Exploring quantum phases by driven dissipation

Ever since the insight spreaded that tailored dissipation can be employed to control quantum systems and drive them towards pure states, the field of non-equilibrium quantum mechanics gained remarkable momentum. So far research focussed on emergent phenomena caused by the interplay and competition of unitary Hamiltonian and dissipative Markovian dynamics. In this manuscript we zero in on a so far rather understudied aspect of open quantum systems and non-equilibrium physics, namely the utilization of purely dissipative couplings to explore pure quantum phases and non-equilibrium phase transitions. To illustrate this concept, we introduce and scrutinize purely dissipative counterparts of (1) the paradigmatic transverse field Ising model and (2) the considerably more complex $\mathbb{Z}_2$ lattice gauge theory with coupled matter field. We show that, in mean field approximation, the non-equilibrium phase diagrams parallel the (thermal) phase diagrams of the Hamiltonian "blue print" theories qualitatively.Comment: 13 pages, 6 figures, 2 table

Ising anyonic topological phase of interacting Fermions in one dimension

We study a microscopic model of interacting fermions in a ladder setup, where the total number of particles is conserved. At a special point, the ground state is known and gives rise to a topological state of matter with edge modes obeying the statistics of Ising anyons. Using a combination of bosonization as well as full scale numerical density-matrix renormalization group analysis, we map out the full phase diagram. We nd that the topological phase survives in an extended parameter regime. Remarkably, an additional symmetry is required to protect the topological phase.Comment: 9 pages, 5 figure

Anomalien des flüssigen Wassers

Bei tiefen Temperaturen (T < 300 K) zeigt flüssiges Wasser viele ungewöhnliche physikalisch-chemische Eigenschaften, die durch die starke Direktivität der Wasserstoffbrückenbindung und die damit verbundene energetische Bevorzugung einer tetraedrischen Nahordnung mit schlechter Raumausfüllung verursacht werden. Diese Anomalien werden im metastabilen Bereich unterhalb der Schmelzdruckkurve wesentlich ausgeprägter. Im vorliegenden Beitrag werden die Experimentalbefunde anhand der neueren Theorien diskutiert und mit den Ergebnissen von Computer-Simulationen am kalten Wasser verglichen. Die Anomalien des Wassers, die sich z. B. im Dichtemaximum der flüssigen Phase oder in der Abnahme der Viskosität mit dem Druck manifestieren, sind auf den Bereich T < 300 K und p ≲ 200 MPa beschränkt. Bei diesen Drücken zeigt das unterkühlte Wasser mit fallender Temperatur ein ungewöhnliches Verhalten: Alle isobaren Eigenschaften deuten auf einen Phasenübergang bei T ≈ (TK − 50 K), dessen physikalische Natur noch nicht eindeutig beschrieben werden kann. Dieses Phänomen ist bis jetzt ausschließlich im flüssigen Wasser beobachtet worden. – Künftig wird man unterkühlte wäßrige Lösungen für kinetische Untersuchungen verwenden und dadurch den zugänglichen dynamischen Bereich der Untersuchung wäßriger Lösungen erheblich erweitern können

The influence of societal individualism on a century of tobacco use: modelling the prevalence of smoking

Smoking of tobacco is predicted to cause approximately six million deaths worldwide in 2014. Responding effectively to this epidemic requires a thorough understanding of how smoking behaviour is transmitted and modified. Here, we present a new mathematical model of the social dynamics that cause cigarette smoking to spread in a population. Our model predicts that more individualistic societies will show faster adoption and cessation of smoking. Evidence from a new century-long composite data set on smoking prevalence in 25 countries supports the model, with direct implications for public health interventions around the world. Our results suggest that differences in culture between societies can measurably affect the temporal dynamics of a social spreading process, and that these effects can be understood via a quantitative mathematical model matched to observations

Im Fokus: „Atypische“ Beschäftigung breitet sich auch in Ostdeutschland aus

Der kräftige konjunkturelle Aufschwung im Zeitraum von 2005 bis Anfang 2008 wirkte sich auch auf den ostdeutschen Arbeitsmarkt positiv aus. Die Zahl der Erwerbstätigen stieg in diesem Zeitraum um 177 000 Personen bzw. 3,2%. In Westdeutschland nahm die Beschäftigung im gleichen Zeitraum um 3,9% zu. Der Zuwachs in Ostdeutschland ist insofern bemerkenswert, als im konjunkturellen Aufschwung zwischen 1998 und 2000 die Zahl der Erwerbstätigen nur in den Alten Ländern kräftig zunahm, während die deutliche Besserung der wirtschaftlichen Lage in Ostdeutschland spurlos am Arbeitsmarkt vorüberging. Dabei stellt sich die Frage, ob und in welchem Maß im jüngsten konjunkturellen Aufschwung der Beschäftigungsaufbau in Ostdeutschland durch die Ausweitung von Normalarbeitsverhältnissen oder durch die Ausdehnung von so genannten „atypischen“ Beschäftigungsverhältnissen erfolgte.

Psychiatric and psychosocial outcome of orthotopic liver transplantation

Background. The study aimed to explore the prevalence of psychiatric disorders among orthotopic liver transplantation (OLT) recipients, and to investigate how psychiatric morbidity was linked to health-related quality of life (HRQOL). Methods: We recruited 75 patients who had undergone OLT a median of 3.8 years previously (range = 5-129 months). Psychiatric morbidity was assessed using the Structural Clinical Interview for the IDSM-III-R. Psychometric observer-rating and self-rating scales were administered to evaluate cognitive functioning (SKT), depressive symptomatology (HAMD(17)), Posttraumatic stress symptoms (PTSS-10), social support (SSS), and HRQOL (SF-36 Health Status Questionnaire). Treatment characteristics were obtained from medical records. Results: 22.7% (n = 17) of our sample had a current or probable psychiatric diagnosis according to DSM-III-R: 2.7% full posttraumatic stress disorder (PTSD) (n = 2), 2.7% major depressive disorder (MDD) comorbid to full PTSD (n = 2), 1.3% MDD comorbid to partial PTSD (n = 1), and 16% partial PTSD (n = 12). Patients with PTSD symptoms demonstrated lower cognitive performance, higher severity of depressive symptoms and more unfavorable perception of social support. OLT-related PTSD symptomatology was associated with maximal decrements in HRQOL. The duration of intensive care treatment, the number of medical complications, and the occurrence of acute rejection were positively correlated with the risk of PTSD symptoms subsequent to OLT. Conclusion: OLT-related PTSD symptomatology impairing HRQOL is a complication for a subgroup of OLT recipients. Health-care providers should be aware of the possible presence of PTSD in OLT survivors. Copyright (C) 2002 S. KargerAG, Basel