Στην παρούσα διπλωματική εργασία, στόχος είναι η παρατήρηση και ο σχεδιασμός παρατηρητή πλήρους αλλά και μειωμένης κατάστασης τόσο γενικά όσο και ειδικά με εφαρμογή στο σύστημα των τριών διασυνδεδεμένων δεξαμενών(Amira DTS2000).Πιο συγκεκριμένα, θα γίνει χωρισμός της διπλωματικής εργασίας σε τέσσερα(4) κεφάλαια. Το πρώτο, στο οποίο θα γίνει η παρουσίαση του μοντέλου των τριών(3) δεξαμενών (Amira DTS2000) και η σύνδεσή του με την διαδικασία της παρατήρησης και του σχεδιασμού παρατηρητή. Στο δεύτερο κεφάλαιο θα παρουσιαστούν μέθοδοι παρατήρησης που αφορούν σε μη γραμμικά συστήματα, όπως το υπό μελέτη σύστημα. Στο τρίτο κεφάλαιο με βάση όσα έχουν μελετηθεί από το δεύτερο κεφάλαιο θα γίνει σχεδίαση παρατηρητή πλήρους αλλά και μειωμένης κατάστασης και τέλος στο τέταρτο κεφάλαιο θα γίνει προσομοίωση του συστήματος σε Μatlab και για τα δυο είδη παρατηρητών και από την σύγκριση θα βγουν συμπεράσματα για το πως ο κάθε παρατηρητής επηρεάζει την απόκριση του συστήματος μας. / --

- / -

- / -

Αντικείμενο της παρούσης διπλωματικής εργασίας αποτελεί το Φωτοβαρυτικό Πρόβλημα των Τριών Σωμάτων, ένα άλυτο πρόβλημα που απασχόλησε και εξακολουθεί να απασχολεί τον τομέα των Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και της Κλασικής Αστροφυσικής τουλάχιστον τους τελευταίους δύο αιώνες. Διεξάγεται μελέτη των σημείων ισορροπίας του συστήματος και προσδιορίζονται οικογένειες περιοδικών λύσεων, οι οποίες στην περίπτωσή μας διακρίνονται σε δύο κατηγορίες που χαρακτηρίζονται από το μέγεθος της περιόδου τους. / The topic of this thesis deals with the Restricted Photogravitational Three Body Problem, which is an unsolved problem in Astrophysics and Celestial Mechanics. Research is carried out concerning the equilibrium points, around which families of periodic solutions can be identified.

Στην παρούσα διπλωματική εργασία, στόχος είναι η μελέτη του προβλήματος αποσύζευξης τόσο σαν γενική προσέγγιση για την αποσύζευξη εισόδων-εξόδων και διαταραχών, όσο και η εφαρμογή των μεθόδων αποσύζευξης στο σύστημα των τριών διασυνδεδεμένων δεξαμενών. Πιο συγκεκριμένα, χωρίζουμε τη διπλωματική σε τρία κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο, παρουσιάζουμε το μοντέλο των τριών διασυνδεδεμένων δεξαμενών που υπάρχουν στο χώρο του εργαστηρίου και συνδέουμε τη φυσική διάταξη με την ύπαρξη του προβλήματος της σύζευξης στο σύστημα που μελετάμε. Στο δεύτερο κεφάλαιο, μελετάμε τις μεθόδους αποσύζευξης που παρουσιάζονται σε συγκεκριμένα άρθρα που αφορούν τα μη γραμμικά συστήματα και τις σχέσεις εισόδου-εξόδου και αποσύζευξης διαταραχών. Τέλος, στο τρίτο κεφάλαιο, με βάση τα αποτελέσματα που έχουμε αποκομίσει από το δεύτερο κεφάλαιο, εφαρμόζουμε μεθόδους αποσύζευξης εισόδου-εξόδου για το σύστημά των τριών διασυνδεδεμένων δεξαμενών και βγάζουμε τα συμπεράσματά μας για το αν εφαρμόζεται η κάθε μέθοδος και τι αποτελέσματα θα μας επιφέρει. / -

Στην συγκεκριμένη διπλωματική εργασία ασχολήθηκα με το φωτοβαρυτικό περιορισμένο πρόβλημα των τριών σωμάτων.Εστίασα στις τρισδιάστατες περιοδικές κινήσεις και περιέγραψα αναλυτικά οικογένειες τρισδιάστατων περιοδικών τροχιών. / At this master I work on the photogravitational restricted 3-orbit problem. Espesially I focus on the 3-dimensional orbits solutions and I describe families of 3-dimensional orbits.

Ο αντικειμενικός σκοπός της συγκεκριμένης εργασίας είναι να διερευνηθεί κατά πόσο και αν ισχύει η θεωρία της αποτελεσματικότητας των αγορών που πρωτοεισήχθη από τους Fama και French σε εβδομαδιαία δεδομένα που προέρχονται από το Χρηματιστήριο Αξιών της Μ. Βρετανίας για την περίοδο 1/1/2000 μέχρι 1/1/2010. / The investigation of the efficient market hypothesis with daily U.K. data, testing period from 1/1/2000 to 1/1/2010.

