$ systems, respectively. The numerical results presented for $M/GI/m-PS$ systems illustrate that the proposed approximations work well.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
    Format: application/postscript
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  • 47
    Publikationsdatum: 2020-08-05
    Beschreibung: We consider a system with Poisson arrivals and i.i.d. service times and where the requests are served according to the state-dependent (Cohen's generalized) processor sharing discipline, where each request in the system receives a service capacity which depends on the actual number of requests in the system. For this system we derive asymptotically tight upper bounds for the moments of the conditional sojourn time of a request with given required service time. The bounds generalize corresponding results, recently given for the single-server processor sharing system by Cheung et al. and for the state-dependent processor sharing system with exponential service times by the authors. Analogous results hold for the waiting times.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
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  • 48
    Publikationsdatum: 2020-11-13
    Beschreibung: The Dynamic Multi-Period Routing Problem DMPRP introduced by Angelelli et al. gives a model for a two-stage online-offline routing problem. At the beginning of each time period a set of customers becomes known. The customers need to be served either in the current time period or in the following. Postponed customers have to be served in the next time period. The decision whether to postpone a customer has to be done online. At the end of each time period, an optimal tour for the customers assigned to this period has to be computed and this computation can be done offline. The objective of the problem is to minimize the distance traveled over all planning periods assuming optimal routes for the customers selected in each period. We provide the first randomized online algorithms for the DMPRP which beat the known lower bounds for deterministic algorithms. For the special case of two planning periods we provide lower bounds on the competitive ratio of any randomized online algorithm against the oblivious adversary. We identify a randomized algorithm that achieves the optimal competitive ratio of $\frac{1+\sqrt{2}}{2}$ for two time periods on the real line. For three time periods, we give a randomized algorithm that is strictly better than any deterministic algorithm.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
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  • 49
    facet.materialart.
    Unbekannt
    Publikationsdatum: 2021-08-05
    Beschreibung: This thesis introduces the novel paradigm of "constraint integer programming" (CIP), which integrates constraint programming (CP) and mixed integer programming (MIP) modeling and solving techniques. It is supplemented by the software SCIP, which is a solver and framework for constraint integer programming that also features SAT solving techniques. SCIP is freely available in source code for academic and non-commercial purposes. Our constraint integer programming approach is a generalization of MIP that allows for the inclusion of arbitrary constraints, as long as they turn into linear constraints on the continuous variables after all integer variables have been fixed. The constraints, may they be linear or more complex, are treated by any combination of CP and MIP techniques: the propagation of the domains by constraint specific algorithms, the generation of a linear relaxation and its solving by LP methods, and the strengthening of the LP by cutting plane separation. The current version of SCIP comes with all of the necessary components to solve mixed integer programs. In the thesis, we cover most of these ingredients and present extensive computational results to compare different variants for the individual building blocks of a MIP solver. We focus on the algorithms and their impact on the overall performance of the solver. In addition to mixed integer programming, the thesis deals with chip design verification, which is an important topic of electronic design automation. Chip manufacturers have to make sure that the logic design of a circuit conforms to the specification of the chip. Otherwise, the chip would show an erroneous behavior that may cause failures in the device where it is employed. An important subproblem of chip design verification is the property checking problem, which is to verify whether a circuit satisfies a specified property. We show how this problem can be modeled as constraint integer program and provide a number of problem-specific algorithms that exploit the structure of the individual constraints and the circuit as a whole. Another set of extensive computational benchmarks compares our CIP approach to the current state-of-the-art SAT methodology and documents the success of our method.
    Beschreibung: Diese Arbeit stellt einen integrierten Ansatz aus "Constraint Programming" (CP) und Gemischt-Ganzzahliger Programmierung ("Mixed Integer Programming", MIP) vor, den wir "Constraint Integer Programming" (CIP) nennen. Sowohl Modellierungs- als auch Lösungstechniken beider Felder fließen in den neuen integrierten Ansatz ein, um die unterschiedlichen Stärken der beiden Gebiete zu kombinieren. Als weiteren Beitrag stellen wir der wissenschaftlichen Gemeinschaft die Software SCIP zur Verfügung, die ein Framework für Constraint Integer Programming darstellt und zusätzlich Techniken des SAT-Lösens beinhaltet. SCIP ist im Source Code für akademische und nicht-kommerzielle Zwecke frei erhältlich. Unser Ansatz des Constraint Integer Programming ist eine Verallgemeinerung von MIP, die zusätzlich die Verwendung beliebiger Constraints erlaubt, solange sich diese durch lineare Bedingungen ausdrücken lassen falls alle ganzzahligen Variablen auf feste Werte eingestellt sind. Die Constraints werden von einer beliebigen Kombination aus CP- und MIP-Techniken behandelt. Dies beinhaltet insbesondere die "Domain Propagation", die Relaxierung der Constraints durch lineare Ungleichungen, sowie die Verstärkung der Relaxierung durch dynamisch generierte Schnittebenen. Die derzeitige Version von SCIP enthält alle Komponenten, die für das effiziente Lösen von Gemischt-Ganzzahligen Programmen benötigt werden. Die vorliegende Arbeit liefert eine ausführliche Beschreibung dieser Komponenten und bewertet verschiedene Varianten in Hinblick auf ihren Einfluß auf das Gesamt-Lösungsverhalten anhand von aufwendigen praktischen Experimenten. Dabei wird besonders auf die algorithmischen Aspekte eingegangen. Ein weiterer Hauptteil der Arbeit befasst sich mit der Chip-Design-Verifikation, die ein wichtiges Thema innerhalb des Fachgebiets der "Electronic Design Automation" darstellt. Chip-Hersteller müssen sicherstellen, dass der logische Entwurf einer Schaltung der gegebenen Spezifikation entspricht. Andernfalls würde der Chip fehlerhaftes Verhalten aufweisen, dass zu Fehlfunktionen innerhalb des Gerätes führen kann, in dem der Chip verwendet wird. Ein wichtiges Teilproblem in diesem Feld ist das Eigenschafts-Verifikations-Problem, bei dem geprüft wird, ob der gegebene Schaltkreisentwurf eine gewünschte Eigenschaft aufweist. Wir zeigen, wie dieses Problem als Constraint Integer Program modelliert werden kann und geben eine Reihe von problemspezifischen Algorithmen an, die die Struktur der einzelnen Constraints und der Gesamtschaltung ausnutzen. Testrechnungen auf Industrie-Beispielen vergleichen unseren Ansatz mit den bisher verwendeten SAT-Techniken und belegen den Erfolg unserer Methode.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: doctoralthesis , doc-type:doctoralThesis
    Format: application/pdf
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  • 50
    facet.materialart.
    Unbekannt
    Publikationsdatum: 2020-08-05
    Beschreibung: In this paper we investigate the fare planning model for public transport, which consists in designing a system of fares maximizing the revenue. We discuss a discrete choice model in which passengers choose between different travel alternatives to express the demand as a function of fares. Furthermore, we give a computational example for the city of Potsdam and discuss some theoretical aspects.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
    Format: application/postscript
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  • 51
    Publikationsdatum: 2020-08-05
    Beschreibung: This extended abstract is about algorithms for controlling elevator systems employing destination hall calls, i.e. the passenger provides his destination floor when calling an elevator. We present the first exact algorithm for controlling a group of elevators and report on simulation results indicating that destination hall call systems outperform conventional systems.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
    Format: application/postscript
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  • 52
    Publikationsdatum: 2019-01-29
    Beschreibung: The paper proposes goal-oriented error estimation and mesh refinement for optimal control problems with elliptic PDE constraints using the value of the reduced cost functional as quantity of interest. Error representation, hierarchical error estimators, and greedy-style error indicators are derived and compared to their counterparts when using the all-at-once cost functional as quantity of interest. Finally, the efficiency of the error estimator and generated meshes are demonstrated on numerical examples.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
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  • 53
    Publikationsdatum: 2016-06-09
    Beschreibung: The paper considers the time integration of frictionless dynamical contact problems between viscoelastic bodies in the frame of the Signorini condition. Among the numerical integrators, interest focuses on the contact-stabilized Newmark method recently suggested by Deuflhard et al., which is compared to the classical Newmark method and an improved energy dissipative version due to Kane et al. In the absence of contact, any such variant is equivalent to the Störmer-Verlet scheme, which is well-known to have consistency order 2. In the presence of contact, however, the classical approach to discretization errors would not show consistency at all because of the discontinuity at the contact. Surprisingly, the question of consistency in the constrained situation has not been solved yet. The present paper fills this gap by means of a novel proof technique using specific norms based on earlier perturbation results due to the authors. The corresponding estimation of the local discretization error requires the bounded total variation of the solution. The results have consequences for the construction of an adaptive timestep control, which will be worked out subsequently in a forthcoming paper.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
    Format: application/postscript
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  • 54
    facet.materialart.
    Unbekannt
    Publikationsdatum: 2020-08-05
    Beschreibung: The mathematical treatment of planning problems in public transit has made significant advances in the last decade. Among others, the classical problems of vehicle and crew scheduling can nowadays be solved on a routine basis using combinatorial optimization methods. This is not yet the case for problems that pertain to the design of public transit networks, and for the problems of operations control that address the implementation of a schedule in the presence of disturbances. The article gives a sketch of the state and important developments in these areas, and it addresses important challenges. The vision is that mathematical tools of computer aided scheduling (CAS) will soon play a similar role in the design and operation of public transport systems as CAD systems in manufacturing.
    Beschreibung: Die mathematische Behandlung von Planungsproblemen im öffentlichen Verkehr hat im letzten Jahrzehnt große Fortschritte gemacht. Klassische Probleme wie die Umlauf- und die Dienstplanung können heutzutage routinemäßig mit kombinatorischen Optimierungsmethoden gelöst werden. Die Behandlung von Problemen der Angebotsplanung und der Betriebssteuerung sind dagegen noch nicht ganz auf diesem Stand. Dieser Artikel gibt einen Überblick über den Stand der Forschung, über wichtige Entwicklungen und einige Herausforderungen in diesem Gebiet. Die Vision ist, dass mathematische Planungswerkzeuge im öffentlichen Verkehr (Computer Aided Scheduling, CAS) in Zukunft eine ähnliche Rolle spielen werden wie CAD-Systeme in der industriellen Fertigung.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: reportzib , doc-type:preprint
    Format: application/pdf
    Format: application/postscript
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  • 55
    Publikationsdatum: 2022-07-19
    Beschreibung: The reconstruction of geometric shapes plays an important role in many biomedical applications. One example is the patient-specific, computer-aided planning of complex interventions, which requires the generation of explicitly represented geometric models of anatomical structures from medical image data. Only solutions that require minimal interaction by medical personnel are likely to enter clinical routine. Another example is the planning of surgical corrections of deformities where the target shape is unknown. Surgeons are often forced to resort to subjective criteria. These applications still pose highly challenging reconstruction problems, which are addressed in this thesis. The fundamental hypothesis, pursued in this thesis, is that the problems can be solved by incorporating a-priori knowledge about shape and other application-specific characteristics. Here, we focus mainly on the aspect of geometric shape analysis. The basic idea is to capture the most essential variations of a certain class of geometric objects via statistical shape models, which model typical features contained in a given population, and restrict the outcome of a reconstruction algorithm (more or less) to the space spanned by such models. A fundamental prerequisite for performing statistical shape analysis on a set of different objects is the identification of corresponding points on their associated surfaces. This problem is particularly difficult to solve if the shapes stem from different individuals. The reason lies in the basic difficulty of defining suitable measures of similarity. In this thesis, we divide the correspondence problem into feature and non-feature matching. The feature part depends on the application, while the non-feature part can be characterized by a purely geometric description. We propose two different approaches. The first approach has proved useful in many applications. Yet, it suffers from some practical limitations and does not yield a measure of similarity. Our second, variational, approach is designed to overcome these limitations. In it, we propose to minimize an invariant stretching measure, constrained by previously computed features. An important property, which sets our method apart from previous work, is that it does not require the computation of a global surface parameterization.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: doctoralthesis , doc-type:doctoralThesis
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  • 56
    Publikationsdatum: 2022-07-19
    Beschreibung: Multi-scale phenomena are abundant in many application fields. Representing and numerically simulating such processes is a challenging task since quite different scales have to be resolved, which often requires enormous amounts of storage and computational power. An important strategy in this context is adaptivity, i.e. local adjustment of the spatio-temporal resolution to the details to be resolved. A standard representation therefore are hierarchical, locally refined grids. A specific adaptive approach for solving partial differential equations, usually called AMR (Adaptive Mesh Refinement), was introduced in 1984. The basic idea is to combine the simplicity of structured grids and the advantages of local refinement. In this numerical scheme the computations are started on a set of coarse, potentially overlapping structured grids, that cover the computational domain. Local error criteria are applied to detect regions that require higher resolution. These are covered by subgrids with decreasing mesh spacing, which do not replace, but rather overlap the refined regions of the coarser patches. The equations are advanced on the finer subgrids and the refinement procedure recursively continues until all cells fulfill the considered error criteria, giving rise to a hierarchy of nested levels of refinement. In 1989 a variant of this scheme, called Structured Adaptive Mesh Refinement (SAMR), which reduces some of the complexity of the original approach, was proposed. While the separate subgrids in the AMR scheme could be rotated against each other, in SAMR they are aligned with the major axes of the coordinate system, which for example simplifies the computation of fluxes of (conserved) quantities through the cell faces. SAMR has become more and more popular in the last decade, and nowadays it is applied in many domains like hydrodynamics, meteorology and in particular in cosmology and relativistic astrophysics. Due to this growing popularity, an increasing number of scientists is in need of appropriate interactive visualization techniques to interpret and analyze AMR simulation data. Tools for both, 2D analysis to quantitatively convey the information within single slices and 3D representations to apprehend the overall structure are required. In this thesis we develop direct and indirect volume visualization algorithms for scalar fields that are defined on structured Adaptive Mesh Refinement (SAMR) grids. In particular algorithms for planar slicing and the display of height fields, C0-continuous isosurface extraction, software-, and hardware-based direct volume rendering and temporal interpolation for cell-, and vertex-centered data on unrestricted SAMR grids are proposed. Additionally we investigate the applicability of SAMR data structures for accelerated software-, and hardware-based volume rendering of large 3D scalar data.
