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Open Mesoscopic Systems: beyond the Random Matrix Theory

dc.contributor.advisorGeisel, Theo Prof. Dr.de
dc.contributor.authorOssipov, Alexandrede
dc.date.accessioned2003-08-19T15:33:47Zde
dc.date.accessioned2013-01-18T13:38:37Zde
dc.date.available2013-01-30T23:51:10Zde
dc.date.issued2003-08-19de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B570-Fde
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-2846
dc.description.abstractPhysikalische Systeme mit Größenordnungen zwischen mikroskopischen und makroskopischen Objekten werden als mesoskopische Systeme bezeichnet. Die Bewegung in solchen Systemen ist phasenkohärent, d.h. sie muß daher quantenmechanisch behandelt werden. Eine wichtige Eigenschaft mesoskopischer Systeme ist ihre mikroskopische Detailliertheit (z.B. Verunreinigungen), die im allgemeinen wegen ihrer Komplexität nicht berücksichtigt werden kann. Man wählt folglich eine statistische Beschreibung, in der man ein Ensemble von Systemen betrachtet, welche unterschiedliche mikroskopische Konfigurationen, aber gleiche makroskopische Parameter besitzen. Die rasche technologische Entwicklung zur Herstellung von kleinsten elektronischen Strukturen, die Dimensionen von einigen 100 Nanometern bishin zu einigen Mikrometern erreichen, ermöglicht eine gute experimentelle Untersuchung mesoskopischer Systeme.In solchen Experimenten beschäftigt man sich nicht mit idealisierten geschlossenen Systemen, sondern mit offenen. Der übliche Weg, ein offenes System quantenmechanisch zu behandeln ist die Anwendung des Streuformalismus. Die statistische Beschreibung von Streuproblemen auf mesoskopischer Ebene geschieht normalerweise mittels Zufallsmatrixtheorie (ZMT). Die Stärke der ZMT besteht in der Universalität ihrer Vorhersagen, ohne Energie- bzw. Längenskalen oder andere Parameterabhängigkeiten. Kurioserweise ist dies gleichzeitig die Schwäche der ZMT, weil sie es nicht ermöglicht, die verschiedensten auftretenden Phänomene, die neue Skalen oder Parameter erfordern (z.B. Lokalisierung), zu berücksichtigen.In dieser Arbeit werden genau solche Streuprobleme untersucht, für die "naive" ZMT nicht angewendet werden kann. Es werden unterschiedliche Modelle ungeordneter und chaotischer Systeme, deren geschlossene Analoga verschiedene spezifische Merkmale wie Diffusion, Fraktalität oder Lokalisierung aufweisen, behandelt. Die Untersuchung der unterschiedlichen Größen, die in Beziehung zur Streuung stehen, wie Verteilung der Wigner Zeitverzögerungen, Resonanzbreiten und Überlebenswahrscheinlichkeit erlaubt zu zeigen, wie sich diese Merkmale in den statistischen Eigenschaften offener Systeme manifestieren.de
dc.format.mimetypeapplication/postscriptde
dc.language.isoengde
dc.rights.urihttp://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyrdiss.htmde
dc.titleOpen Mesoscopic Systems: beyond the Random Matrix Theoryde
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedOffene mesoskopische Systeme: über die Zufallsmatrixtheorie hinausde
dc.contributor.refereeGeisel, Theo Prof. Dr.de
dc.date.examination2003-04-01de
dc.subject.dnb530 Physikde
dc.description.abstractengPhysical systems having sizes between microscopic and macroscopic are referred to as mesoscopic. The motion in mesoscopic systems is phase-coherent, that means they must be treated by quantum mechanics. Another important property of mesoscopic systems is that they usually contain a lot of microscopic details (e.g. an impurity arrangement) which can not be taken into account exactly. Therefore one chooses a statistical approach considering an ensemble of systems having different microscopic configurations but the same macroscopic parameters. The rapid development of technology of fabrication of small electronic structures, having dimensions from a few nanometers to hundreds of microns, allows now to study mesoscopic systems experimentally.In experiments or measurements one deals not with idealized closed, but with open systems. The natural way to describe an open system in quantum mechanics is to use a scattering formalism. Statistical approach to the scattering problems in mesoscopic physics is usually based on the random matrix theory (RMT). The strength of the RMT consists in the universality of its predictions containing no energy or length scales or any parameter dependence. At the same time this is the weakness of the RMT, because it does not allow to take into account various phenomena appearing in mesoscopic systems, which introduce new scales or parameters in the system, like for example localization.This thesis is devoted to study exactly that type of scattering problems where "naive" RMT can not be applied. We consider different models of disordered and chaotic systems whose closed analogs have various specific features such as diffusion, fractality or localization. The investigation of different quantities related to scattering, like distributions of the Wigner delay times and the resonance widths, the survival probability, allows us to show how these features manifest themselves in the statistical properties of open systems.de
dc.contributor.coRefereeSchönhammer, Kurt Prof. Dr.de
dc.subject.topicMathematics and Computer Sciencede
dc.subject.gerWigner Zeitverzögerungde
dc.subject.gerResonanzende
dc.subject.gerungeordnete Systemede
dc.subject.gerQuantenchaosde
dc.subject.engWigner Delay Timede
dc.subject.engResonancesde
dc.subject.engDisordered Systemsde
dc.subject.engQuantum Chaosde
dc.subject.bk33.10de
dc.subject.bk33.23de
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-515-6de
dc.identifier.purlwebdoc-515de
dc.affiliation.instituteFakultät für Physikde
dc.subject.gokfullRDI 200: Quantentheorie {Theoretische Physik}de
dc.subject.gokfullRDI 240: Streutheoriede
dc.subject.gokfullquantenmechanische {Theoretische Physik}de
dc.subject.gokfullRDH 600: Chaostheorie. Fraktale {Mathematische Physik}de
dc.identifier.ppn374880468de


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