- / -

In this Master’s thesis, we have focused on the description of three-level quantum systems through master equations for their density matrix, involving a recently proposed non-linear thermodynamic one. The first part is focused on a three-level system interacting with two heat baths, a hot and a cold one. We investigated the rate of heat flow from the hot to the cold bath through the quantum system, and how the steady-state is approached. Additional calculations here refer to the rate of entropy production and the evolution of all elements of the density matrix of the system from an arbitrary initial state to their equilibrium or steady-state value. The results are compared against those of a linear, Lindblad-type master equation designed so that for a quantum system interacting with only one heat bath, the same final Gibbs steady state is attained. In the second part of this thesis, we focus on the electromagnetically induced transparency (EIT), a phenomenon typically achievable only in atoms with specific energy structures. For a three level system (to which the present study has focused), for example, EIT requires two dipole allowed transitions (the 1-3 and the 2-3) and one forbidden (the 1-2). The phenomenon is observed when a strong laser (termed the control laser) is tuned to the resonant frequency of the upper two levels. Then, as a weak probe laser is scanned in frequency across the other transition, the medium is observed to exhibit both: a) transparency at what was the maximal absorption in the absence of the coupling field, and b) large dispersion effects at the atomic resonance. We discuss the Hamiltonian describing the phenomenon and we present results from two types of master equations: a) an empirically modified Von-Neumann one allowing for decays from each energy state, and b) a typical Lindblad one, with time-dependent operators. In the first case, an analytical solution is possible, which has been confirmed through a direct solution of the full master equation. In the second case, only numerical results can be obtained. We present and compare results from the two master equations for the susceptibility of the system with respect to the probe field, and we discuss them in light also of available experimental data for this very important phenomenon. / Η παρούσα εργασία επικεντρώνεται στην περιγραφή των κβαντικών συστημάτων τριών καταστάσεων μέσω εξισώσεων master για την μήτρα πυκνότητας πιθανότητάς τους (density matrix), συμπεριλαμβάνοντας μία πρόσφατα προτεινόμενη μη-γραμμική θερμοδυναμική εξίσωση. Το πρώτο μέρος εστιάζει σε ένα σύστημα τριών καταστάσεων το οποίο βρίσκεται σε αλληλεπίδραση με δύο λουτρά θερμότητας, ένα θερμό και ένα ψυχρό. Εξετάζεται ο ρυθμός ροής θερμότητας από το θερμό προς το ψυχρό λουτρό μέσω του κβαντικού συστήματος, και με ποιον τρόπο επιτυγχάνεται η μόνιμη κατάσταση. Επιπλέον υπολογισμοί αναφέρονται στον ρυθμό παραγωγής της εντροπίας και στην εξέλιξη όλων των στοιχείων της μήτρας πυκνότητας πιθανότητας από μία τυχαία αρχική κατάσταση προς την ισορροπία ή τη μόνιμη κατάσταση. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται συγκριτικά με εκείνα μιας γραμμικής, τύπου Lindblad master εξίσωσης, κατάλληλα σχεδιασμένης ώστε στην ειδική περίπτωση ενός κβαντικού συστήματος σε αλληλεπίδραση με ένα λουτρό θερμότητας επιτυγχάνεται η ίδια τελική μόνιμη κατάσταση Gibbs. Στο δεύτερο μέρος, εστιάζουμε στην ηλεκτρομαγνητικά επαγόμενη διαφάνεια (electromagnetically induced transparency (EIT)), ένα φαινόμενο το οποίο τυπικά είναι εφικτό μόνο σε άτομα με ειδικές ενεργειακές δομές. Για ένα σύστημα τριών καταστάσεων (στο οποίο επικεντρώνεται η παρούσα εργασία), για παράδειγμα, το ΕΙΤ απαιτεί δύο διπολικά επιτρεπτές μεταβάσεις (την 1-3 και την 2-3) και μία απαγορευμένη (την 1-2). Το φαινόμενο παρατηρείται όταν ένα ισχυρό laser (το αποκαλούμενο ως control laser) συντονίζεται στη συχνότητα των δύο άνω ενεργειακών σταθμών. Τότε, καθώς ένα ασθενές probe laser ανιχνεύεται με συχνότητα όμοια με της άλλης επιτρεπόμενης μετάβασης, το μέσο παρατηρείται να εμφανίζει τα εξής: α) διαφάνεια στο σημείο μέγιστης απορρόφησης απουσία του control πεδίου, και β) έντονα φαινόμενα διασποράς στον ατομικό συντονισμό. Θα συζητήσουμε τη Χαμιλτονιανή που περιγράφει το φαινόμενο και θα παρουσιάσουμε αποτελέσματα από δύο εξισώσεις master: α) μία εμπειρική τροποποιημένη Von-Neumann εξίσωση επιτρέποντας τις απώλειες από κάθε ενεργειακή κατάσταση, και β) μία τυπική Lindblad εξίσωση, με χρόνο-εξαρτώμενους τελεστές. Στην πρώτη περίπτωση, είναι πιθανή η εύρεση μιας αναλυτικής λύσης, η οποία έχει επιβεβαιωθεί μέσω μιας άμεσης (direct) λύσης της πλήρους εξίσωσης master. Στη δεύτερη περίπτωση, μπορούν να ληφθούν μόνο αριθμητικά αποτελέσματα. Παρουσιάζονται και συγκρίνονται τα αποτελέσματα που ελήφθησαν από τις δύο master εξισώσεις και αφορούν την επιδεκτικότητα (susceptibility) του συστήματος σε σχέση με το probe πεδίο, και τέλος συζητιούνται σε σχέση με διαθέσιμα πειραματικά δεδομένα γι’ αυτό το πολύ σημαντικό φαινόμενο.