    Schlagwort(e): ddc:510
    Sprache: Englisch
    Materialart: doctoralthesis , doc-type:doctoralThesis
    Format: application/pdf
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  • 57
    Digitale Medien
    Digitale Medien
    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 563-563 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Materialart: Digitale Medien
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  • 58
    Digitale Medien
    Digitale Medien
    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 651-662 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: On propse comme une modification de la méthode SCF-MO-LCGO, une méthode qualitative et on traite le naphthaléne comme illustration. Les rèsultats de ce calcul sont en bon accord avec l'experience. On discute les avantages de la mèthode proposée pour les calculs de la chimie quantique.
    Kurzfassung: Eine Modifikation des SCF-MO-LCGO-Verfahrens in Form einer qualitativen ab initio Methode wird angegeben und als testrechnung auf Naphthalin angewendet. Die Ergebnisse stehen im Einklang mit der Erfahrung. In diesem Zusammenhang wird das Verfahre in den allgemeinen Rahmen gestellt und seine Möglichkeiten diskutiert.
    Notizen: A modification of the SCF-MO-LCGO method is proposed in the form of a qualitative ab initio method. Naphthalene is treated as a test case; good agreement between calculated and experiemental results is obtained. The capabilities of the method for quantum-chemical calculations are discussed.
    Zusätzliches Material: 1 Ill.
    Materialart: Digitale Medien
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  • 59
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: On présente une discussion de la factorisation de l'équation séculaire à l'aide des constantes du mouvement, et on obtient des formules qui lient les facteurs résultants aux traces de certains opérateurs. Ces traces-ci sont indépendantes de la base de l'espace vectoriel, ce qui implique que les facteurs de l'équation séculaire le sont aussi. Les résultats sont employés aussi au cas de factorisation à l'aide d'un groupe de symétrie fini.
    Kurzfassung: Es wurde eine Diskussion von der Faktorisierung der Säkulargleichung mittels der Bewegungskonstanten gegeben. Formeln wurden hergeleitet, die resultierenden Faktoren mit den Spuren gewisser Operatoren in Verbindung bringt. Die Spuren sind von der Basis des Vektorraums unabhängig und dafür haben auch die Faktoren der Säkulargleichung dieselbe Eigenschaft. Die Resultate wurden auch auf die Faktorisierung mittels einer endlichen Symmetriegruppe angewendet.
    Notizen: A discussion of the factorization by constants of the motion of the secular equation is given and formulas are obtained which relate these factors to the traces of certain operators. These traces are independent of the specific basis in the vector space, and, hence, so are the factors of the secular equation. The results are also applied to the case of factoring by a finite symmetry group.
    Materialart: Digitale Medien
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  • 60
    Digitale Medien
    Digitale Medien
    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 739-739 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Materialart: Digitale Medien
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  • 61
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: Les coéfficients de Clebsch-Gordan pour le couplage de deux moments cinétiques sont déduits à l'aide des opérateurs de projection, introduits par Löwdin. La déduction est faite en deux étapes; d'abord pour le cas principal k = m et après pour le cas général avec une valeur arbitraire de m. Deux déductions différentes sont décrites pour le cas principal, l'une directe et l'autre basée sur une formule récursive. Le cas général est obtenu du cas principal à l'aide d'un opérateur M-.
    Kurzfassung: Die Clebsch-Gordan-Koeffizienten für die Kopplung zwei Drehimpulsmomente wurden mittels der Löwdinschen Projektionsoperatormethode hergeleitet. Die Herleitung wurde in zwei Stufen ausgeführt, erst für den sogenannten Prinzipalfall k = m und dann für den allgemeinen Fall mit einem willkürlichen Wert von m. Zwei verschiedene Herleitungen wurden für den Prinzipalfall gegeben, von denen die eine direkt ist und die andere auf einer Rekursionsformel gegründet ist. Der allgemeine Fall wurde von dem Prinzipalfall mit einem M--Operator erhalten.
    Notizen: The Clebsch-Gordan coefficients for the coupling of two angular momenta are derived by using the projection operator technique, developed by Löwdin. The derivation is done in two steps; first for the so-called principal case, i.e. k = m, then for the general case with an arbitrary m. Two different derivations are given for the principal case, a direct one and one based on a recursion procedure. The general case is obtained from the principal case with a step-down operator.
    Materialart: Digitale Medien
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  • 62
    Digitale Medien
    Digitale Medien
    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 729-734 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: On déduit une modification d'un principe variationnel dǔ à Delves, qui permet le calcul direct de différences d'énergie entre les états de deux Hamiltoniens Différents: [Δ H] = 〈X0| Hx - Wx |X1〉 - 〈Y0| Hy - Wy|y1〉 + 〈X0| Δ H |Y0〉 · 〈X0| Y0〉-1. Δ H = Hy - Hx, |X0〉 et |Y0〉 sont les fonctions d'onde des états X et Y; les fonctions |X1〉 et |Y1〉 sont définies dans le texte. Le principe résultant est appliqué à quelques cas simples.
    Kurzfassung: Es wird eine Modifizierung eines von Delves herrührenden Variations-prinzips hergeleitet, dei direkte Berechnung von Energiedifferenzen zwischen Zuständen zwei verschiedener Hamiltonoperatoren erlaubt: [Δ H] = 〈X0| Hx - Wx |X1〉 - 〈Y0| Hy - Wy|Y1〉 + 〈X0| Δ H |Y0〉 · 〈X0| Y0〉-1. Δ H = Hy - Hx, |X0〉 und |Y0〉 sind die Wellenfunktionen der X- und Y-Zustände während |X1〉 und | Y1〈 im Text erklärt sind. Das Prinzip wird mit einiger einfachen Beispielen illustriert.
    Notizen: A modification of a variation principle due to Delves, is derived which permits the direct calculation of energy differences between states of two different Hamiltonians: [Δ H] = 〈X0| Hx - Wx|X1〉 - 〈Y0|Hy - Wy|y1〉 + 〈X0| Δ H|Y0〉 · 〈X0| Y0〉-1. Δ H = Hy - Hx, |X0〉 and |Y0〉 are the wave functions for the X and Y states and |X1〉 and |Y1〉 are functions defined in the text. The principle is applied to a few simple examples.
    Zusätzliches Material: 1 Ill.
    Materialart: Digitale Medien
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  • 63
    Digitale Medien
    Digitale Medien
    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 785-792 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: On définie un ensemble de fonctions sans spin, φi(r), i = 1, … f, qui forment des fonctions de base pour une chimie quantique sans spin. Il y a une correspondance biunivoque entre ces fonctions φi(r) et les fonctions antisymmétriques Ψi(r, σ) construites à l'aide des opérateurs de projection de Löwdin.
    Kurzfassung: Es wird ein Satz von spinfreien Funktionen φi(r), i = 1 … f, definiert, die eine Basis für eine spinfreie Quantenchemie bilden. Zwischen diesen Funktionen φi(r) und antisymmetrischen Orts-Spin-Funktionen besteht eine eins-zu-eins Zuordnung, wenn die Spinfunktionen mit Hilfe der Löwdin'schen Projektionsoperator-Methode konstruiert werden.
    Notizen: A set of spin-free functions φi(r),i = 1 … f, is obtained which form the basis of spin-free quantum chemistry. The φi(r) show a one-to-one correspondence to antisymmetric space-spin functions Ψi(r, σ) with spin functions constructed according to Löwdin's projector operator method.
    Materialart: Digitale Medien
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  • 64
    Digitale Medien
    Digitale Medien
    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 741-749 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: On compare une série de calculs CI pour l'état fondamental de BH3 entre eux et avec le résultat “plein-CI” (196 configurations). Les calculs comprennent deux bases d'orbitales moléculaires différentes - la base canonique SCF et une base simple, choisie d'une façon arbitraire, d'orbitales de symétrie. Comme on pouvaits'y attendre, les excitations simples et à un degré inférieur, les excitations triples sont d'importance minime pour le cas SCF, mais ne peuvent pas ětre négligées pour la base arbitraire. Des qu'on admet toutes les excitations ≦4, il n'y a pratiquement aucune différence entre les deux bases - les deux donnant des énergies très proches de la valeur “plein-CI”. En effet les énergies dans les deux cas sont en bon accord aussi dans le calcul avec des excitations (0 + 1 + 2 + 3) et en accord qualitatif dans le cas (0 + 1 + 2).Deux méthodes sont essayées pour la sélection des configurations importantes aux excitations d'ordres plus hauts. On trouve que des résultats très proches de celui du “plein-CI”, peuvent ětre obtenus avec un nombre de fonctions nettement plus petit. L'application de la méthode des “parties non connexes”, basée sur des idées développées par Sinanoğlu, pour prédire les coefficients des configurations excitées un nombre pair, de ceux des fonctions doublement excitées dans un calcul CI-limité semble plein d'avenir.
    Kurzfassung: Es wurde eine Reihe von CI-Berechnungen für den Grundzustand von BH3 unter ihnen und rnit dem “voll-CI” - Resultat verglichen. Die Vergleiche enthalten Berechnungrn mit zwei verschiedenen Molekülorbitalsätze dem kanonischen scf-Satz und einem einfachen, willkürlich gewählten Symmetrieorbitalsatz. Wie erwartet sind ein und drcifache Anregungen unbedeutend im scf-Falle aber können für den willkürlichen Funktionssatz nicht vernachlässigt werden. Wenn aber alle Anregungen ≦4 cingeschlossen werden, sind die Resultate für den zwei Funktionssäitze so gut wie identisch. Beide geben Energien die sehr nahe an den der “voll-CI”-Methode liegen. Die Energien für die zwei Funktionssätze stimmen in der (0 + 1 + 2 + 3)-Anregungsberechnung wohl und in dcm (0 + 1 + 2)-Fall qualitativ überein.Zwei Methoden werden für die Auswahl der wichtigen Konfigurationen mit Anreg-ungen höher Ordnung getestet und es wird gczcigt, dass Resultatc, die sich sehr nahe an die der “vollen-CI”-Berechnung anschliessen, rnit wesentlich wenigen Funktionen, erhalten werden können. Besonders vielversprechend ist die Anwendung der “unlinked cluster”-Methode, für die Vorhersagung der Koeffizieriten der Konfigurationen mit Anregungen gerader Ordnung, von den der Doppelangeregten Funktionen in einer begrenzten CI-Berechnung.
