TY - GEN A1 - Geißler, Katja A1 - Heblack, Jessica A1 - Uugulu, Shoopala A1 - Wanke, Heike A1 - Blaum, Niels T1 - Partitioning of Water Between Differently Sized Shrubs and Potential Groundwater Recharge in a Semiarid Savanna in Namibia T2 - Postprints der Universität Potsdam Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - Introduction: Many semiarid regions around the world are presently experiencing significant changes in both climatic conditions and vegetation. This includes a disturbed coexistence between grasses and bushes also known as bush encroachment, and altered precipitation patterns with larger rain events. Fewer, more intense precipitation events might promote groundwater recharge, but depending on the structure of the vegetation also encourage further woody encroachment. Materials and Methods: In this study, we investigated how patterns and sources of water uptake of Acacia mellifera (blackthorn), an important encroaching woody plant in southern African savannas, are associated with the intensity of rain events and the size of individual shrubs. The study was conducted at a commercial cattle farm in the semiarid Kalahari in Namibia (MAP 250 mm/a). We used soil moisture dynamics in different depths and natural stable isotopes as markers of water sources. Xylem water of fifteen differently sized individuals during eight rain events was extracted using a Scholander pressure bomb. Results and Discussion: Results suggest the main rooting activity zone of A. mellifera in 50 and 75 cm soil depth but a reasonable water uptake from 10 and 25 cm. Any apparent uptake pattern seems to be driven by water availability, not time in the season. Bushes prefer the deeper soil layers after heavier rain events, indicating some evidence for the classical Walter’s two-layer hypothesis. However, rain events up to a threshold of 6 mm/day cause shallower depths of use and suggest several phases of intense competition with perennial grasses. The temporal uptake pattern does not depend on shrub size, suggesting a fast upwards water flow inside. d2H and d18O values in xylem water indicate that larger shrubs rely less on upper and very deep soil water than smaller shrubs. It supports the hypothesis that in environments where soil moisture is highly variable in the upper soil layers, the early investment in a deep tap-root to exploit deeper, more reliable water sources could reduce the probability of mortality during the establishment phase. Nevertheless, independent of size and time in the season, bushes do not compete with potential groundwater recharge. In a savanna encroached by A. mellifera, groundwater will most likely be affected indirectly. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 798 KW - bush encroachment KW - groundwater recharge KW - rooting depth KW - Savannas KW - stable isotopes KW - shrub size KW - Acacia mellifera KW - rain event depth Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-441110 SN - 1866-8372 IS - 798 ER - TY - GEN A1 - Eichler, Sarah A1 - Salzwedel, Annett A1 - Rabe, Sophie A1 - Mueller, Steffen A1 - Mayer, Frank A1 - Wochatz, Monique A1 - Hadzic, Miralem A1 - John, Michael A1 - Wegscheider, Karl A1 - Völler, Heinz T1 - The Effectiveness of Telerehabilitation as a Supplement to Rehabilitation in Patients After Total Knee or Hip Replacement BT - Randomized Controlled Trial T2 - Postprints der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe N2 - Background: Telerehabilitation can contribute to the maintenance of successful rehabilitation regardless of location and time. The aim of this study was to investigate a specific three-month interactive telerehabilitation routine regarding its effectiveness in assisting patients with physical functionality and with returning to work compared to typical aftercare. Objective: The aim of the study was to investigate a specific three-month interactive telerehabilitation with regard to effectiveness in functioning and return to work compared to usual aftercare. Methods: From August 2016 to December 2017, 111 patients (mean 54.9 years old; SD 6.8; 54.3% female) with hip or knee replacement were enrolled in the randomized controlled trial. At discharge from inpatient rehabilitation and after three months, their distance in the 6-minute walk test was assessed as the primary endpoint. Other functional parameters, including health related quality of life, pain, and time to return to work, were secondary endpoints. Results: Patients in the intervention group performed telerehabilitation for an average of 55.0 minutes (SD 9.2) per week. Adherence was high, at over 75%, until the 7th week of