@article{CaiToetzkeKaestneretal.2022,
  author    = {Cai, Gaochao and T{\"o}tzke, Christian and Kaestner, Anders and Ahmed, Mutez Ali},
  title     = {Quantification of root water uptake and redistribution using neutron imaging: a review and future directions},
  series = {The plant journal},
  volume    = {111},
  journal   = {The plant journal},
  number    = {2},
  publisher = {Wiley-Blackwell},
  address   = {Oxford [u.a.]},
  issn      = {0960-7412},
  doi       = {10.1111/tpj.15839},
  pages     = {348 -- 359},
  year      = {2022},
  abstract  = {Quantifying root water uptake is essential to understanding plant water use and responses to different environmental conditions. However, non-destructive measurement of water transport and related hydraulics in the soil-root system remains a challenge. Neutron imaging, with its high sensitivity to hydrogen, has become an unparalleled tool to visualize and quantify root water uptake in vivo. In combination with isotopes (e.g., deuterated water) and a diffusion-convection model, root water uptake and hydraulic redistribution in root and soil can be quantified. Here, we review recent advances in utilizing neutron imaging to visualize and quantify root water uptake, hydraulic redistribution in roots and soil, and root hydraulic properties of different plant species. Under uniform soil moisture distributions, neutron radiographic studies have shown that water uptake was not uniform along the root and depended on both root type and age. For both tap (e.g., lupine [Lupinus albus L.]) and fibrous (e.g., maize [Zea mays L.]) root systems, water was mainly taken up through lateral roots. In mature maize, the location of water uptake shifted from seminal roots and their laterals to crown/nodal roots and their laterals. Under non-uniform soil moisture distributions, part of the water taken up during the daytime maintained the growth of crown/nodal roots in the upper, drier soil layers. Ultra-fast neutron tomography provides new insights into 3D water movement in soil and roots. We discuss the limitations of using neutron imaging and propose future directions to utilize neutron imaging to advance our understanding of root water uptake and soil-root interactions.},
  language  = {en}
}
@misc{JoussetReinschRybergetal.2018,
  author    = {Jousset, Philippe and Reinsch, Thomas and Ryberg, Trond and Blanck, Hanna and Clarke, Andy and Aghayev, Rufat and Hersir, Gylfi P. and Henninges, Jan and Weber, Michael and Krawczyk, Charlotte M.},
  title     = {Dynamic strain determination using fibre-optic cables allows imaging of seismological and structural features},
  series = {Postprints der Universit{\"a}t Potsdam Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe},
  journal   = {Postprints der Universit{\"a}t Potsdam Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe},
  number    = {691},
  doi       = {10.25932/publishup-42677},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-426770},
  pages     = {11},
  year      = {2018},
  abstract  = {Natural hazard prediction and efficient crust exploration require dense seismic observations both in time and space. Seismological techniques provide ground-motion data, whose accuracy depends on sensor characteristics and spatial distribution. Here we demonstrate that dynamic strain determination is possible with conventional fibre-optic cables deployed for telecommunication. Extending recently distributed acoustic sensing (DAS) studies, we present high resolution spatially un-aliased broadband strain data. We recorded seismic signals from natural and man-made sources with 4-m spacing along a 15-km-long fibre-optic cable layout on Reykjanes Peninsula, SW-Iceland. We identify with unprecedented resolution structural features such as normal faults and volcanic dykes in the Reykjanes Oblique Rift, allowing us to infer new dynamic fault processes. Conventional seismometer recordings, acquired simultaneously, validate the spectral amplitude DAS response between 0.1 and 100 Hz bandwidth. We suggest that the networks of fibre-optic telecommunication lines worldwide could be used as seismometers opening a new window for Earth hazard assessment and exploration.},
  language  = {en}
}
@article{KochovskiChenYuanetal.2020,
  author    = {Kochovski, Zdravko and Chen, Guosong and Yuan, Jiayin and Lu, Yan},