    Notizen: A series of CI calculations for the ground state of BH3 in which various levels of excitation from the ground state are included are compared with each other and with the full-CI(196 configurations) result. The comparisons cover calculations in terms of two different molecular orbital bases - the canonical SCF basis and a simple, arbitrarily chosen, symmetry orbital basis. As expected, single and, to a lesser extent, triple excitations are of little importance in the SCF case but cannot be ignored for the arbitrary basis. However, as soon as all excitations ≦4 are included, there is practically no difference in the results for the two bases, both giving energies quite close to the full-CI value. In fact, the energies for the two bases are in close agreement also in the (0 + 1 + 2 + 3)-excitation calculation and in qualitative agreement in the (0 + 1 + 2) case.Two methods are tested for the selection of the important higher-excitation configurations, and it is found that results very close to full CI can be obtained with substantially fewer functions. Particularly promising is the application of the “unlinked cluster” approach, based on the ideas developed by Sinanoğlu and others, to the prediction of the coefficients of evenly excited configurations from those of the doubly-excited functions in a limited-CI calculation.
    Zusätzliches Material: 3 Tab.
    Materialart: Digitale Medien
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  • 65
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: Une formule de Kotani pour le couplage des particules identiques dans un champ ayant une symétrie donnée est déduite avec des méthodes de l'algébre des groupes.
    Kurzfassung: Eine von Kotani gegebene Formel für die Kopplung identischer Teilchen in einem Feld mit gegebener Symmetric, wurde mit gruppen-algebraischen Methoden hergeleitet.
    Notizen: A formula of Kotani for the coupling of equivalent particles in a field of a given symmetry is rederived using group algebraic methods.
    Materialart: Digitale Medien
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  • 66
    Digitale Medien
    Digitale Medien
    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 825-843 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: La théorie des orbitales de liaison pour les composés III-V, décrite par Coulson, Rédei et Stocker, est employée pour le calcul des charges atomiques effectives et de l'énergie de liaison par liaison dans le nitride du bore. La théorie a été reformulée pour permettre des calculs ab initio ainsi que des calculs semi-empiriques. Deux choix différents pour les exposants des orbitales atomiques ont été considérés. Dans les deux cas les résultats de la méthode ab initio différent de ceux des calculs antérieurs, en prédisant un déplacement de la charge électronique de l'azote au bore. La grandeur des charges effectives dépend de la façon dont la charge de recouvrement est partagée entre les atomes d'azote et de bore. On examine aussi l'emploi de fonctions de Slater 2s orthogonalisées.Les calculs semi-empiriques ont été faits en incluant explicitement l'énergie de Madelung. On démontre que l'ionicité de la liaison est déterminée par la compétition entre la différence des électronegativités des orbitales et celle des potentiels de Madelung à travers les bouts de la liaison. Malheureusement la théorie semi-empirique faillit parce l'énergie par liaison passe par un maximum à la valeur optimale du paramétre de polarité. On examine et discute les raisons de ce comportement.
    Kurzfassung: Die Theorie der Bindungsorbitalen für III-V-Verbindungen, die vorher von Coulson, Rédei und Stocker beschrieben worden ist, wurde für die Berechnung der effektiven Atomladungen und der Bindungsenergie per Bindung in Bornitrid angewendet. Die Theorie wurde so formuliert dass sowohl ab initio als halbempirische Berechnungen ausgefuhrt werden können. Zwei Sätze von Orbitalexponenten wurde berücksichtigt. In beiden Fallen sind die. Resultate von den der früheren Berechnungen verschieden in der Vorhersagung einer Ladungsverschiebung von dem Stickstoff nach dem Boratome. Die Grösse der effektiven Ladungen variiert mit der Verteilung der Überlappungsladung zwischen dem Stickstoffund dem Boratome. Die Anwendung von orthogonalisierten Slater 2s-Funktionen wurde auch untersucht.Die halbempirischen Berechnungen wurden mit expliziter Einschliessung der Made-lungenergie ausgeführt. Die Ionizität der Bindung ist von der Konkurrenz zwischen der Differenz der Orbitalelektronegativitäten und der Differenz der Madelungpotentiale quer über die Bindung bestimmt. Unglucklichenveise versagt die halbempirische Methode weil die Energie per Bindung durch ein Maximum für den Optimalwert des Polaritäts-parameters geht. Die Ursachen dieses Verhaltens wurden auch untersucht und diskutiert.
    Notizen: The bond-orbital theory of III-V compounds, previously described by Coulson, Redei and Stocker, is used to calculate the effective atomic charges and the binding energy per bond in boron nitride. The theory is reformulated in a manner which is convenient for performing both ab initio and semiempirical calculations. Two different choices for the atomic-orbital exponents are considered and, in both cases, the results obtained from the ab initio method are at variance with the earlier calculations in predicting an electronic charge displacement from nitrogen to boron. The magnitude of the effective charges is found to vary according to the method of partitioning the overlap charge between the nitrogen and boron atoms. The use of orthogonalized Slater 2s functions is also examined.The semiempirical calculations are performed with an explicit inclusion of the Madelung energy from the outset. The ionicity in the bond is shown to be determined by the competition between the difference in orbital electronegativities and the difference in Madelung potential across the ends of the bond. Unfortunately, the semiempirical theory breaks down because the energy per bond passes through a maximum at the optimum value of the polarity parameter. The reasons for this behaviour are examined and discussed.
    Zusätzliches Material: 1 Ill.
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  • 67
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    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968) 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
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  • 68
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    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 341-347 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: On présente une démonstration inductive du théorème de Löwdin concernantl'indépend-ance liréaire d'un set convenablement sélectionné de fonctions propres de spin projetées.
    Kurzfassung: Es wird ein induktiver Beweis für Löwdins Theorem über die lineare Unabhängigkeit und Vollständigkeit eines richtig gewählten Satzes von Spineigenfunktionen gegeben.
    Notizen: An inductive proof is given of Löwdin's theorem about the linear independence and completeness of a properly selected set of projected spin eigenfunctions.
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  • 69
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    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 333-339 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: Une méthode qui converge rapidement pour l'état fondamental de l'atome de hélium, a été appliquée aux états excités S. Cette méthode est basée sur un développement de la fonction d'onde en puissances de \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ \sqrt {r_1^2 + r_2^2} $\end{document}, In (r12 + r22), \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ w = r_{12} /\sqrt {r_1^2 + r_2^2} $\end{document}. Des charges nucléaires effectives différentes ont été employées pour les deux électrons. Des résultats très satisfaisants ont été obtenus pour les valeurs moyennes de plusieurs opérateurs.
    Kurzfassung: Eine Methode, die sehr schnell für den Grundzustand des Helium-atoms konvergiert, wurde zu den angeregten S-Zuständen ausgedehnt. Diese Methode ist auf eine Entwicklung der Wellenfunktion in Potenzen von \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ \sqrt {r_1^2 + r_2^2} $\end{document}, In (r12 + r22), \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ w = r_{12} /\sqrt {r_1^2 + r_2^2} $\end{document} basiert. Verschiedene effektive Kernladungen wurden für die zwei Elektronen benützt. Sehr befriedigende Resultate wurden für die Erwartungswerteverschiedener Operatoren erhalten.
    Notizen: A rapidly convergent method, which has previously been applied to the ground state of the helium atom, has been extended to excited S states. This method is based on an expansion of the wave function in powers of \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ \sqrt {r_1^2 + r_2^2} $\end{document}, ln (r12 + r22), \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ w = r_{12} /\sqrt {r_1^2 + r_2^2} $\end{document}. Different effective nuclear charges are used for the inner and the outer electrons. Very satisfactory results are obtained for expectation values of various operators.
    Zusätzliches Material: 4 Tab.
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  • 70
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    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 405-411 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: Les atomes et ions dans les configurations électroniques 1s22s22pN (N = 2, 3, 4, 5, 6) ont été examinés N orbitales radiales de type hydrogenoïde ont été utilisées pour les électrons 2p. Les énergies de la couche des électrons 2p obtenues sont comparées avec ceux de la méthode ordinaire et avec les résultats expérimentaux. Les rapports des intervalles entre les termes sont aussi considérés.
    Kurzfassung: Die Atomen und Ionen in den Elektronenkonfigurationen 1s22s22pN (N = 2, 3, 4, 5, 6) werden untersucht. N wasserstoffähnlichen Radialwellenfunktionen warden für die 2p-Elektronen gebraucht. Die berechneten Energien des 2p-Elektronenschales werden mit den der gewöhnlichen Rechenverfahren und auch mit experimentellen Werten verglichen. Die Termdifferenzquotienten werden auch betrachtet.
    Notizen: The atoms and ions in the electronic configurations 1s22s22pN (N = 2, 3, 4, 5, 6) are examined. N hydrogen-like radial orbitals for 2p electrons were used. The calculated energies of the 2p shell are compared with those of the ordinary method and with experimental results. The intermultiplet separation ratios are considered as well.
    Zusätzliches Material: 2 Tab.
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  • 71
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    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968) 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Materialart: Digitale Medien
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  • 72
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: En mécanique quantique des systèmes à plusieurs particules il est très important de distinguer entre états à couches complètes et états à couches incomplètes, cela en particulier si l'on s'intéresse au problème de la corrélation. Les définitions habituelles permettent une telle classification seulement dans le cas des états pour lesquels une description par un modèle à particules indépendantes est acceptable. On propose ici une classification dans le cadre d'une mécanique quantique rigoureuse, indépendante d'un modèle quelconque. On établit une distinction entres états à couches complètes et plusieurs sortes d'états à couches incomplètes. On formule des conditions suffisantes, permettant de reconnaǐtre des états à couches complètes, en fonction des invariants unitaires des matrices-densité à une particule.
    Kurzfassung: In der Quantentheorie der Mehrteilchensysteme ist es wichtig-insbesondere im Hinblick auf das Korrelationsproblem-zwischen Zuständen mit offenen und solchen mit abgeschlossenen Schalen zu unterscheiden. Die üblichen Definition für diese beiden Arten von Zuständen sind aber nur für solche Zustände sinnvoll, die sich durch ein Modell der unabhängigen Teilchen beschreiben lassen. Hier werden dagegen im Rahmen einer strengen quantenmechanischen Beschreibung Definitionen angegeben, die unabhängig von irgendwelchen Modellvorstellungen sind. Man kann zwischen “Zuständen mit abgeschlossenen Schalen” und verschiedenen Typen von “Zuständen mit offenen Schalen” unterscheiden. Hinreichende Kriterien, ausdrückbar durch unitäre Invarianten der Einteilchendichtematrix, für “Zustände mit abgeschlossenen Schalen” werden angegeben.
    Notizen: The distinction between open- and closed-shell states is quite important in few-particle quantum mechanics-especially in view of the correlation problem. The current definitions of such states and of shells in general are, however, only meaningful if one can assume that the independent particle model is a valid description of the state under consideration. Definitions are given in terms of rigorous quantum-mechanical concepts which allow a classification of states irrespective of any model assumptions. Closed-shell states and different types of open-shell states are distinguished. Sufficient criteria for a state to be a closed-shell state are derived in terms of unitary invariants of the one-particle density matrix of this state.
    Zusätzliches Material: 2 Tab.
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  • 73
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: Dans le premier article de cette série nous avons développé une classification rigoureuse d'états de type couche complète et incomplète. Dans le présent article nous appliquons cette méthode aux états atomiques, qui peuvent être classifiés dans la limite Z → ∞ des séries isoélectroniques, parce qu'on en connaît la fonction d'onde exacte. Nous donnons des nombres d'occupation de la matrice-densité du premier ordre pour un nombre d'états des atomes de la première ligne dans la limite Z → ∞, et nous classifions les états correspondants.Pour Z fini on peut définir une classification dans le cadre de la théorie des perturbations grâce à un théorème sur la stabilité d'un état à couches complètes en fonction de petites perturbations. Pour les états à couches incomplètes il n'existe en général pas de stabilité correspondante.