the three-month intervention phase. Almost all the patients and therapists used the communication options. Both the intervention group (average difference 88.3 m; SD 57.7; P=.95) and the control group (average difference 79.6 m; SD 48.7; P=.95) increased their distance in the 6-minute-walk-test. Improvements in other functional parameters, as well as in quality of life and pain, were achieved in both groups. The higher proportion of working patients in the intervention group (64.6%; P=.01) versus the control group (46.2%) is of note. Conclusions: The effect of the investigated telerehabilitation therapy in patients following knee or hip replacement was equivalent to the usual aftercare in terms of functional testing, quality of life, and pain. Since a significantly higher return-to-work rate could be achieved, this therapy might be a promising supplement to established aftercare. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 589 KW - telerehabilitation KW - home-based KW - total hip replacement KW - total knee replacement KW - exercise therapy KW - aftercare KW - rehabilitation Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-440965 SN - 1866-8364 IS - 589 ER - TY - GEN A1 - Cassel, Michael A1 - Müller, Juliane A1 - Moser, Othmar A1 - Strempler, Mares Elaine A1 - Reso, Judith A1 - Mayer, Frank T1 - Orthopedic Injury Profiles in Adolescent Elite Athletes BT - A Retrospective Analysis From a Sports Medicine Department T2 - Postprints der Universität Potsdam Humanwissenschaftliche Reihe N2 - Aim: The aim of the study was to identify common orthopedic sports injury profiles in adolescent elite athletes with respect to age, sex, and anthropometrics. Methods: A retrospective data analysis of 718 orthopedic presentations among 381 adolescent elite athletes from 16 different sports to a sports medical department was performed. Recorded data of history and clinical examination included area, cause and structure of acute and overuse injuries. Injury-events were analyzed in the whole cohort and stratified by age (11–14/15–17 years) and sex. Group differences were tested by chi-squared-tests. Logistic regression analysis was applied examining the influence of factors age, sex, and body mass index (BMI) on the outcome variables area and structure (a = 0.05). Results: Higher proportions of injury-events were reported for females (60%) and athletes of the older age group (66%) than males and younger athletes. The most frequently injured area was the lower extremity (47%) followed by the spine (30.5%) and the upper extremity (12.5%). Acute injuries were mainly located at the lower extremity (74.5%), while overuse injuries were predominantly observed at the lower extremity (41%) as well as the spine (36.5%). Joints (34%), muscles (22%), and tendons (21.5%) were found to be the most often affected structures. The injured structures were different between the age groups (p = 0.022), with the older age group presenting three times more frequent with ligament pathology events (5.5%/2%) and less frequent with bony problems (11%/20.5%) than athletes of the younger age group. The injured area differed between the sexes (p = 0.005), with males having fewer spine injury-events (25.5%/34%) but more upper extremity injuries (18%/9%) than females. Regression analysis showed statistically significant influence for BMI (p = 0.002) and age (p = 0.015) on structure, whereas the area was significantly influenced by sex (p = 0.005). Conclusion: Events of soft-tissue overuse injuries are the most common reasons resulting in orthopedic presentations of adolescent elite athletes. Mostly, the lower extremity and the spine are affected, while sex and age characteristics on affected area and structure must be considered. Therefore, prevention strategies addressing the injury-event profiles should already be implemented in early adolescence taking age, sex as well as injury entity into account. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 559 KW - overuse injuries KW - epidemiology KW - complaints KW - symptoms KW - risk factors KW - sports Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-434953 SN - 1866-8364 IS - 559 ER - TY - THES A1 - Stutter Garcia, Ana T1 - The use of grammatical knowledge in an additional language T1 - Die Verwendung des grammatischen Wissens in einer weiteren Fremdsprache BT - effects of native and non-native linguistic constraints BT - der Effekt von muttersprachlichen und nicht-muttersprachlichen linguistischen Beschränkungen N2 - This thesis investigates whether multilingual speakers’ use of grammatical constraints in an additional language (La) is affected