  title     = {Cryo-Electron microscopy for the study of self-assembled poly(ionic liquid) nanoparticles and protein supramolecular structures},
  series = {Colloid and polymer science : official journal of the Kolloid-Gesellschaft},
  volume    = {298},
  journal   = {Colloid and polymer science : official journal of the Kolloid-Gesellschaft},
  number    = {7},
  publisher = {Springer},
  address   = {New York},
  issn      = {0303-402X},
  doi       = {10.1007/s00396-020-04657-w},
  pages     = {707 -- 717},
  year      = {2020},
  abstract  = {Cryo-electron microscopy (cryo-EM) is a powerful structure determination technique that is well-suited to the study of protein and polymer self-assembly in solution. In contrast to conventional transmission electron microscopy (TEM) sample preparation, which often times involves drying and staining, the frozen-hydrated sample preparation allows the specimens to be kept and imaged in a state closest to their native one. Here, we give a short overview of the basic principles of Cryo-EM and review our results on applying it to the study of different protein and polymer self-assembled nanostructures. More specifically, we show how we have applied cryo-electron tomography (cryo-ET) to visualize the internal morphology of self-assembled poly(ionic liquid) nanoparticles and cryo-EM single particle analysis (SPA) to determine the three-dimensional (3D) structures of artificial protein microtubules.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Maercklin2004,
  author    = {Maercklin, Nils},
  title     = {Seismic structure of the Arava Fault, Dead Sea Transform},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001469},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {Ein transversales St{\"o}rungssystem im Nahen Osten, die Dead Sea Transform (DST), trennt die Arabische Platte von der Sinai-Mikroplatte und erstreckt sich von S{\"u}den nach Norden vom Extensionsgebiet im Roten Meer {\"u}ber das Tote Meer bis zur Taurus-Zagros Kollisionszone. Die sinistrale DST bildete sich im Mioz{\"a}n vor etwa 17 Ma und steht mit dem Aufbrechen des Afro-Arabischen Kontinents in Verbindung. Das Untersuchungsgebiet liegt im Arava Tal zwischen Totem und Rotem Meer, mittig {\"u}ber der Arava St{\"o}rung (Arava Fault, AF), die hier den Hauptast der DST bildet. Eine Reihe seismischer Experimente, aufgebaut aus k{\"u}nstlichen Quellen, linearen Profilen {\"u}ber die St{\"o}rung und entsprechend entworfenen Empf{\"a}nger-Arrays, zeigt die Untergrundstruktur in der Umgebung der AF und der Verwerfungszone selbst bis in eine Tiefe von 3-4 km. Ein tomographisch bestimmtes Modell der seismischen Geschwindigkeiten von P-Wellen zeigt einen starken Kontrast nahe der AF mit niedrigeren Geschwindigkeiten auf der westlichen Seite als im Osten. Scherwellen lokaler Erdbeben liefern ein mittleres P-zu-S Geschwindigkeitsverh{\"a}ltnis und es gibt Anzeichen f{\"u}r {\"A}nderungen {\"u}ber die St{\"o}rung hinweg. Hoch aufgel{\"o}ste tomographische Geschwindigkeitsmodelle best{\"a}tigen der Verlauf der AF und stimmen gut mit der Oberfl{\"a}chengeologie {\"u}berein. Modelle des elektrischen Widerstands aus magnetotellurischen Messungen im selben Gebiet zeigen eine leitf{\"a}hige Schicht westlich der AF, schlecht leitendes Material {\"o}stlich davon und einen starken Kontrast nahe der AF, die den Fluss von Fluiden von einer Seite zur anderen zu verhindern scheint. Die Korrelation seismischer Geschwindigkeiten und elektrischer Widerst{\"a}nde erlaubt eine Charakterisierung verschiedener Lithologien im Untergrund aus deren physikalischen Eigenschaften. Die westliche Seite l{\"a}sst sich durch eine geschichtete Struktur beschreiben, wogegen die {\"o}stliche Seite eher einheitlich erscheint. Die senkrechte Grenze zwischen den westlichen Einheiten und der {\"o}stlichen scheint gegen{\"u}ber der Oberfl{\"a}chenauspr{\"a}gung der AF nach Osten verschoben zu sein. Eine Modellierung von seismischen Reflexionen an einer St{\"o}rung deutet an, dass die Grenze zwischen niedrigen und hohen Geschwindigkeiten eher scharf ist, sich aber durch eine raue Oberfl{\"a}che auf der L{\"a}ngenskala einiger hundert Meter auszeichnen kann, was die Streuung seismischer Wellen beg{\"u}nstigte. Das verwendete Abbildungsverfahren (Migrationsverfahren) f{\"u}r seismische Streuk{\"o}rper basiert auf Array Beamforming und der Koh{\"a}renzanalyse P-zu-P gestreuter seismischer Phasen. Eine sorgf{\"a}ltige Bestimmung der Aufl{\"o}sung sichert zuverl{\"a}ssige Abbildungsergebnisse. Die niedrigen Geschwindigkeiten im Westen entsprechen der jungen sediment{\"a}ren F{\"u}llung im Arava Tal, und die hohen Geschwindigkeiten stehen mit den dortigen pr{\"a}kambrischen Magmatiten in Verbindung. Eine 7 km lange Zone seismischer Streuung (Reflektor) ist gegen{\"u}ber der an der Oberfl{\"a}che sichtbaren AF um 1 km nach Osten verschoben und l{\"a}sst sich im Tiefenbereich von 1 km bis 4 km abbilden. Dieser Reflektor markiert die Grenze zwischen zwei lithologischen Bl{\"o}cken, die vermutlich wegen des horizontalen Versatzes entlang der DST nebeneinander zu liegen kamen. Diese Interpretation als lithologische Grenze wird durch die gemeinsame Auswertung der seismischen und magnetotellurischen Modelle gest{\"u}tzt. Die Grenze ist m{\"o}glicherweise ein Ast der AF, der versetzt gegen{\"u}ber des heutigen, aktiven Asts verl{\"a}uft. Der Gesamtversatz der DST k{\"o}nnte r{\"a}umlich und zeitlich auf diese beiden {\"A}ste und m{\"o}glicherweise auch auf andere St{\"o}rungen in dem Gebiet verteilt sein.},
  language  = {en}
}
@misc{MuellerKupschLaquaietal.2018,
  author    = {M{\"u}ller, Bernd Randolf and Kupsch, Andreas and Laquai, Rene and Nellesen, Jens and Tillmann, Wolfgang and Kasperovich, Galina and Bruno, Giovanni},
  title     = {Microstructure Characterisation of Advanced Materials via 2D and 3D X-Ray Refraction Techniques},
  series = {Materials Science Forum},
  volume    = {941},
  journal   = {Materials Science Forum},
  publisher = {Trans Tech Publications Ltd},
  address   = {Zurich},
  isbn      = {978-3-0357-1208-7},
  issn      = {0255-5476},
  doi       = {10.4028/www.scientific.net/MSF.941.2401},
  pages     = {2401 -- 2406},
  year      = {2018},
  abstract  = {3D imaging techniques have an enormous potential to understand the microstructure, its evolution, and its link to mechanical, thermal, and transport properties. In this conference paper we report the use of a powerful, yet not so wide-spread, set of X-ray techniques based on refraction effects. X-ray refraction allows determining internal specific surface (surface per unit volume) in a non-destructive fashion, position and orientation sensitive, and with a nanometric detectability. We demonstrate showcases of ceramics and composite materials, where microstructural parameters could be achieved in a way unrivalled even by high-resolution techniques such as electron microscopy or computed tomography. We present in situ analysis of the damage evolution in an Al/Al2O3 metal matrix composite during tensile load and the identification of void formation (different kinds of defects, particularly unsintered powder hidden in pores, and small inhomogeneity's like cracks) in Ti64 parts produced by selective laser melting using synchrotron X-ray refraction radiography and tomography.},
  language  = {en}
}
@article{StankiewiczWeberMohsenetal.2012,
  author    = {Stankiewicz, Jacek and Weber, Michael H. and Mohsen, Ayman and Hofstetter, Rami},
  title     = {Dead Sea Basin imaged by ambient seismic noise tomography},
  series = {Pure and applied geophysics},
  volume    = {169},
  journal   = {Pure and applied geophysics},
  number    = {4},
  publisher = {Springer},
  address   = {Basel},
  issn      = {0033-4553},
  doi       = {10.1007/s00024-011-0350-y},
  pages     = {615 -- 623},
  year      = {2012},
  abstract  = {In the framework of the Dead Sea Integrated Research project (DESIRE), 59 seismological stations were deployed in the region of the Dead Sea Basin. Twenty of these stations recorded data of sufficiently high quality between May and September 2007 to be used for ambient seismic noise analysis. Empirical Green's functions are extracted from cross-correlations of long term recordings. These functions are dominated by Rayleigh waves, whose group velocities can be measured in the frequency range from 0.1 to 0.5 Hz. Analysis of positive and negative correlation lags of the Green's functions makes it possible to identify the direction of the source of the incoming energy. Signals with frequencies higher than 0.2 Hz