Ph.D. (Theoretical Physics) / In this thesis the thermodynamic and magnetic properties of the non-degenerate Hubbard model are investigated. The underlying lattice is the bcc-lattice. The results obtained will therefore be especially applicable to systems with a single, narrow conduction band. As a check the thermodynamic properties of the model system are first calculated in two limiting cases, namely the free electron 'gas and the strong coupling limit. In this process, use is made of results related to Wick's Theorem, which are developed in an appendix. Another check is provided by the calculation of the ground state spectrum of a finite, fourpoint system. These results are obtained using standard group theory techniques. The ground state for the non-degenerate Hubbard model is solved approximatively by a variational method. Once again the necessary version of Wick's theorem is developed in an appendix. The ,results for the neutral case (i.e. a half-filled band) is in agreement with other studies on AB-lattices: It is found that the system is anti ferromagnetic for all values of the coupling constant. The quarter and three-quarter filled cases, hitherto not studied because of numerical complexity, yield a completely different picture. For increasing values of the coupling constant second order phase transitions are found, first from the para- to the ferromagnetic phase and then from the ferro- to the anti ferromagnetic phase. The only results available in the literature related to this case were obtained for an almost half-filled band in the strong-coupling limit and qualitatively support the findings of the present study. It is proposed that the simple theory used in this study be extended for use in physical systems such as Cr.

Die Magnetometerprospektion gilt mittlerweile als ein Standardverfahren der archäologischen Prospektion. Nicht selten jedoch werden Messergebnisse (Magnetogramme) dieser schnellen und oft ertragreichen Prospektionsmethode ohne eine notwendige Überprüfung im Labor interpretiert, was zu falschen Bewertungen der Magnetfeldanomalien in archäologischen und geoarchäologischen Kontexten führen kann. Die vorliegende Arbeit versucht diesem Problem entgegen zu treten und widmet sich dem Ziel Interpretationen von Magnetometermessungen zu verbessern und Verfahren weiter zu entwickeln, die zur schnellen und hinreichenden Klärung von Magnetfeldanomalien angewandt werden können. Hierfür werden in mehreren Untersuchungsgebieten magnetometrische und umweltmagnetische Messungen in Kombination mit bodenkundlich-sedimentologischen Kennwerten, ausgewertet. Als Untersuchungsgebiete und Umweltarchive stehen die braunen Plaggenesche am Übergang zwischen dem Unteren Weserbergland und der Dümmer-Geestniederung sowie die semiterrestrischen Sedimente des Karlsgrabens (Fossa Carolina) am Übergang zwischen dem fränkischen Keuper-Lias-Land und der fränkischen Alb im Fokus. Magnetometrisch prospektiert wird mit einem, sehr oft bei archäologischen Prospektionen eingesetzten, Vektor-Gradiometer (Bartington Grad601 dual). Als geophysikalische Leitgröße zur Identifizierung und ersten Charakterisierung magnetisch-auffälliger und Magnetfeldanomalien-erzeugender Bodenhorizonte und Sedimentschichten in betrachteten Umweltarchiven wird die magnetische Suszeptibilität herangezogen. Anhand der Curie-Temperatur-Messungen und Domänenstatusermittlungen werden die umweltmagnetischen Minerale und deren Korngrößen in magnetisch auffälligen Lagen und Horizonten charakterisiert. Ergebnisse aus der Kombination umweltmagnetischer Messungen mit Bodenkennwerten an brauen Plaggeneschen weisen darauf hin, dass die in den Plaggenauflagen detektierten, ferrimagnetischen Eisensulfide PSD-Greigite anthropogen induziert sein müssen. Außerdem deutet sich an, dass diese Greigite vom Sicker- und Grundwasser verändert und gegebenenfalls mobilisiert werden können. Ein Vergleich mit Greigiten aus der Literatur zeigt, dass die Plaggenesch-PSD-Greigite in einem Domänenstatus vorliegen, in dem bislang noch keine natürlichen Greigite gemessen wurden. Dieser Domänenstatus wird als ein Oxidationsstadium des ferrimagnetischen Eisensulfids zur Diskussion gestellt. In den Grabenverfüllungen bzw. Paläokanälen des Karlsgrabens wurden in Magnetfeldanomalien-erzeugenden Lagen authigene SD-Greigite nachgewiesen und damit die Annahme von Stanjek et al. (1994) bestätigt, dass die Greigite für die Magnetometerprospektion in semiterrestrischen Umgebungen von Bedeutung sein können. In flankierende Begleitstrukturen des Karlsgrabens wurden hingegen hocherhitzte, thermoremanente PSD-Titanomagnetite als Magnetfeldanomalien-Erzeuger ermittelt. Ihre Entstehung bleibt ungeklärt, jedoch wird eine natürliche Bildung dieser Magnetominerale vor Ort ausgeschlossen. Im Hinblick auf das Ziel der vorliegenden Arbeit hat sich die methodische Vorgehensweise am Karlsgraben als besonders effiziente und relativ kostengünstige Methode zur abgesicherten Klärung von Magnetfeldanomalien in den Magnetogrammen gezeigt.