by the native (L1) and non-native grammars (L2) of their linguistic repertoire. Previous studies have used untimed measures of grammatical performance to show that L1 and L2 grammars affect the initial stages of La acquisition. This thesis extends this work by examining whether speakers at intermediate levels of La proficiency, who demonstrate mature untimed/offline knowledge of the target La constraints, are differentially affected by their L1 and L2 knowledge when they comprehend sentences under processing pressure. With this purpose, several groups of La German speakers were tested on word order and agreement phenomena using online/timed measures of grammatical knowledge. Participants had mirror distributions of their prior languages and they were either L1English/L2Spanish speakers or L1Spanish/L2English speakers. Crucially, in half of the phenomena the target La constraint aligned with English but not with Spanish, while in the other half it aligned with Spanish but not with English. Results show that the L1 grammar plays a major role in the use of La constraints under processing pressure, as participants displayed increased sensitivity to La constraints when they aligned with their L1, and reduced sensitivity when they did not. Further, in specific phenomena in which the L2 and La constraints aligned, increased L2 proficiency resulted in an enhanced sensitivity to the La constraint. These findings suggest that both native and non-native grammars affect how speakers use La grammatical constraints under processing pressure. However, L1 and L2 grammars differentially influence on participants’ performance: While L1 constraints seem to be reliably recruited to cope with the processing demands of real-time La use, proficiency in an L2 can enhance sensitivity to La constraints only in specific circumstances, namely when L2 and La constraints align. N2 - In dieser Dissertation wird untersucht, ob mehrsprachige Personen, wenn sie grammatikalische Beschränkungen in einer zusätzlichen Sprache (La) verarbeiten, von ihrer Muttersprache (L1) und/oder ihrer Nicht-Muttersprache (L2) beeinflusst werden. Frühere Studien haben durch Messungen ohne Zeitangabe (offline Messungen) der grammatikalischen Leistung gezeigt, dass die L1- und L2-Grammatik die Anfangsstadien des La-Spracherwerbs beeinflusst. In dieser Dissertation wird diese Arbeit auf zweierlei Weise erweitert. Einerseits wird untersucht, ob die L1- und L2-Grammatik die La auf unterschiedliche Weise beeinflusst, wenn mehrsprachige Personen La Sätze unter Druck verarbeiten müssen. Anderseits werden in der Dissertation nur Personen mit mittleren La-Kenntnissen getestet, die ausgereifte Kenntnisse über die getesteten La Phänomene in offline Messungen vorwiesen. Zu diesem Zweck wurden mehrere Gruppen von La Deutschsprachlern auf Wortreihenfolgen- und Konkordanz-Phänomene getestet, wobei online Messungen der grammatikalischen Fähigkeiten verwendet wurden. Die Teilnehmer waren entweder L1Englisch / L2Spanisch oder L1Spanisch / L2Englisch Sprecher. Entscheidend ist, dass die Hälfte der getesteten Beschränkungen auf Englisch, aber nicht auf Spanisch ausgerichtet war, während die andere Hälfte wiederum auf Spanisch, aber nicht auf Englisch ausgerichtet war. Die Ergebnisse zeigen, dass die L1-Grammatik eine wichtige Rolle bei der Verarbeitung von La-Beschränkungen unter Zeitdruck spielt. Die Teilnehmer zeigten eine erhöhte Sensibilität gegenüber La-Beschränkungen, wenn diese mit ihrer eigenen L1 übereinstimmten. Eine verringerte Sensibilität zeigt sich wiederum, wenn die Übereinstimmung nicht vorliegt. Ferner führte eine erhöhte L2-Kompetenz, unter bestimmten Beschränkungen, bei denen die L2 und La übereinstimmen, zu einer erhöhten Sensibilität gegenüber der La-Beschränkung. Diese Ergebnisse legen nahe, dass sowohl die muttersprachliche als auch die nicht muttersprachliche Grammatik die Verwendung von La Beschränkungen unter Verarbeitungsdruck beeinflusst. L1- und L2-Grammatik wirkt sich jedoch unterschiedlich auf die Leistungen der Teilnehmer aus. Während die L1 Grammatik zuverlässig angewendet wird, um den Verarbeitungsanforderungen der Echtzeit La-Verwendung gerecht zu werden, kann die Kenntnis einer L2 die Sensibilität gegenüber La-Beschränkungen nur unter bestimmten Umständen verbessern. Nämlich dann wenn die L2- und La-Beschränkungen parallel ausgerichtet sind. KW - additional language KW - cross-linguistic influence KW - multilingualism KW - grammatical knowledge KW - zusätzliche Sprache KW - sprachübergreifender Einfluss KW - Multilingualität KW - Grammatikkenntnisse Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-469326 