Η διατριβή εισάγει μια νέα ανοιχτή αρχιτεκτονική για επικοινωνία ιατρικών απεικονιστικών εξετάσεων, η οποία παρουσιάζεται μέσω ενός νέου PACS-ιστού που εστιάζει στην τηλεακτινολογία. Η προτεινόμενη αρχιτεκτονική είναι βασισμένη στις αρχές της επέκτασης ιστού του DICOM που είναι η υπηρεσία/πρωτόκολλο WADO (Πρόσβαση μέσω Ιστού σε Επίμονα Στοιχεία Εξέτασης DICOM). Η αρχιτεκτονική ενσωματώνει υπηρεσίες DICOM και κοινές υπηρεσίες Διαδικτύου (βασισμένες στον ιστό, στο FTP, και στο ηλεκτρονικό ταχυδρομείο). Η διατριβή επίσης επεκτείνει την δυνατότητα πρόσβασης της WADO σε ολόκληρη την ιεραρχία DICOM (Ασθενής, Διαγνωστική Εξέταση, Σειρά Εξέτασης και Στοιχείο Εξέτασης). Η επέκταση της WADO καλείται WADA (Πρόσβαση μέσω Ιστού σε Συστήματα Αρχειοθέτησης DICOM). Σε αντιδιαστολή με τη WADO, η WADA περιλαμβάνει ένα πρόσθετο εσωτερικό μηχανισμό αναζήτησης και υποστηρίζει την υποβολή ιατρικής διάγνωσης. Το σύνολο των προτεινόμενων υπηρεσιών υποστηρίζει την εκτεταμένη πρόσβαση και είναι ενσωματωμένο σε μια δομή τριών επιπέδων (πελάτη, εξυπηρετητή και δεδομένων) που εξασφαλίζει ευελιξία πρόσβασης, κινητικότητα χρηστών και ενισχυμένη ασφάλεια δεδομένων. Η πλευρά των εξυπηρετητών της αρχιτεκτονικής παρέχει διεπαφές των υπηρεσιών μέσω ιστού και διασφαλισμένο χώρο προσωρινής αποθήκευσης που καλείται Περιοχές Χρηστών. Η παρούσα διατριβή μελετά επίσης υποδομή υπολογιστικού πλέγματος για την αρχιτεκτονική του PACS-ιστού και ένα συνεργατικό σχήμα μεταξύ PACS και RIS για ολοκληρωμένη διαχείριση απεικονιστικών εξετάσεων μέσω ιστού. Η προτεινόμενη αρχιτεκτονική υλοποιήθηκε πιλοτικά κυρίως με τεχνολογίες βασισμένες σε Java και προϊόντα συμβατά με πρότυπα. Η υλοποιημένη αρχιτεκτονική αξιολογήθηκε από μηχανικούς σε συνεργασία με ιατρούς. / The dissertation introduces a new open architecture for medical imaging communication illustrating a novel web Picture Archiving and Communication System (PACS), which focuses on teleradiology. The proposed architecture is based on the concept of the web extension of Digital Imaging and Communication in Medicine (DICOM) that is the Web Access to DICOM Persistent Objects (WADO) protocol/service. The architecture integrates DICOM services and common Internet services (based on web, FTP, and e-mail). The dissertation also extends WADO access capability to the whole DICOM hierarchy (Patient, Study, Series and Object). The extended WADO is called Web Access to DICOM Archives (WADA). WADA, as opposed to WADO, includes an extra internal query mechanism and support of medical reports submission. The whole of the proposed services support the extended access and are integrated into a three-tier structure (client, server and data tiers) which ensures flexibility in access, user mobility and enhanced data security. The server site of the architecture provides service interfaces through web and invulnerable space for temporary storage, called as User Domains. This dissertation also studies a computing grid infrastructure for the web PACS architecture and a cooperative scheme between PACS and Radiology Information System (RIS) for integrated administration of imaging examinations through web. The proposed architecture is pilot implemented using mainly Java-based technologies and standard-compliant products. Τhe implemented architecture is evaluated by engineers in collaboration with doctors.