    Kurzfassung: Die strengen definitionen der Zustände mit abgeschlossenen und offenen Schalen, die im ersten Artikel dieser Reihe eingeführt worden sind, wurden auf Atomzustände angewendet. Diese können in der Grenze Z → ∞ der isoelektronischen Reihen klassifiziert werden, weil die exakte Wellenfunktion in dieser Grenze bekannt ist. Besetzungszahlen der Einteilchendichtematrix werden für eine Reihe von Zuständen der Atome der ersten Zeile in der Grenze Z → ∞ gegeben und die entsprechenden Zustände werden klassifiziert.Für endliche Z ist eine Klassifikation für Zustände mit abgeschlossenen Schalen möglich im Rahmen einer Störungstheorie, wobei ein Satz über der Stabilität eines Zustands mit abgeschlossenen Schalen mit Rücksicht auf kleine Störungen benützt wird. Für Zustände mit offenen Schalen gibt es im allgemeinen keine solche Stabilität.
    Notizen: The system developed in the first paper of this series for the classification of states as open- or closed-shed type is applied to atomic states. These may be classified in the isoelectronic limit (Z → ∞) from knowledge of the true wave function in this limit. One-matrix occupation numbers are tabulated for a number of states of the first-row atoms in the limit Z → ∞ and the states classified.A classification for finite Z is possible in the framework of the Z-dependent perturbation theory by use of a thoerem for the stability of a closed-shed with respect to small perturbations. Such a stability does not hold in general for open-shel states.
    Zusätzliches Material: 1 Tab.
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  • 74
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    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 707-713 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: Une surface d'énergie pour la réction intermoleculaire radical d'oxygène ⇌ radical de méthylène a été estimée dans le cadre de la méthode SCF-MO-LC(LCGO) pour une partie importante de la molécule α-Tocophérol (vitamine E). L'énergie totale du radical d'oxygène dépasse celle du radical de méthylene d'environ 49.6 kcal/Mol. La hauteur calculée de la barrière de potentiel entre les deux radicaux tautomères est 54.6 kcal/Mol. Pourla durée de vie du radical d'oxygène le calcul donne 5.3 sec.
    Kurzfassung: An einem wesentlichen Teil des α-Tocopherol-Moleküls (Vitamin E) wird mit der SCF-MO-LC(LCGO)-Methode eine Energiefläche für die intramolekulare Radikalreaktion Sauerstoff-Radikal ⇌ Methylen-Radikal errechnet. Die Gesamtenergie des Sauerstoff-Radikals liegt um 49.6 kcal/Mol höher als die des Methylen-Radikals. Die Höhe des Potentialberges zwischen den beiden tautomeren Radikalformen beträgt 54.6 kcal/Mol. Die Lebensdauer des Sauerstoff-Radikals wurde zu 5.3 sec berechnet.
    Notizen: An energy surface for the intramolecular radical reaction oxygen radical ⇌ methylene radical has been estimated on an important part of the α-Tocopherol molecule (Vitamin E), using the SCF-MO-LC(LCGO) method. The total energy of the oxygen radical is greater than that of the methylene radical by about 49.6 kcal/Mol. The height of the potential barrier between the two tautomeric radicals was calculated to be 54.6 kcal/Mol. The calculated life time of the oxygen radical was 5.3 sec.
    Zusätzliches Material: 4 Ill.
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  • 75
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: On discute une application à la molécule d'hydrogène d'une version de la méthode AMO avec un facteur de “scaling”. On donne de l'information additionelle sur des calculs antérieurs et on discute surtout le comportement asymptotique.
    Kurzfassung: Es wird eine Anwendung einer Version der AMO-Methode mit Koordinatenstreckungsfaktor an das Wasserstoffmolekül diskutiert. Zusätzliche Information über frühere Berechnungen wird gegeben. Vor allem wird das asymptotische Verhalten untersucht.
    Notizen: The scaled version of the AMO method as applied to the hydrogen molecule is discussed. Additional information about previous calculations on H2 with similar approximations together with computations on excited states (states corresponding to the next lowest root of the secular equation) are reported. The asymptotic behaviour is particularly investigated.
    Zusätzliches Material: 3 Tab.
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  • 76
    Digitale Medien
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    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 933-933 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Materialart: Digitale Medien
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  • 77
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: Le problème de valeurs propres est formulé dans une méthode de la résolvante, basée sur une fonction de reférence ϕ, et une variable complexe E. Ceci mène à un nombre de concepts fondamentaux tels que la fonction d'onde d'essai, l'équation inhomogène et les valeurs moyennes et “de transition” de l'Hamiltonien, d'où l'on définit une “bracketing function” pour l'énergie. Pour éviter les procédés explicites pour tendre à la limite le problème de valeurs propres est reformulé dans le cadre de la méthode de “partitioning”, ce qui méne à une “forme fermée” de la théorie des perturbations d'ordre infini.Le problkme de valeurs propres est considérablement simplifié si 1′Hamiltonien H posséde une constante du mouvement Λ ou des propríétés de symétrie caractérisées par le groupe G = {g}. On pose alors le probléme d'incorporer ces simplifications dans la mkthode de “partitioning” et dans la théorie des perturbations. Dans les deux cas il existe un ensemble de projecteurs {Qk}, qui entrainent une division de l'espace d'Hilbert en sous-espaces mutuellement exclusifs. On démontre, que dans la méthode de “partitioning”, il suffit de considérer un de ces sous-espaces ä la fois, et les résultats sont ensuite, généralisés ä la théorie des perturbations. II résulte que les développements d'ordre fini ne sont pas uniques; on obtient des régles de commutation qui relient les formes différentes. Les résultats d'ordre infinï sont mis dans une forme qui est propre pour le calcul de bornes inférieures et supérieures des valeurs propres de l'énergie.
    Kurzfassung: Das Eigenwertproblem wurde in der Sprache einer Resolventenmethode formuliert, die auf einer Referenzfunktion ϕ, und einem komplexen Veränderlichen E basiert ist. Dieses führt zu einer Reihe von fundamentalen Begriffen wie die Vergleichswellenfunktion, die inhomogene Gleichung und die Mittel- und “Übergangs”-werte des Hamiltonoperators, welche zu einer “bracketing function” für die Energie führen. Urn explizite Grenzüber-gänge zu vermeiden, wurde dann das Eigenwertproblem in der Sprache der “partitioning”-Methode formuliert, was zu einer geschlossenen Form für die Störungstheorie unendlicher Ordnung führt.Das Eigenwertproblem kann ansehnlich vereinfacht werden, wenn der Hamilton-operator eine Bewegungskonstante Λ oder Symmetrie-eigenschaften, die von der Gruppe G = {g} charakterisiert sind, hat. Die Frage ist nun wie diese Vereinfachungen in der “Partitioning”-Methode und in der Störungstheorie aufgenommen werden können. In beiden Fällen existiert ein Satz von Projektionsoperatoren { Qk}, welche zu einer Spaltung des Hilbertraumes in Unterräume führt. Es wurde gezeigt, dass es in der “Partitioning”-Methode hinreichend ist, einen dieser Unterräume zunächst zu betrachten; die Resultate wurden dann zur Störungstheorie verallgemeinert. Es zeigt sich, dass die Entwicklungen endlicher Ordnung nicht einmalig sind; Kommutatorrelationen, die die verschiedene Formen verbinden, wurden hergeleitet. Die Resultate unendlicher Ordnung wurden in einer Form gegeben, die fur die Berechnung oberer und unterer Grenzen der Energie-eigenwerte geeignet sind.
    Notizen: After a brief survey of some basic concepts in the theory of linear spaces, the eigenvalue problem is formulated in the resolvent technique based on the introduction of a reference function ϕ and a complex variable E. This leads to a series of fundamental concepts including the trial wave function, the inhomogeneous equation, and finally the transition and expectation values of the Hamiltonian, of which the former renders a “bracketing function” for the energy. In order to avoid the explicit limiting procedures in this approach, the eigenvalue problem is then reformulated in terms of the partitioning technique which, in turn, leads to a closed form of infinite-order perturbation theory.The eigenvalue problem is greatly simplified if the Hamiltonian H has a constant of motion Λ or has symmetry properties characterized by the group G = {g}, and the question is now how these simplifications can be incorporated into the partitioning technique and into perturbation theory. In both cases, there exists a set of projection operators {Qk} which lead to a splitting of the Hilbert space into subspaces which have virtually nothing to do with each other. It is shown that, in the partitioning technique, it is sufficient to consider one of these subspaces at a time, and the results are then generalized to perturbation theory. It turns out that the finite-order expansions are no longer unique, and the commutation rules connecting the various forms are derived. The infinite-order results are finally presented in such a form that they are later suitable for the evaluation of upper and lower bounds to the energy eigenvalues.
    Zusätzliches Material: 2 Ill.
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  • 78
    Digitale Medien
    Digitale Medien
    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968) 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Materialart: Digitale Medien
    Bibliothek Standort Signatur Band/Heft/Jahr Verfügbarkeit
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  • 79
    Digitale Medien
    Digitale Medien
    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 89-99 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: On présente une méthode pour évaluer la contribution du recouvrement des éléments de matrice entre des déterminants de Slater construits à partir de produits de spin-orbitales non-orthogonales. Cette méthode est basée sur une formulation employant les co-facteurs de la matrice. On donne des prescriptions pour le calcul rapide des co-facteurs nécessaires. Cette méthode est très convenable pour l'évaluation des intégrales comportant des opérateurs à un, deux et trois électrons, tels que l'on retrouve dans les calculs des interactions de configurations, des matrices de densité, des fonctions des coordonnées interélectroniques, etc.
    Kurzfassung: Es wird eine Methode für die Berechnung des Überlappungs beitrags der Matrizenelemente zwischen Slaterdeterminanten beschrieben, die von nicht-orthogonalen Spin-orbitalen konstruiert sind. In dieser Methode werden die algebraischen Komplemente der Überlappningsmatrize angewendet. Vorschriften für die schnelle Berechnung der notwendigen Komplemente werden beschrieben. Die Methode ist speziell gut geeignet für die Berechnung solcher Integrale über Ein-, Zwei-, und Drei-Elektronenoperatoren, die man in Konfigurationswechselwirkungsberechnungen, Dichtematrixberechnungen, Berechnungen mit Funtionen von interelektronischen Koordinaten, etc., braucht.
    Notizen: A method is presented for evaluating the overlap contribution to matrix elements over Slater determinantal wave functions formed from products of nonorthogonal spin orbitals. The method utilizes the overlap cofactor formulation for matrix elements. Prescriptions are given for rapid computation of the necessary cofactors. The method is particularly well suited to the evaluation of integrals over one-, two-, and three-electron operators, such as are encountered in conventional configuration interaction calculations, density matrix evaluations, calculations using functions of interelectronic coordinates, etc.
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  • 80
    Digitale Medien
    Digitale Medien
    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 109-128 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: L'état fondamental des systèmes atomiques à deux électrons est décrit par des fonctions variationelles “échellonnées” de type \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$$ \phi _{\alpha k} = e^{ - (Z - 1 + e^{ - \alpha kr})kr} $$\end{document} et \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$$ \phi _{\beta \alpha k} = e^{ - (\beta + e^{ - \alpha kr})kr} $$\end{document} Le “scale factor” k a été introduit pour satisfaire au théorème du viriel. Sauf l'énergie totale, on a calculé les valeurs moyennes de plusieurs opérateurs à un électron. Ces résultats ont été comparés aux ceux obtenus avec d'autres fonctions variationelles.La fonction φαk déjà représente une bonne approximation de la solution Hartree-Fock, tandis qu'avec la fonction φβαk les résultats Hartree-Fock sont pratiquement reproduits.