ER - TY - GEN A1 - Felser, Claudia T1 - Do processing resource limitations shape heritage language grammars? T2 - Postprints der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe N2 - kein abstract vorhanden T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 676 Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-469703 SN - 1866-8364 IS - 676 SP - 23 EP - 24 ER - TY - GEN A1 - Plummer, Ashley A1 - Mugele, Hendrik A1 - Steffen, Kathrin A1 - Stoll, Josefine A1 - Mayer, Frank A1 - Müller, Juliane T1 - General versus sports-specific injury prevention programs in athletes BT - A systematic review on the effects on performance T2 - Postprints der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe N2 - Introduction Injury prevention programs (IPPs) are an inherent part of training in recreational and professional sports. Providing performance-enhancing benefits in addition to injury prevention may help adjust coaches and athletes’ attitudes towards implementation of injury prevention into daily routine. Conventional thinking by players and coaches alike seems to suggest that IPPs need to be specific to one’s sport to allow for performance enhancement. The systematic literature review aims to firstly determine the IPPs nature of exercises and whether they are specific to the sport or based on general conditioning. Secondly, can they demonstrate whether general, sports-specific or even mixed IPPs improve key performance indicators with the aim to better facilitate long-term implementation of these programs? Methods PubMed and Web of Science were electronically searched throughout March 2018. The inclusion criteria were randomized control trials, publication dates between Jan 2006 and Feb 2018, athletes (11–45 years), injury prevention programs and included predefined performance measures that could be categorized into balance, power, strength, speed/agility and endurance. The methodological quality of included articles was assessed with the Cochrane Collaboration assessment tools. Results Of 6619 initial findings, 22 studies met the inclusion criteria. In addition, reference lists unearthed a further 6 studies, making a total of 28. Nine studies used sports specific IPPs, eleven general and eight mixed prevention strategies. Overall, general programs ranged from 29–57% in their effectiveness across performance outcomes. Mixed IPPs improved in 80% balance outcomes but only 20–44% in others. Sports-specific programs led to larger scale improvements in balance (66%), power (83%), strength (75%), and speed/agility (62%). Conclusion Sports-specific IPPs have the strongest influence on most performance indices based on the significant improvement versus control groups. Other factors such as intensity, technical execution and compliance should be accounted for in future investigations in addition to exercise modality. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 591 Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-441131 SN - 1866-8364 IS - 591 ER - TY - GEN A1 - Mueller, Juliane A1 - Stoll, Josefine A1 - Mueller, Steffen A1 - Mayer, Frank T1 - Dose-response relationship of core-specific sensorimotor interventions in healthy, welltrained participants BT - study protocol for a (MiSpEx) randomized controlled trial T2 - Postprints der Universität Potsdam Humanwissenschaftliche Reihe N2 - Background: Core-specific sensorimotor exercises are proven to enhance neuromuscular activity of the trunk, improve athletic performance and prevent back pain. However, the dose-response relationship and, therefore, the dose required to improve trunk function is still under debate. The purpose of the present trial will be to compare four different intervention strategies of sensorimotor exercises that will result in improved trunk function. Methods/design: A single-blind, four-armed, randomized controlled trial with a 3-week (home-based) intervention phase and two measurement days pre and post intervention (M1/M2) is designed. Experimental procedures on both measurement days will include evaluation of maximum isokinetic and isometric trunk strength (extension/flexion, rotation) including perturbations, as well as neuromuscular trunk activity while performing strength testing. The primary outcome is trunk strength (peak torque). Neuromuscular activity (amplitude, latencies as a response to perturbation) serves as secondary outcome. The control group will perform a standardized exercise program of four sensorimotor exercises (three sets of 10 repetitions) in each of six training sessions (30 min duration) over 3 weeks. The intervention groups’ programs differ in