Noether Charge

Das Pole Placement Controller Design ist eine Methode zur Regelungstechnik, die darauf abzielt, die Pole eines dynamischen Systems durch geeignete Auswahl von Rückführungsgewinnen zu platzieren. Dies geschieht in der Regel bei linearen, zeitinvarianten Systemen, die durch Zustandsraumdarstellungen beschrieben werden. Der Hauptgedanke besteht darin, die Systemdynamik zu beeinflussen und das Verhalten des Systems zu steuern, indem man die Eigenwerte der geschlossenen Schleife an gewünschte Positionen im komplexen Bereich verlagert.

Der Prozess umfasst typischerweise die folgenden Schritte:

1. Modellierung des Systems: Zuerst wird das System durch seine Zustandsraumdarstellung definiert, normalerweise in der Form $\dot{x} = Ax + Bu$, wobei $A$ die Systemmatrix, $B$ die Eingangsmatrix, $x$ der Zustandsvektor und $u$ der Eingang ist.
2. Auswahl der Zielpole: Der Ingenieur wählt die gewünschten Pole, die das dynamische Verhalten des Systems (z.B. Stabilität, Überschwingverhalten) bestimmen.
3. Berechnung der Rückführungsgewinne: Mithilfe des Ackermann-Formulars oder anderer Methoden werden die Rückführungsgewinne $K$ so bestimmt, dass die Eigenwerte der Matrix

Der PageRank-Algorithmus basiert auf der Idee, dass die Wichtigkeit einer Webseite durch die Anzahl und Qualität der Links, die auf sie verweisen, bestimmt wird. Der Algorithmus nutzt eine iterativen Methode zur Berechnung der Rangordnung, wobei er eine stochastische Matrix verwendet, die die Verlinkung zwischen den Seiten darstellt. Der Beweis für die Konvergenz des PageRank-Algorithmus zeigt, dass die Iterationen des Algorithmus letztendlich zu einem stabilen Wert konvergieren, unabhängig von den ursprünglichen Startwerten.

Die mathematische Grundlage hierfür beruht auf der Tatsache, dass die zugehörige Matrix $M$ der Verlinkungen irreduzibel und aperiodisch ist, was bedeutet, dass jede Seite von jeder anderen Seite erreicht werden kann und es keine zyklischen Abfolgen gibt, die die Konvergenz verhindern. Formal ausgedrückt, konvergiert die Folge $PR^{(k)}$ der PageRank-Werte, wenn die Abstände zwischen aufeinanderfolgenden Iterationen, gemessen durch die 1-Norm oder eine andere geeignete Norm, gegen null gehen:

Dies beweist, dass der PageRank-Wert für jede Webseite

Die Exciton-Rekombination ist ein physikalischer Prozess, der in Halbleitern und anderen Materialien auftritt, wenn ein gebundener Zustand aus einem Elektron und einem Loch, bekannt als Exciton, zerfällt. Bei der Rekombination kann das Exciton in einen energetisch niedrigeren Zustand übergehen, wobei die Energie in Form von Photonen (Licht) oder Wärme freigesetzt wird. Dieser Prozess ist von zentraler Bedeutung für das Verständnis von optoelektronischen Bauelementen, wie z.B. Solarzellen und LEDs.

Die Rekombination kann in verschiedenen Formen auftreten, darunter:

• Strahlende Rekombination: Hierbei wird ein Photon emittiert.
• Nicht-strahlende Rekombination: Bei dieser Art wird die Energie in Form von Wärme dissipiert, ohne Licht zu erzeugen.

Mathematisch kann die Rekombinationsrate $R$ häufig durch die Beziehung $R = \beta n p$ beschrieben werden, wobei $n$ die Elektronenkonzentration, $p$ die Lochkonzentration und $\beta$ eine Rekombinationskonstante ist.

Die Coulomb-Kraft ist die elektrische Kraft zwischen zwei geladenen Teilchen und wurde nach dem französischen Physiker Charles-Augustin de Coulomb benannt. Diese Kraft kann sowohl anziehend als auch abstoßend wirken, abhängig von den Vorzeichen der Ladungen: gleichnamige Ladungen (z. B. zwei positive oder zwei negative) stoßen sich ab, während ungleichnamige Ladungen (eine positive und eine negative) sich anziehen. Die Stärke der Coulomb-Kraft wird durch das Coulomb-Gesetz beschrieben, das mathematisch wie folgt formuliert ist:

Hierbei ist $F$ die Coulomb-Kraft, $k$ die Coulomb-Konstante (ungefähr $8.99 \times 10^9 \, \text{N m}^2/\text{C}^2$), $q_1$ und $q_2$ die Beträge der beiden Punktladungen, und $r$ der Abstand zwischen ihnen. Diese Kraft spielt eine zentrale Rolle in der Elektrodynamik und ist grundlegend für das Verständnis von elektrischen Feldern, Atomen und Molekülen.

RNA-Interferenz (RNAi) ist ein biologischer Prozess, der die Genexpression reguliert, indem er spezifische RNA-Moleküle abbaut, die für bestimmte Gene kodieren. Dieser Mechanismus ist entscheidend für die Zellregulation und den Schutz gegen Viren, da er verhindert, dass die Ziel-mRNA (messenger RNA) in Proteine übersetzt wird. RNAi erfolgt typischerweise über kleine, doppeltsträngige RNA-Moleküle (siRNA oder miRNA), die an die Ziel-mRNA binden und deren Abbau durch das Enzym Argonauten vermitteln. Ein zentraler Vorteil von RNAi in der Forschung und Medizin ist die Möglichkeit, gezielt Gene zu silencing, was potenziell zur Behandlung von genetischen Erkrankungen und Krebs eingesetzt werden kann. Die präzise Kontrolle über die Genexpression eröffnet zahlreiche Forschungsperspektiven in der Molekularbiologie und der Biotechnologie.

Das Huygens-Prinzip ist eine fundamentale Theorie in der Wellenoptik, die von dem niederländischen Physiker Christiaan Huygens im 17. Jahrhundert formuliert wurde. Es besagt, dass jede Punktquelle einer Welle als Ausgangspunkt für neue, sekundäre Wellenfronten betrachtet werden kann. Diese sekundären Wellenfronten breiten sich mit der gleichen Geschwindigkeit und in alle Richtungen aus. Die Gesamtwellenfront zu einem späteren Zeitpunkt ergibt sich aus der Überlagerung dieser sekundären Wellenfronten. Mathematisch lässt sich das Prinzip durch die Beziehung $S = \sum_{i=1}^{n} S_i$ darstellen, wobei $S$ die Gesamtsumme der Wellenfronten und $S_i$ die einzelnen Wellenfronten sind. Dieses Prinzip hilft, Phänomene wie Beugung und Interferenz von Wellen zu erklären.