    Kurzfassung: Variationsfunktionen mit einem Koordinatenstreckungsfaktor k, von der Form \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$$ \phi _{\alpha k} = e^{ - (Z - 1 + e^{ - \alpha kr})kr} $$\end{document} und \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$$ \phi _{\beta \alpha k} = e^{ - (\beta + e^{ - \alpha kr})kr} $$\end{document} werden auf den Grundzustand atomarer Zweielektronensysteme angewendet. Der Faktor k wird eingeführt um dem Virialsatz zu befriedigen.Ausser der Energie werden Mittelwerte von mehreren Einelektronoperatoren berechnet und mit entsprechenden Resultaten für andere Variationsfunktionen verglichen.Die Funktion φαk schon representiert eine gute Annäherung zu der Hartree-Fock-Lösung, während mit der Funktion φβαk die Hartree-Fock-Resultate praktisch reproduziert werden.
    Notizen: Scaled variational functions of the form \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ \phi _{\alpha k} = e^{ - (Z - 1 + e^{ - \alpha kr})kr} $\end{document}, where Z is the nuclear charge and α is a parameter, and \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ \phi _{\beta \alpha k} = e^{ - (\beta + e^{ - \alpha kr})kr} $\end{document}, where both α and β are parameters, are used for the description of the ground state of atomic two-electron systems in the independent particle model. The scale factor k has been introduced in order to satisfy the virial theorem.Apart from the energy, a number of one-electron expectation values have been calculated and the results are compared with those obtained from other variational functions.The function φαk yields already a good approximation to the Hartree-Fock solution whereas with the function φβαk the Hartree-Fock results are practically reproduced.
    Zusätzliches Material: 13 Tab.
    Materialart: Digitale Medien
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  • 81
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: Jusqu ici les calculs des orbitales moléculaires des états électroniques des cristaux linéaires mixtes ont été restreints aux systèmes binaires tels que AB, AB2 et A2B2. Dans le présent ouvrage on généralise ces calculs aux cristaux, dont les cellules élementaires contiennent un nombre arbitraire d'atomes différents dans une suite ordonnée quelconque. La formulation de cette théorie généralisée est basée sur la méthode de la résolvante. Bien que cette méthode permette une discussion des propriétés générales des états délocalisés et localisés, on peut aussi déduire des équations générales les cas plus simples, qui sont déjà résolus dans la littérature. De plus la classification des états de Tamm et de Shockley garde sa signification, měme dans le cas où il existe aussi d'autres types d'états. Comme dans les études précédentes les états de chémisorption sont associés à des états de surface; ils ont aussi des propriétés semblables. La méthode de la résolvante est résumée dans l'appendice. On discute le rapport entre cette méthode-ci et la téchnique de partition.
    Kurzfassung: Bis nun sind Molekülorbitalberechnungen für die elektronischen Zustände linearer, gemischter Kristallen zu binären Systemen wie AB, AB2 und A2B2 begrenzt worden. In diesem Aufsatz werden diese Berechnungen zu solchen Kristallen ausgestreckt, deren Elementarzellen eine beliebige Anzahl verschiedener Atomen in eine beliebige, geordnete Fofge enthalten. Die Formulierung dieser verallgemeinerten Theorie ist auf der Resolvent-methode basiert. Obgleich man mit dieser Methode allgemeine Eigenschaften delokalisierter und lokalisierter Zustände diskutieren kann, können auch die einfachen Fälle, die schon in der Literatur gelöst sind, von der allgemeinen Gleichungen hergeleitet werden. Die Klassifikation der Tamm und Shockley Zustände behaltet ihre Bedeutung, eben wenn andere Arten von Zuständen existieren können. Wie in früheren Studien werden die Chemisorptionszustände mit Oberflächenzustände korreliert. Sie haben auch ähnliche Eigenschaften. Die Resolventmethode wird im Appendix zusammengefasst. Ihre Verbindung mit der Partitionsmethode wird gezeigt.
    Notizen: Up to now molecular-orbital calculations of the electronic states of linear mixed crystals have been concerned only with binary systems such as AB, AB2, and A2B2. The purpose of the present treatment is to extend this work to crystals whose elementary cells contain any number of different atoms in any ordered sequence. The formulation of this general theory is based on the resolvent method. Although the approach enables the general properties of delocalized and localized states to be discussed, the more simple cases already solved in the literature can still be easily derived from the general equations. Furthermore, the classification of Tamm and Shockley states retains its significance, even when other kinds of states can occur and various transitions between the clear cut cases can exist. As in earlier investigations, the chemisorption states are related to surface states and have similar properties. The resolvent method is summarized in the Appendix and its connection with the partition technique is shown.
    Materialart: Digitale Medien
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  • 82
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: Des méthodes différentes pour le calcul des énergies d'interaction intermoléculaire ont été comparées dans une application a des configurations de type ADN à deux chaines. L'interaction totale a été décomposée en parties différentes pour permettre des combinaisons optimales des méthodes existantes. On propose une méthode nouvelle pour calculer l'interaction de dispersion entre les électrons σ d'une molécule et les électrons π d'une autre. Les résultats ont été condensés dans un grand nombre de tablaux.
    Kurzfassung: Methoden für die Berechnung intermolekulare Wechselwirkungsenergien werden in Anwendungen auf Konfigurationen von DNA-Typ zwischen Basen verglichen. Die Gesamtwechselwirkung wird in solche Teilen zerlegt, die optimale Kombinationen der existierenden Methoden gestatten. Es wird eine neue Methode für die Berechnung der Dispersionswechselwirkung zwischen den σ-Elektronen eines Moleküls und den π-Elektronen eines anderen vorgeschlagen. Die Resultate sind in Tabellen zusammengefasst.
    Notizen: Methods for calculating intermolecular interaction energies are evaluated in a specific application to double-stranded DNA-like configurations between bases. The total interaction is decomposed in such a way, that existing methods can be hybridized so that each method can be utilized to its best advantage. In addition, a new method is suggested for the computation of the dispersion interaction between the σ-electron system of one molecule and the π-electron system of the other. Results of various approaches applied to base pairs and double-stranded dimers are summarized and compared in a number of tables.
    Zusätzliches Material: 6 Tab.
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  • 83
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    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 265-279 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: On a étudié l'importance des orientations moléculaires pour le transfert d'énergie vibrationelle-translationelle entre des molécules diatomiques. On admet que le potentiel dépend des angles et l'on en calcule la moyenne sur les orientations et les vibrations des molécules. Pour I2—I2 et Cl2—CI2 on trouve que la probabilité moyenne de transition vibrationelle pour une collision colinéaire est surestimée de grands facteurs (1/γ) relatif à ce qu'on obtient en considérant toutes orientations moléculaires possibles. A 3000K, 1/γ = 34.4 pour I2—I2 et 17.6 pour Cl2—Cl2, tandis que pour N2—N2 on trouve 6.8 et pour O2—O2 5.9. On démontre aussi que 1/γ diminue rapidement quand la température augmente. A 20000K, 1/γ ≈ 3 pour I2—I2, Cl2—Cl2, et N2—N2 tandis que 1/γ ≈ 2.5 pour O2—O2. En général 1/γ est très grand pour les températures basses (〈10000K) si les molécules sont grandes et quand les forces d'interaction sont fortes et attractives.
    Kurzfassung: Die Bedeutung molekularer Orientierungen für die Übertragung von Schwingungs-und Translationsenergien zwischen zweiatomigen Molekülen wurde untersucht. Es wurde eine Winkelabhängige Potentialfunktion angenommen. Der Mittelwert über den Orientierungen und Schwingungen der zusammenstossenden Moleküle wurde dann berechnet. Für I2—I2 und Cl2—Cl2 erwies sich dass die berechneten Mittelwerte der Schwingungsübergangswahrscheinlichkeiten für einen kolinearen Stoss mit grossen Faktoren (1/γ) überschätzt ist, im Vergleich zum Fall wenn alle möglichen molekularen Orientierungen betrachtet sind. Bei 3000K, 1/γ = 34.4 für I2—-I2 und 17.6 für Cl2—Cl2, während für N2—N2 1/γ = 6.8 und für O2—O2 1/γ = 5.9. Es wurde auch gezeigt dass 1/γ sehr schnell abnimmt, wenn die Temperature wächst. Bei 20000K, 1/γ ≈ 3 für I2—I2, Cl2—Cl2, und N2—N2 während für O2—O2, 1/γ ≈ 2.5. In allgemeinen ist 1/γ sehr gross bei tiefe Temperaturen (〈10000K) wenn die Moleküle gross sind und wenn starke Attraktionskräfte zwischen ihnen wirken.
    Notizen: The importance of molecular orientations for vibrational-translational energy transfers between diatomic molecules has been investigated. An angle-dependent potential function is assumed, and it is averaged over the orientations and vibrations of colliding molecules. For I2—I2 and Cl2—Cl2, it is found that the calculated average vibrational transition probability for a colinear collision is over-estimated by large factors (1/γ) compared to that obtained when all possible molecular orientations are considered. At 3000K, 1/γ = 34.4 for I2—I2 and 17.6 for Cl2—Cl2, while it is 6.8 and 5.9 for N2—N2 and O2—2, respectively. It is also shown that 1/γ decreases rapidly as temperature increases. At 20000K, 1/γ ≈ 3 for I2—I2, Cl2—Cl2, and N2—N2, while it is ≈ 2.5 for O2—O2. In general, when the molecules are large, and when strong attractive forces act between them, 1/γ is very large at low temperatures (〈10000K).
    Zusätzliches Material: 3 Ill.
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  • 84
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: Les procédés développés dans un article antérieur (I) sont appliqués au centre F, dans KCl. Nous espérons de pouvoir donner une base théorique solide à l'application des méthodes de type Hartree-Fock au probléme du centre F, en calculant d'une manière consistante la grandeur et l'effet des approximations faites en général dans les traintements moins complets. One démontre que les approximations d'ions ponctuels et du champ cristallin avec considération partielle des effets d'échange sont des cas spéciaux de nos résultats. Les fonctions d'onde et les énergies sont calculées pas à pas à chaque niveau d'approximation de notre modèle. Les fonctions obtenues par le modéle d'ions ponctuels ne sont pas de bonnes approximations aux fonctions d'onde finales. Nos résultats montrent qu'il est nécessaire de considérer les effets d'échange associés aux deux premières couches de voisins au moins, puisqu'ils sont du même ordre de grandeur que les termes du modéle d'ions ponctuels. On a examiné le recouvrement de la fonction du centre F avec les fonctions ioniques jusqu'aux voisins du sixiéme ordre. L'énergie d'absorption du centre F calculée est 0.1619 Ry ce qu'il faut comparerà l'énergie observée de 0.170 Ry. Les termes de contact de la structure magnétique hyperfine ont été calculés pour les deux premiéres couches d'ions voisins, au moyen de fonctions orthogonalisées approchées, ce qui donne 29.7 Mc/h pour les voisins K+ et 10.9 Mc/h pour les ions C1-. Les valeurs expérimentales correspondantes sont 21.6 et 7.0. En tenant compte de ces différences et des valeurs très basses des énergies monoélectroniques, on conclue qu'il est nécessaire pour le calcul des fonctions d'onde et des niveaux d'énergie absolus plus corrects, des centres F, de considérer les effets de polarisation électronique et ionique sur les états d'ionisation cristallins.
    Kurzfassung: Die Methoden eines vorläufigen Artikels (I) werden auf dasF-Zentrum in KC1 benutzt. Es ist unsere Absicht, die Anwendungen Hartree-Fockscher Methoden aufF-Zentra, auf einer festen theoretischen Grundlage zu setzen. Dies wurde durch eine systematische Berechnung der Grösse und des Effekts der Annäherungen, die in weniger vollständigen Behandlungen gemacht sind, getan. Es wird gezeigt, dass die gewöhnlichen Punkt-Ionen-Näherungen und Kristallfeldnäherungen Spezialfalle unserer Resultate sind. Wir berechnen Wellenfunktionen und Energien für jede der verschiedenen Näherungsstufen, die in unseres Modell möglich ist. Wir finden dass die Funktionen der Punkt-Ionen-Näherung gute Annäherungen der genauen Funktionen nicht sind. Unsere Resultate zeigen dass Austau-scheffekte mit zum mindesten den zwei ersten Nachbarschalen berücksichtigt werden müssen, da sie von derselben Grössenordnung als gewisse Glieder der Punkt-Ionen-Näherung sind. Überlappungen der F-Zentrum-Funktion mit Ionenfunktionen bis zu den sechsten Nachbaren werden betrachtet. Die berechnete Absorptionsenergie des F-Zentrums ist 0.1619 Ry was mit die gemessene Energie 0.1 70 Ry verglichen werden kann. Die magnet-ischen Hyperfeinstrukturkontaktglieder wurden für die zwei ersten Nachbarschalen mit annähernd orthogonalisierten Funktionen berechnet, was 29.7 Mc/h für das K+ Ion und 10.9 Mc/h für das C1- Ion gab. Die gemessenen Werte sind 21.6 und 7.0. Im Hinblick auf diese Unterschiede und die sehr tiefen Werte der Einelektronenenergien wird es geschlossen, dass die Polarisierungseffekte der Elektronen und der Ionen in den Ionisierungs-Zuständen des Kristalls in Betracht gezogen müissen, urn genaue Wellenfunktionen und absolute Energieniveaus des F-Zentrums zu berechnen.