the number of exercises, sets per exercise and, therefore, overall training amount (group I: six sessions, three exercises, two sets; group II: six sessions, two exercises, two sets; group III: six sessions, one exercise, three sets). The intervention programs of groups I, II and III include additional perturbations for all exercises to increase both the difficulty and the efficacy of the exercises performed. Statistical analysis will be performed after examining the underlying assumptions for parametric and non-parametric testing. Discussion: The results of the study will be clinically relevant, not only for researchers but also for (sports) therapists, physicians, coaches, athletes and the general population who have the aim of improving trunk function. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 499 KW - Sensorimotor training KW - Perturbation KW - Exercise KW - MiSpEx Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-422414 SN - 1866-8364 IS - 499 ER - TY - THES A1 - Codeco, Marta Sofia Ferreira T1 - Constraining the hydrology at Minas da Panasqueira W-Sn-Cu deposit, Portugal T1 - Bestimmung der Hydrologie der W-Sn-Cu Lagerstätte in der Miene Panasqueira, Portugal T1 - Considerações sobre a hidrologia do depósito de W-Sn-Cu da Panasqueira, Portugal N2 - This dissertation combines field and geochemical observations and analyses with numerical modeling to understand the formation of vein-hosted Sn-W ore in the Panasqueira deposit of Portugal, which is among the ten largest worldwide. The deposit is located above a granite body that is altered by magmatic-hydrothermal fluids in its upper part (greisen). These fluids are thought to be the source of metals, but that was still under debate. The goal of this study is to determine the composition and temperature of hydrothermal fluids at Panasqueira, and with that information to construct a numerical model of the hydrothermal system. The focus is on analysis of the minerals tourmaline and white mica, which formed during mineralization and are widespread throughout the deposit. Tourmaline occurs mainly in alteration zones around mineralized veins and is less abundant in the vein margins. White mica is more widespread. It is abundant in vein margins as well as alteration zones, and also occurs in the granite greisen. The laboratory work involved in-situ microanalysis of major- and trace elements in tourmaline and white mica, and boron-isotope analysis in both minerals by secondary ion mass spectrometry (SIMS). The boron-isotope composition of tourmaline and white mica suggests a magmatic source. Comparison of hydrothermally-altered and unaltered rocks from drill cores shows that the ore metals (W, Sn, Cu, and Zn) and As, F, Li, Rb, and Cs were introduced during the alteration. Most of these elements are also enriched in tourmaline and mica, which confirms their potential value as exploration guides to Sn-W ores elsewhere. The thermal evolution of the hydrothermal system was estimated by B-isotope exchange thermometry and the Ti-in-quartz method. Both methods yielded similar temperatures for the early hydrothermal phase: 430° to 460°C for B-isotopes and 503° ± 24°C for Ti-in-quartz. Mineral pairs from a late fault zone yield significantly lower median temperatures of 250°C. The combined results of thermometry with variations in chemical and B-isotope composition of tourmaline and mica suggest that a similar magmatic-hydrothermal fluid was active at all stages of mineralization. Mineralization in the late stage shows the same B-isotope composition as in the main stage despite a ca. 250°C cooling, which supports a multiple injection model of magmatic-hydrothermal fluids. Two-dimensional numerical simulations of convection in a multiphase NaCl hydrothermal system were conducted: (a) in order to test a new approach (lower dimensional elements) for flow through fractures and faults and (b) in order to identify conditions for horizontal fluid flow as observed in the flat-lying veins at Panasqueira. The results show that fluid flow over an intrusion (heat and fluid source) develops a horizontal component if there is sufficient fracture connectivity. Late, steep fault zones have been identified in the deposit area, which locally contain low-temperature Zn-Pb mineralization. The model results confirm that the presence of subvertical faults with enhanced permeability play a crucial role in the ascent of magmatic fluids to the surface and the recharge of meteoric waters. Finally, our model results suggest that recharge of meteoric fluids and mixing processes may be important at later stages, while flow of magmatic fluids