originate from the Mediterranean Sea, while low frequencies arrive from the direction of the Red Sea. Travel times of the extracted Rayleigh waves were measured between station pairs for different frequencies, and tomographically inverted to provide independent velocity models. Four such 2D models were computed for a set of frequencies, all corresponding to different sampling depths, and thus together giving an indication of the velocity variations in 3D extending to a depth of 10 km. The results show low velocities in the Dead Sea Basin, consistent with previous studies suggesting up to 8 km of recent sedimentary infill in the Basin. The complex structure of the western margin of the Basin is also observed, with sedimentary infill present to depths not exceeding 5 km west of the southern part of the Dead Sea. The high velocities associated with the Lisan salt diapir are also observed down to a depth of similar to 5 km. The reliability of the results is confirmed by checkerboard recovery tests.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Weber2004,
  author    = {Weber, Michael H.},
  title     = {Robotic telescopes \& Doppler imaging : measuring differential rotation on long-period active stars},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001834},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {Auf der Sonne sind viele Ph{\"a}nomene zu sehen die mit der solaren magnetischen Aktivit{\"a}t zusammenh{\"a}ngen. Das daf{\"u}r zust{\"a}ndige Magnetfeld wird durch einen Dynamo erzeugt, der sich vermutlich am Boden der Konvektionszone in der sogenannten Tachocline befindet. Angetrieben wird der Dynamo teils von der differenziellen Rotation, teils von den magnetischen Turbulenzen in der Konvektionszone. Die differentielle Rotation kann an der Sonnenoberfl{\"a}che durch beobachten der Sonnenfleckbewegungen gemessen werden.Um einen gr{\"o}ßeren Parameterraum zum Testen von Dynamotheorien zu erhalten, kann man diese Messungen auch auf andere Sterne ausdehnen. Das prim{\"a}re Problem dabei ist, dass die Oberfl{\"a}chen von Sternen nicht direkt beobachtet werden k{\"o}nnen. Indirekt kann man dies jedoch mit Hilfe der Doppler-imaging Methode erreichen, die die Doppler-Verbreitung der Spektrallinien von schnell rotierenden Sternen ben{\"u}tzt. Um jedoch ein Bild der Sternoberfl{\"a}che zu erhalten, bedarf es vieler hochaufgel{\"o}ster spektroskopischer Beobachtungen, die gleichm{\"a}ßig {\"u}ber eine Sternrotation verteilt sein m{\"u}ssen. F{\"u}r Sterne mit langen Rotationsperioden sind diese Beobachtungen nur schwierig durchzuf{\"u}hren. Das neue robotische Observatorium STELLA adressiert dieses Problem und bietet eine auf Dopplerimaging abgestimmte Ablaufplanung der Beobachtungen an. Dies wird solche Beobachtungen nicht nur leichter durchf{\"u}hrbar machen, sondern auch effektiver gestalten.Als Vorschau welche Ergebnisse mit STELLA erwartet werden k{\"o}nnen dient eine Studie an sieben Sternen die allesamt eine lange (zwischen sieben und 25 Tagen) Rotationsperiode haben. Alle Sterne zeigen differentielle Rotation, allerdings sind die Messfehler aufgrund der nicht zufriedenstellenden Datenqualit{\"a}t von gleicher Gr{\"o}ßenordnung wie die Ergebnisse, ein Problem das bei STELLA nicht auftreten wird. Um die Konsistenz der Ergebnisse zu pr{\"u}fen wurde wenn m{\"o}glich sowohl eine Kreuzkorrelationsanalyse als auch die sheared-image Methode angewandt. Vier von diesen sieben Sternen weisen eine differentielle Rotation in umgekehrter Richtung auf als auf der Sonne zu sehen ist. Die restlichen drei Sterne weisen schwache, aber in der Richtung sonnen{\"a}hnliche differentielle Rotation auf.Abschließend werden diese neuen Messungen mit bereits publizierten Werten kombiniert, und die so erhaltenen Daten auf Korrelationen zwischen differentieller Rotation, Rotationsperiode, Evolutionsstaus, Spektraltyp und Vorhandensein eines Doppelsterns {\"u}berpr{\"u}ft. Alle Sterne zusammen zeigen eine signifikante Korrelation zwischen dem Betrag der differenziellen Rotation und der Rotationsperiode. Unterscheidet man zwischen den Richtungen der differentiellen Rotation, so bleibt nur eine Korrelation der Sterne mit antisolarem Verhalten. Dar{\"u}berhinaus zeigt sich auch, dass Doppelsterne schw{\"a}cher differentiell rotieren.},
  language  = {en}
}