    Notizen: We apply the techniques of a previous paper (I) to the F center in KCl. Our purpose is to place the application of Hartree-Fock methods to the F center on a firm theoretical basis by calculating in a consistent manner the magnitude and effect of approximations commonly made in less complete treatments. It is shown that the familiar point-ion approximations and crystal-field approximations with partial consideration of exchange effects are special cases of our results. We compute wave functions and energies step by step for each of the various levels of approximation possible with our model. It is found that the functions resulting from the point-ion model are not good approximations to the final wave functions. Our results show that exchange effects with at least the first two shells of nearest neighbors should be considered since they are of the same order of magnitude as terms in the point-ion model. Overlaps of the F-center function with ion functions out to sixth neighbors are considered. The absorption energy for the F center is calculated to be 0.1619 Ry as compared with the experimentally observed energy of 0.170 Ry. The magnetic hyperfine structure contact terms are calculated for the first two shells of nearest neighbor ions, using approximate orthogonalized functions, and found to be 29.7 Mc/h for the nearest neighbor K+ ions and 10.9 Mc/h for the next nearest neighbor Cl- ions. The experimentally observed values are 21.6 and 7.0, respectively. Given these differences and the excessively low values of the one-electron energies, it is concluded that electronic and ionic polarization effects in the ionized crystal states must be considered to calculate accurate F-center wave functions and absolute energy levels.
    Zusätzliches Material: 8 Ill.
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  • 85
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    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 321-321 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
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  • 86
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    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 281-296 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: Les structures éectroniques et les spectres de la 2-chloropurine héterocyclique, non-alternante et de ses analogues ont été calculés par des méthodes MO différentes: HMO, ω-SCF-HMO (ω=1.4 et 0.5), et PPP-SCF-ASMO-CI. Les énergies des états triplets ont été calculé es au moyen de la derniére méthode. On trouve en général, au moins du point de vue “sémi-quantitatif”, des résultats consistants pour les propriétés de 1'état fondamental, en comparant les méthodes différentes. Les états excités des molécules ne sont pas traités en comparant les méthodes différentes. Les états excités des molécules ne sont pas traités d'une maniére satisfaisante par les méthodes HMO et ω-SCF, ce qui était prévu. Cependant la méthode PPP donne un accord excellent entre les énergies de transition π-π* observéeset calculées. II nous semble que la consistance “sémi-quantitative” des propriétés de 1' état fondamental justifie 1'application limitée en biologie moléculaire des méthodes simples comme HMO et ω(=0.5)-SCF.Les résultats sur la géométrie moléculaire, les moments dipolaires, les potentiels d'ionization, la reactivité de la xanthine oxidase et les spectres ont été discutés en tenant comtedes substitutions halogénoides dans la base purique. L'importance de ces résultats-ci pour I'emploi biologique des purines substitutées a été discutée briévement.
    Kurzfassung: Elektronstrukturen und Spektra nicht-alternierendes, heterozyklisches 2-chloropurins und analoger Moleküle wurden mit verschiedenen MO-Methoden: HMO, ω-SCF-HMO (ω =1.4 und 0.5), und PPP-SCF-ASMO-CI, berechnet. Die Energien der Triplettzustäade wurden mit der letzten Methode berechnet. Im allgemeinen findet man für die Eigenschaften des Grundzustands, dass die Resultate der verschiedenen Methoden wenigstens in “semi-quantitativer” Weise übereinstimmend sind. Wiie erwarter werden die angeregten Zustände der Moleküle nicht in befriedigender Weise mit den HMO- and ω-Methoden behandelt. Eine vortreffliche Übereinstimmung zwischen den beobachteten und berechneten π-π*- Übergangsenergien wurde aber in der PPP-Methode erhalten. Im Hinblick auf die “semiquantitative” Übereinstimmung der Eigenschaften des Grundzustands scheint es rechtgefertigt einfache Methoden wei HMO und ω(= 0.5)-SCF für begrenzte Anwendungen in Molekularbiologie zu benutzen.Die Resultate für die molekulare Geometrie, die Dipolmomente, die Ionisierungsspannungen, die Xanthine-Oxidas-Reaktivität und die Spektra wurden im Hinblick auf Halogensubstitutionen in der Purinbasen diskutiert. Die Bedeutung dieser Resultate für die biologische Anwendung substituierter Purine wird kürzlich beschrieben.
    Notizen: Electronic structures and spectra of “non-alternant” heterocyclic 2-chloropurine and its analogs have been computed with different MO techniques, namely, HMO, ω-SCF-HMO (ω = 1.4 and 0.5), and PPP semiempirical SCF-ASMO-CI. Triplet-state energies have been calculated by the last method. In general, it is found that at least semiquantitatively consistent results on the ground-state properties of the molecules are obtained from the different MO methods. As expected, excited states of the molecules are not satisfactorily treated by the HMO and σ techniques. However, an excellent agreement between the observed and calculated π-π* transition energies has been obtained with the PPP method. In view of the semiquantitative consistency of the ground-state properties, the use of simple methods such as HMO and ω(=0.5)-SCF techniques is justifiable for limited application to molecular biology.Results on the molecular geometry, dipole moments, ionization potentials, xanthine oxidase reactivity and spectra have been discussed with regard to the halogen substitutions in the purine base. The significance of these results with reference to the biological uses of substituted purines is briefly described.
    Zusätzliches Material: 3 Ill.
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  • 87
    Digitale Medien
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    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 599-605 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: La formule approximative de Preuss pour les surfaces d'énergie des molécules à plusieurs centers fait usage des “associations atomiques” pour le calcul de certaines constantes. Un programme LISP a été développé pour calculer toutes les “associations atomiques” d'une molécule donnée, en tenant compte des dégénérescences de permutation possibles. A titre d'exemple on donne les “associations atomiques” de l'alcool de méthyle. La plus grande molécule étudiée jusqu'ici est l'alcool d'éthyle, done les 289 associations différentes ont été obtenues en 3 minutes, y compris le temps de compilation. Sans tenir compte de la dégénerescence de permutation on aurait dù considérer 21147 “associations atomiques” pour cette molécule-ci, ce qui aurait été impossible à cause limitations de l'ordinateur en question.
    Kurzfassung: Eine von H. Preuss angegebene Näherungsformel für die Energiehyperfläche von mehrzentrigen Molekülen benutzt zur Berechnung der in ihr vorkommenden Konstanten die sogenannten Atomassoziationen des Moleküls. Es wurde ein LISP-Programm ent-wickelt, das die Berechnung sämtlicher verchiedener Atomassoziationen eines Moleküls unter Berücksichtigung eventuell vorhandener Permutationsentartung durchführt. Als Beispiel werden die Atomassoziationen von Methylalkohol angegeben. Das grösste bis jetzt behandelte Molekül ist das Äthylalkohol-Molekü. Seine 289 verschiedenen Atom-assoziationen wurden in 3 min Rechenzeit einschliesslich Kompilationszeit erhalten. Ohne Berücksichtigung der Permutationsentartung hätten fü dieses Molekü 21147 Atom-assoziationen berücksichtigt werden müssen, was die durch Speicherkapazität und Rechengeschwindigkeit gesetzten Grenzen weit überstiegen hätte.
    Notizen: Preuss's approximation formula for energy surfaces of multicentered molecules uses the “atomic associations” of the molecule to calculate certain constants. A LISP program was developed which calculates all atomic associations of a given molecule taking into consideration possible permutation degeneracy. As an example the atomic associations of methyl alcohol are listed. The largest molecule under study so far is ethyl alcohol. Its 289 different atomic associations were obtained in 3 min including compilation time. Not using the permutation degeneracy one would have had to consider 21147 atomic associations for this molecule, a task unfeasible from memory space and computing time limitations.
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  • 88
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    Digitale Medien
    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 761-784 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: Des bornes supérieures et inférieures pour les polarisabilités et pour les interactions à longue distance des atomes et des molécules sont déduites en usant des inégalités pour opérateurs.Les formules pour les forces de dispersion et les forces non-additives à trois corps, sont données en termes des S(k) rapportés, par régles de somme, avec des propriétés des systèmes séparés.Quelques approximations déjà connues sont obtenues, mais avec information additionelle sur leur nature, ainsi que plusieurs inégalités nouvelles. Leur intérět est qu'elles donnent des bornes explicites et rigoureuses renfermant des quantités accessibles à partir des données experimentales.
    Kurzfassung: Obere und untere Grenzen für die Polarisierbarkeiten und für die “long-range” Wechselwirkungen zwischen Atomen und Molekülen wurden mittels Operatorungleichungen hergeleitet. Die Formeln für die Dispersionskräfte und die nichtadditiven Dreikörperkräfte sind in den S(k), die durch Summenregeln mit den Eigenschaften der getrennten Systeme in Verbindung stehen, ausgedrückt.Einige schon bekannte Annäherungen wurden erhalten, aber mit zusätzlicher Information über ihre Beschaffenheit. Mehrere neuen Ungleichungen wurden hergeleitet, die explizite und strenge Grenzen geben, welche in solchen Grössen ausgedrückt sind, die aus experimentellen Tatsachen berechnet werden können.
    Notizen: Upper and lower bounds to polarizabilities, and long-range interactions of atoms and molecules are derived using operator inequalities.The formulae for the dispersion and the three-body non-additive forces are given in terms of the S(k), related by sum rules to properties of the separated systems.Some known approximations are obtained but with additional information about their nature, as well as several new inequalities. Their interest is that they give explicit and rigorous bounds involving quantities available from experimental data.
    Materialart: Digitale Medien
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  • 89
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    Digitale Medien
    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 801-805 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: L'approximation d'une combinaison linéaire des orbitales de Slater en termes de fonctions Gaussiennes est un problème d'optimisation multi-paramétrique. On présente des formules pour l'évaluation du gradient de recouvrement dans un espace paramétrique, et une méthode alternative pour l'évaluation du gradient, qui posséde une application générale. Cette technique permet l'évaluation exacte d'une dérivée sans dérivation et programmation de son expression analytique.
    Kurzfassung: Die Entwicklung der Gaussfunktionen einer Linearkombination von Slaterfunktionen ist eine Optimalisierungsproblem von manchen Parametern. Ausdrücke für die Berechnung des Gradients der Überlappungsintegrale in einem Parameterraum werden hier angegeben. Eine andere Methode der Berechnung des Gradients, die allgemeine Anwendbarkeit besitzt, wird auch beschrieben. Diese Technik lässt die exakte Berechnung einer Ableitung zu, ohne seinen analytischen Ausdruck zu derivieren und programmieren.
    Notizen: The approximation of a linear combination of Slater-type orbitals in terms of Gaussian functions is a many-parameter optimization problem. Formulas for computation of the gradient of the overlap in parameter space are reported. An alternative method of computing the gradient is described, which is of general applicability. This technique permits the exact evaluation of a derivative, without derivation and programming of its analytic expression.
    Materialart: Digitale Medien
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  • 90
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    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 857-866 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: L'effet de corrélation pour les systémes atomiques de trois et quatre éléctrons a été considéré en modifiant les potentiels des interactions éléctroniques dans les équations de Hartree-Fock. Les énergies de corrélation obtenues pour Li, Be+, B2+, Li-, Be et B+ différent moins que 25 pour cent des valeurs exacts.
