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Scale Invariance in the Early Universe

Scale invariance provides a well-motivated guiding principle for the physics of the early Universe. It emerges as an approximate symmetry in several high-energy regimes and is exactly realized at the fixed points of the renormalization-group flow, where no intrinsic mass or length scale is present. Within this perspective, scale-invariant theories offer a natural setting in which physical mass scales arise dynamically through symmetry breaking. Motivated by these considerations, this thesis i...

HiCONA: a graph-based framework for identifying the hierarchical 3D backbone of chromatin

Understanding chromatin architecture requires robust methods that capture its nested hierarchy across scales. Sequencing-based approaches such as Hi-C provide genome-wide contact maps, but their inherent sparsity and noise limit structural interpretation. Moreover, assigns contact importance scores, enabling denoising, feature discovery, and functional interpretation. Applied to both sequencing and imaging datasets, HiCONA accurately identifies known structures across scales, recovers im...

A Quality-Aware Calendar Dashboard for Personal Data Reflection: Design, Implementation, and Empirical Evaluation

Personal informatics systems are increasingly collecting multimodal data from smartphones and wearables, including sensor streams, self-reports, and behavioural logs. However, two limitations constrain their usefulness for reflection. First, data quality remains opaque: systems treat all observations as equally reliable despite missing data, delayed responses, or sensor noise, preventing users from distinguishing genuine behavioural patterns from artefacts of data collection. Second, planning...

Predictions in a dynamic world: the adaptive role of the Active Prediction Network

Human beings evolved in a complex and constantly changing environment, in which effective behaviour depends on the capacity to anticipate the unfolding of future events. Accordingly, predictive mechanisms have been investigated across multiple cognitive domains, including visual perception, social cognition, and language comprehension. While extensive research has focused on automatic linguistic predictions based on long-term statistical regularities, the neural mechanisms supporting active p...

Development of detectors for the monitoring of mixed radiation fields

Scintillators and solid-state radiation detectors play a crucial role in high-energy physics, medical imaging, and clinical dosimetry, where requirements such as radiation hardness, geometric flexibility, and detection efficiency are increasingly demanding. This work presents two complementary developments addressing these challenges through advanced materials and detector design. First, an innovative thermal neutron detection and imaging device based on 3D silicon sensor technology is invest...

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