    Kurzfassung: Der Korrelationseffekt für drei und vier Elektronen-Atom-Systeme wurde mit Hilfe der Modifikation der elektronischen Wechselwirkungspotentiale in der Hartree-Fock Gloichnung berücksichtigt. Die Differenzen zwischen den exakten und berechneten Korrelationsenergiewerten für Li, Be+, B2+, Li-, Be und B+ sind niedriger als 25%.
    Notizen: The correlation effect for three- and foru-electron atomic systems has been taken into account by modifying the potentials of the electron interactions appearing in the Hartree-Fock equations. The correlation energies obtained for Li, Be+, B2+, Li-, Be and B+ differ by less than 25 percent from the exact values.
    Zusätzliches Material: 2 Tab.
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  • 91
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    Digitale Medien
    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 431-431 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Materialart: Digitale Medien
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  • 92
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    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 413-430 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: Une théorie de perturbation est décrite qui est basée sur l'équation de Schrödinger dependant du temps; l'interaction électrostatique des électrons est considerée, l'interaction, des spins est negligée. En prenant des fonctions d'onde, données par la méthode de la densité projetée des électrons decrite en Part I, les énergies des états électroniques excités sont calculées. Les spectres électroaiques de quclqucs porphyrines sont calculés et sont trouvés en bon accord avec l'expérience.
    Kurzfassung: Es wird eine Störungstheorie dargostellt, die auf der zeitabhängigen Schrödinger-gleichung beruht; Coulombwechselwirkungen werden berücksichtigt, Spineigenschaften vernachlässigt. Wellenfunktionen, die nach der in Teil I beschriebenen Methode der projizierten Elektronendichte erhalten wurden, werden als Basissatz verwendet, und die Energien von angeregten π-Elektronenzuständen werden berechnet. Für eine Reihe von Porphyrinen werden die Elektronenspektren berechnet, und es wird eine gute Über-einstimmung mit dem Experiment festgestellt.
    Notizen: A perturbation theory based on the time-dependent Schrödinger equation is presented; Coulombic interactions are taken into account and spin properties are neglected. Using wave functions given by the projected electron density method described in Part I as a basis set the energies of excited π-electron states are calculated. For a series of porphyrin compounds the electronic spectra are calculated and are found to be in good agreement with experiment.
    Zusätzliches Material: 4 Ill.
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  • 93
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    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 463-470 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: Les méthodes Hückel MO et SCF-ASMO-CI (sémi-empirique) ont été employées pour calculer des énergies de transition de sept tautoméres possibles de la flavine et de deux imino-flavines (bases de Schiff). Les énergies de transition calculées indiquent que la tautomérie et la formation de bases de Schiff sont accompagnées d'un déplacement bathochrome par rapport au spectre d'absorption de la riboflavine. Ce déplacement est particuliérement prononcé dans le cas des formes énoliques de la molécule d'isoalloxazine. Les tautomères énoliques ont aussi ses niveaux triplets les plus bas bien au-dessous des triplets des autres tautomères. On discute la signification de ces résultats.
    Kurzfassung: Die Hückelsche MO-Methode und die halb-empirische SCF-ASMO-CI-Methode wurden für die Berechnung der Übergangsenergien sieben möglicher Flavintautomeren und zwei Iminoflavinen (Schiffscher Basen) benützt. Die berechneten Übergangsenergien zeigen dass die Tautomerie und die Bildung Schiffscher Basen mit einer bathochromischen Verschiebung hinsichtlich des Absorptionsspektrums des Riboflavins verbunden ist. Diese Verschiebung ist im Falle der 4-Enolformen des Isoalloxazinmoleküls besonders ausgeprägt. Die 4-Enoltautomere haben auch tiefste Triplettniveaus wohl unter den Tripletten anderer Tautomeren. Die Bedeutung dieser Resultate wird diskutiert.
    Notizen: The Hückel MO and semiempirical SCF-ASMO-CI methods have been employed to calculate transition energies of seven possible flavin tautomers and two imino flavins (Schiff bases). The calculated spectral transition energies indicate that the tautomerism and Schiff base formation are accompanied by a bathochromic shift with reference to the absorption spectrum of riboflavin. This shift is especially pronounced in the case of the 4-enol forms of the isoalloxazine molecule. The 4-enolic tautomers also have lowest triplet levels well below the triplets of other tautomers. The significance of the results has been discussed.
    Zusätzliches Material: 2 Ill.
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  • 94
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    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 521-530 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: On a observé que certains substituants introduits sur un système acénique peuvent changer le lieu de la fixation de l'oxygène au cours de la photooxydation. Ce fait ne peut ětre interprété en calculant les énergies de paralocalisation. L'hypothèse d'un complexe intermédiaire correspondant à une extension du systeme délocalisé permet au contraire de rendre trés bien compte des résultats expérimentaux.
    Kurzfassung: Es wurde bemerkt, dass gewisse Substituenten, die in Acenderivaten eingeführt sind, den Anheftungsplatz des Sauerstoffs während der Photooxydation verändern können. Dieses Phänomen kann nicht mit einer Berechnung der Paralokalisierungsenergien erklärt werden. Wenn aber ein intermediürer Komplex eingeführt wird, was einer Erweiterung der delokalisierten Bindung entspricht, ist es möglich eine befriedigende Erklärung der experimentellen Tatsachen zu geben.
    Notizen: It has been observed that some substituents introduced in acenic derivatives are able to change the site of the fixation of oxygen during photooxidation. It is not possible to interpret this phenomenon by calculating the paralocalization energies. However, if an intermediate complex is introduced, which corresponds to an extension of the delocalized bond, a satisfactory explanation of the experimental results is possible.
    Zusätzliches Material: 3 Tab.
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  • 95
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    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 509-520 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: Pour améliorer la convergence du développement de perturbation de Hylleraas-Scherr-Knight-Midtdal pour les énergies et les fonctions propres de l'état fondamental de la série isoélectronique à l'atome de hélium, on a transféré le terme r〉-1 à I'hamiltonien d'ordre zéro. Ce terme-ci domine la perturbation ordinaire, r12-1, dans l'état fondamental de ces systèmes, et en le soustrayant de H(1) on réduit, en quelque sens, la grandeur de la perturbation. Pour trouver la fonction propre exacte de l'Hamiltonien d'ordre zéro, il fǔt nécessaire d'ajouter à H(0) deux termes supplémentaires qui contiennent la fonction delta, δ(r1 - r2) = δ(r〈 - r〉) ainsi qu'un terme du měme type àH(1). Des fonctions propres approchées du premier et du second ordre ont été calculées par une méthode variationnelle, ce qui donne des énergies jusqu'au cinquième ordre. Les résultats sont décourageants. Bien que les erreurs des énergies du cinquième ordre soient assez petites pour He, Li+, et Be2+, elles sont plus grandes que les erreurs correspondantes de la méthode conventionnelle. On discute les raisons de cet échec. Dans un appendice on examine un “paradoxe”, noté par Snyder et Parr.
    Kurzfassung: In einem Versuch die Konvergenz der Hylleraas-Scherr-Knight-Midtdal-schen Störungsentwicklung für die Energien und die Eigenfunktionen des Grundzustands der mit He isoelektronischen Reihe, wurde das Glied r〈-1 im Hamiltonoperator nullter Ordnung eingeschlossen. Dieses Glied dominiert die gewöhnliche Störung r12-1 im Grundzustand dieser Systeme, und wenn es von H(1) abgezogen wird, können wir die Grösse der Störung vermindern. Um die exakte Eigenfunktion des Hamiltonoperators nullter Ordnung zu finden, erwies es sich notwending in H(0) zwei weitere Glieder einzuführen, die die Deltafunktion δ(r1 - r2) = δ(r 〈 = r〉) enthalten. Auch in H1 musste ein solches Glied eingeführt werden. Approximative Eigenfunktionen erster und zweiter Ordnung wurden mit einer Variationsmethode berechnet, was Energien zur fünften Ordnung gab. Die Resultate sind enttäuschend. Die Fehler in den Energien fünfter Ordnung für He, Li+, Be2+, obgleich ganz klein, sind grösser als die entsprechenden Fehler in der gewöhnlichen Störungsmethode. Mögliche Gründe dieses Misslingen werden diskutiert. Ein “Paradoxon”, das von Snyder und Parr notiert worden ist, wurde in einem Anhang untersucht.
    Notizen: In an attempt to improve upon the convergence properties of the Hylleraas-Scherr-Knight-Midtdal perturbation expansion for the ground-state energies and eigenfunctions of the helium isoelectronic sequence, the term r〉-1 is included in the zeroth-order Hamil-tonian. This term dominates the usual perturbation r12-1 for the ground state of these systems, and by removing it from H(1) we substantially reduce, in some sense, its size. In order to find the exact eigenfunction of the resulting zeroth-order Hamiltonian it was found necessary to include in H(0) two additional terms involving the delta function δ(r1 - r2) = δ(r〈 - r〉) and one such term in H(1). Approximate first- and second-order eigenfunctions are calculated variationally giving the energies to fifth order. The results are disappointing. The errors in the energies to fifth order for He, Li+, and Be2+, although quite small, are significantly larger than the corresponding errors in the more conventional perturbation treatment. Reasons for the failure to improve upon the earlier results are discussed. A “paradox” noted some time ago by Snyder and Parr is examined in an Appendix.
    Zusätzliches Material: 2 Tab.
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  • 96
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: La méthode des orbitales moléculaires alternantes (AMO) est plus efficace quand les orbitales moléculaires sont choisies d'une maniére optimale. Une méthode est présentée pour la détermination de la combinaison la plus efficace et pour le choix des orbitales moléculaires. Application aux systémes non-alternants (le fulvéne et l'azuléne) montre qu'on peut obtenir une amélioration substantielle dans la valeur de l'énergie par la détermination optimale des MO.
    Kurzfassung: Die Methode der Alternierenden MO(AMO) ist wirksamer, wenn die MO auf optimale Weise gewählt werden. Es wird ein Verfahren für das beste Paarungs-Schema und die Wahl der MO gegeben. Anwendung an nicht-alternierenden Molekülen (Fulven und Azulen) zeigt, dass man eine wesentliche Verbesserung in der Energie erreichen kann, wenn die optimalen MO angewandt werden.
    Notizen: The alternant molecular orbital method (AMO) is more efficient if the molecular orbitals are chosen in an optimal way. A method is given of how to determine the most effective pairing scheme and how to choose the starting molecular orbitals. Applications to non-alternant systems (fulvene and azulene) show that one can achieve substantial improvement in the energy by determining the best MO's.
    Zusätzliches Material: 2 Ill.
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  • 97
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: On analyse quelques travaux récents sur des molécules à un et deux électrons. On discute des résultats obtenus de calculs variationnels et des théories de perturbation pour l'état fondamental et pour des états excités. On s'intéresse surtout aux résultats qui sont suffisamment exacts pour permettre des conclusions définies en ce qui concerne ou le systéme ou la méthode.
    Kurzfassung: Neue theoretische Arbeiten über Ein- und Zweielektronenmoleküle werden besprochen. Resultate, die mit der Variationsmethode und der Störungstheorie erhalten worden sind, werden für den Grundzustand und für angeregte Zustände diskutiert. Die Betonung wurde auf solche Resultate gelegt, die genügend genau sind, um bestimmte Schlüsse mit Rücksicht auf entweder das System order die Methode zuzulassen.
    Notizen: Recent theoretical work dealing with one- and two-electron molecules is reviewed. Results obtained using both the variational method and the perturbation theory are discussed for the ground states as well as for excited states of the molecules. Emphasis is placed on those results which are sufficiently accurate to yield definite conclusions with regard to either the system or the method.
    Zusätzliches Material: 1 Ill.
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  • 98
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    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 483-508 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: La méthode de “orbitales différents” (DODS) est reformulée dans le cadre de la théorie des champs. Pour un systéme infini DODS décrit un état antiferromagnétique et pour décrire cet ordre des spins on introduit une factorisation d'un type décrit par Gorkov. On déduit une équation pour le gap correspondant. Une solution non nulle de cette équation indique la présence d'un ordre à longue portée dans le système. Cette formulation est assez générale pour rendre DODS comme un cas spécial. On démontre qu'on peut aussi obtenir une solution ferrimagnétique et une autre de type “onde de densité”.Un type d'antiferromagnétisme est décrit par un état nommé par Overhauser “onde de densité de spin” (SDW); il peut également ětre formulé dans le langage de la théorie des champs. On discute les ressemblances et les différences entre DODS et SDW. Les expressions des énergies des deux états sont données dans le cadre de l'approximation de Hartree-Fock.On propose d'employer l'état SDW pour discuter le problème de corrélation dans les molécules de měme que la méthode DODS.
    Kurzfassung: Es wurde eine feldtheoretische Formulierung der Methode “verschiedene Orbitalen für verschiedene Spins” (DODS) gegeben. Für ein unendliches System beschreibt DODS einen antiferromagnetischen Zustand; um diese Spinordnung zu erklären wurde eine Gorkovfaktorisierung eingeführt. Eine dazu entsprechende Gleichung für den “gap” wurde hergeleitet; eine nichtverschwindende Lösung dieser Gleichung deutet das Vorhandensein einer “long-range” Ordnung im System an. Die Formulierung ist allgemeiner als DODS und gibt DODS als einen Spezialfall. Man kann auch eine ferrimagnetische Lösung und eine “Dichtewellenlösung” herleiten.Ein Typ von Antiferromagnetismus ist von dem Overhauserschen “Spindichte-wellen”-Zustand (SDW) beschrieben; dieser kann auch in einer feldtheoretischen Sprache formuliert werden. Die Ähnlichkeiten und die Unterschiede zwischen DODS und SDW werden diskutiert. Die Energieausdrücke der beiden Zustände werden in der Hartree-Fock-schen Approximation gegeben.Es wurde vorgeschlagen, den SDW-Zustand für das Korrelationsproblem in Molekülen zu benutzen, so wie die DODS-Methode zu diesem Zweck benutzt worden ist.
    Notizen: A field theoretical formulation is given for the method of different orbitals for different spins (DODS). For an infinite system DODS describes an antiferromagnetic state and to account for this spin ordering a Gorkov-type of factorization is introduced. A corresponding gap equation is derived, where a non-zero solution indicates the presence of long-range order in the system. Actually the formulation given is general enough as to render DODS as a special case. As shown, we may also obtain a ferrimagnetic as well as a density wave state solution depending on the special characteristics of the system at hand.A related type of antiferromagnetism is described by the Overhauser spin density wave (SDW) state and also this theory is formulated in a field theoretical language. The similarities and differences between DODS and SDW are discussed. The energy expressions for the two states are given within the Hartree-Fock approximation.It is proposed that the SDW state could be used to partly account for the correlation problem in molecules, as well as the method of DODS which has previously been employed for that purpose.
    Zusätzliches Material: 5 Ill.
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  • 99
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    Digitale Medien
    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 641-649 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: Dans les systèms biologiques on peut présumer une branche de modes électriques longitudinaux dans une région de fréquences entre 1011 et 1012 sec-1. Ceux-ci peuvent ětre associés à des propriétés dipolaires de membrances cellularies, de certaines liaisons récurrentes dans les molécules géntes (tells que des liaisons d'hydrogène) et peut-ětre de poches d'électrons non localisés. Dans le Sections 2 on montre d'une façon toute générale, que si l'on fournit de l'énergie à une telle branche à une certaine vitesse, un état stationnaire sera atteint, dans lequel un seul mode de cette branche est très fortement excité. L'énergie ainsi fournie n'est donc pas complètement thermalisée, mais reste emmagasinée d'une manière bien ordonnée. Cet ordre apparaǐt dans les corrélations de phase à longue portée. Le phénomène a une similarité considérable à la condensation d'un gaz de Bose aux basses températures. Dans le Section 3 on discute de conséquences générales et on propose des expériences.
    Kurzfassung: Man kann erwarten dass biologische Systeme einen Zweig von longitudinalen elektrischen Schwingungen in einem Frequenzbereich zwischen 1011 und 1012 sec-1 haben. Diese sind auf Diploareigenschaften von Zellmembranen, von gewissen Bindungen in Riesenmolekülen (z. B. Wassertoff bindungen) und vielleicht von Taschen von nichtlokalisierten Elektronen gegründet. In Sektion 2 wird im allegemeinen gezeigt, dass wenn Energie mit mehr als einer gewissen Durchschnittsrate einem solchen Zweig zugeführt wird, wird ein stationärer Zustand erreicht, in welchem eine einzige Schwingung dieses Zweigs sehr stark angeregt ist. Die zugeführte Energie ist also ninch vollständig thermalisirt, sondern wird in einer höchst geordnetern Weise gesprichert. Diese Ordnung zeigtsich in Phasenkorrelationen mit langer Reichweite. Das Phänomen hat beträchtlicle Änlichkeiten mit der der Kondensation eines Bosegases bei tiefen Temperaturen. Allegemeine Folgerungen und Vorschläge von Experimenten werden in Sektion 3 diskutiert.
    Notizen: Biological systems are expected to have a branch of longitudinal electric modes in a frequency region between 1011 and 1012 sec-1. They are based on the dipolar properties of cell membranes; of certain bonds recurring in giant molecules (such as H bonds) and possibly on pockets of non-localized electrons. In Section 2 it is shown quit generally that if energy is supplied above a certain mean rate to such a branch, then a steady state will be reached in which a single mode of this branch is very strongly excited. The supplied energy is thus not completely thermalized but stored in a highly ordered fashion. This order expresses itself in long-range phase correlations; the phenomenon has considerable similarity with the low-temperature condensation of a Bose gas. General consequences and proposals of experiments are discussed in section 3.
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  • 100
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    Digitale Medien
    New York, NY : Wiley-Blackwell
    International Journal of Quantum Chemistry 2 (1968), S. 607-640 
    ISSN: 0020-7608
    Schlagwort(e): Computational Chemistry and Molecular Modeling ; Atomic, Molecular and Optical Physics
    Quelle: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Thema: Chemie und Pharmazie
    Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: On étudie des molécules et des groupes d'atomes en collision pour lesquels les fonctions d'onde électroniques ont des valeurs complexes. Les arguments des ces fonctions d'onde ont les coordinneées nucléaires comme paramèters.L'Hamiltonien effectif pour les mouvements nucléaires dans l'approximation adiabatique diffère en ce cas-ci de l'Hamiltonien de l'approximation de Born-Oppenheimer, qu'on obtient en se bornant aux fonctions électoniques avec des valeurs réelles.Las conditions asymptotiques imposées dans la théorie des collisions donnent des “états incidents et sortants” [8], donc des fonctions d'onde ayant des valeurs complexes dans la représentations des coordonnées. L'étude de l'influence de la diffusion électron-molécule sur les mouvements nucléaires réclame l'emploi d'um nouvel Hamiltonien effectif, ce qui donne des résults qui diffèrent de cuex qu'on obtient avec l'opérateur de Born-Oppenheimer. On démontre que les potentiels dépendent des moments qui paraissent dans le nouvel Hamiltonien, peuvent produire des “distortions” dans la structure vibrationnelle de quelques états métastables de “l'électron-molécule”. Ces termes-ci peuvent aussi produire des résonances qu'on ne trouve pas dans l'approximation de Born-Oppenheimer, quand les mouvements dans une coordonnée internucléaire ne sont plus bornés. On déduit des expressions pour les largeurs des niveaux et les formes des raies correspondants, en démontrant qu'elles sont soumises à un effet isotopique.Měme quand on peut employer des fonctions électroniques réelles, il est toujours possible de choisir des fonctions complexes. Bien que les traitements exacts donnent le měme résultat dans les deux cas, on rnontre comment il peut ětre utile dans certaines approx-imations de choisir un argument de la fonction électronique qui est différent de zéro et qui dépend des coordonnées nucléaires. On démontre que pour certains systémes un choix propre de I'argument assure de la convergence, quand l'équation de Lippmann-Schwinger correspondante est itérée. On montre aussi que, de cette façon-ci, un terme d'ordre n dans le développement de la matrice T [8] pour des systémes moléculaires, peut ětre fait aussi petit que l'on veut.
    Kurzfassung: Es werden Molekularten und zusammenstossenden Atomgruppen studiert, deren elektronischen Wellenfunktionen komplexe Werte haben. Die Argumente dieser Funktionen haben die Kernkoorditaten als Parameter.Der effektive Hamiltonoperator für die Kernbewegungen in der adiabatischen Approxi-mation ist in diesem Fall verschieden von dem der gewohnlichen Born-Oppenheimer-Approximation, welche mit reellen elektronischen Funktionen erhalten ist.Die asymptotischen Randbedingungen der Stosstheorie fuhren zu “In- und Aus-Zustände” [8] und daher zu komplexe Wellenfunktionen in der Koordinatendarstellung. Das Studium des Einflusses der Elektron-Molekül-Streuung auf die Kernbewegungen erfordert deswegen einen neuen effektiven Hamiltonoperator, was zu Resultate führt, die verschieden von den der Born-Oppenheimer-operator sind. Es wird gezeigt, dass die von dem Impuls abhängigen Potentiale, die in dem neuen Hamiltonoperator vorkommen, “Verzerrungen” in den Schwingungsstrukturen der rnetastabilen Zustände einiger Elektron-Molekül-Systemen verursachen können. Diese Glieder können auch Resonanzen von “nicht-Born-Oppenheimerschen” Ursprung veranlassen, wenn die Bewegungen in einem Kernverbindungskoordinat unbegrenzt werden. Es werden Ausdrücke für die entsprechenden Niveaubreiten und Linienformen hergeleitet und es wird gezeigt, dass sie einem Isotopeffekt unterworfen sind.Auch wenn reelle elektronische Funktionen angewendet werden können, ist es möglich komplexe Funktionen zu wählen. Obgleich exakte Behandlungen zu demselben Resultat in beiden Fallen fuhren, wird es gezeigt, dass in gewissen Approximationen die Wahl eines Arguments der elektronischen Funktion, das nicht verschwindet und das von den Kernkoordinaten abhangig ist, nutzlich sein kann. Es wird gezeigt, dass fur gewisse Systeme eine geeignete Wahl des hrguments die Konvergenz sicherstellt, wenn die entsprechende Lipprnann-Schwingersche Gleichung iteriert wird. Es wird auch gezeigt, dass in dieser Weise, ein Glied n-ter Ordnung in der Entwicklung der T-Matrix [8] fur Molekulsysteme willkurlich klein gemacht werden kann.
    Notizen: Moleculer species and colliding groups of atoms are considered for which the electronic wave functions are complex-valued, having arguments that depend parametrically on the nuclear coordinates.The effective Hamiltonian for nuclear motions in the adiabatic approximation that arises in the present case differs from the ordinary Born-Oppeneheimer Hamiltonian, the latter being obtained when restriction to real-valued electronic functions is made.The asymptotic boundary conditions imposed in collision theory lead to in- and out- states [8], and hence to complex-valued wave functions in the coordinate representation. The study of the influence of electron-molecule scattering on nuclear motions therefore necessitates the use of the new effective Hamiltonian, which leads to results differing from those predicted on the basis of the Born-Oppenheimer operator. It is shown that momentum-dependent potentials occurring in the new Hamiltonian might cause “distortions” to the vibrational patterns of some electron-molecule metastable states. Also, these terms can give rise to non-Born-Oppenheimer resonances when motions in an internuclear coordinate become unbounded. We derive expressions for the relevant level widths and line shapes, showing them to be subject to an isotope effect.Even when real-valued electronic functions may be used, the selections of complex-valued functions in their linear span is still optional. Although exact treatments lead to the same results in both real and complex cases we show how the choice of the argument of the electronic function to be non-zero and dependent on nuclear coordinates may be useful for the application of certain approximation schemes. It is demonstrated that for certain systems a suitable choice of the argument assures convergence when the related Lippmann-Schwinger Equation is iterated. It is also shown that in this way an nth order term in the series expansion of the T matrix [8] for moleculer systems can be made negligibly small.
    Materialart: Digitale Medien
    Bibliothek Standort Signatur Band/Heft/Jahr Verfügbarkeit
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