dominate the early stages of the hydrothermal fluid circulation. N2 - In dieser Dissertation werden Feldbeobachtungen und geochemische Analysen mit numerischer Modellierung kombiniert, um die Bildung von Sn-W-Cu- Mineralisation in der Erzlagerstätte Panasqueira in Portugal zu verstehen. Panasqueira gehört zu den 10 größten Sn-W Lagerstätten weltweit, sie befindet sich oberhalb eines Granitkörpers, der im oberen Bereich durch magmatisch-hydrothermale Fluide alteriert ist (Greisenbildung). Es wird postuliert, dass magmatisch Fluide die Quelle für Metalle sind, das wurde aber bislang nicht eindeutig bestätigt. Das Ziel dieser Arbeiten ist es, die Zusammensetzung und Temperatur der hydrothermalen Fluide in Panasqueira zu bestimmen und mit diesen Informationen ein numerisches Modell des hydrothermalen Systems zu erstellen. Der Schwerpunkt liegt auf der Untersuchung von Turmalin und Hellglimmer, welche bei der Mineralisation gebildet wurden und in der gesamten Lagerstätte weit verbreitet sind. Turmalin kommt hauptsächlich in Alterationszonen um die vererzten Quarzgänge vor, sowie weniger häufig im Randbereich der Gänge. Hellglimmer dagegen ist stärker verbreitet. Es kommt sowohl in Quarzgangrändern und Alterationszonen vor als auch im Greisenkörper. Die Laborarbeiten umfassten in-situ Mikroanalytik der Haupt- und Spurenelementgehalte von Turmalin und Hellglimmer sowie die Analyse der Bor-isotopen in beiden Mineralen mittels Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS). Die Bor-Isotopenzusammensetzung von Turmalin und Hellglimmer deuten auf eine magmatische Quelle hin. Der Vergleich von hydrothermal-überprägten mit unveränderten Gesteinsproben aus Bohrkernen zeigt, dass die Erzmetalle (W, Sn, Cu, Zn) sowie As, F, Li, Rb und Cs während der Alteration hinzugefügt wurden. Die meisten dieser Elemente sind auch in Turmalin und Glimmer angereichert, womit ihre Nützlichkeit als Explorationshilfe für Sn-W-Erze in anderen Gebieten bestätigt wird. Die thermische Entwicklung des Hydrothermalsystems wurde durch B-Isotopenaustausch-Thermometrie sowie durch die Ti-in-Quarz- Methode bestimmt. Beide Methoden ergaben für die frühe Hydrothermalphase ähnliche Temperaturen: 430° - 460°C für B-Isotope und 503° ± 24°C für Ti-in-Quarz. Mineral Paare aus einer späten Verwerfungszone ergaben deutlich niedrigere B-Isotopentemperaturen von durchschnittlich 250°C. Die Kombination der Thermometrie mit den chemischen und B-Isotopenvariationen in Turmalin und Glimmer deutet darauf hin, dass ein ähnliches magmatisch-hydrothermales Fluid in allen Mineralisierungsstufen beteiligt war. Die Mineralisierung im späten Stadium zeigt dieselbe B-Isotopenzusammensetzung wie die Hauptphase trotz der Abkühlung um ca. 250°C, was ein Mehrfachinjektionsmodell des magmatisch-hydrothermalen Fluids unterstützt. Zwei-dimensionale numerische Simulationen der Konvektion in einem mehrphasen NaCl System wurden durchgeführt um: a) eine neue Methode (lower dimensional elements) für hydrothermales Fließen durch Brüche und Störungszonen zu testen und b) die Voraussetzungen für die in Panasqueira dominierende horizontale Fluidbewegung in den flach liegenden Gängen zu identifizieren. Die Ergebnisse zeigen, dass Fluidströmungen immer dann eine starke horizontale Komponente haben wenn ausreichende Bruchverbindungen im Gestein vorhanden sind. Späte, steile Bruchzonen sind in der Umgebung der Lagerstätte identifiziert worden, welche lokal niedrig-temperierte Zn-Pb Mineralisierungen führen. Die Modellergebnisse bestätigen, dass das Vorhandensein subvertikaler Störungszonen mit höherer Permeabilität eine entscheidende Rolle für den Aufstieg magmatischer Fluide zur Oberfläche und das Eindringen von meteorischen Fluiden spielen. Schließlich schlagen unsere Simulationsergebnisse vor, dass das Eindringen meteorischer Fluide und Mischungsprozesse in späteren Phasen der hydrothermalen Zirkulation wichtig sind, während magmatische Fluide in frühen Phasen dominieren. N2 - O estudo apresentado na presente dissertação combina análises e observações campo e geoquímica (e.g. multi-elementar, mineral, isotópica) com modelação numérica por forma a compreender a evolução do sistema hidrotermal da Panasqueira e a formação dos filões sub-horizontais. O jazigo filoniano da Panasqueira, localizado em Portugal, encontra-se entre os dez maiores depósitos do tipo a nível mundial e é o maior produtor de W na União Europeia. O depósito desenvolveu-se a topo de um granito Varisco do tipo S, cuja cúpula se encontra greisenizada devido a circulação de fluidos de carácter magmato-hidrotermal. Pensa-se que estes fluidos sejam a fonte dos metais para a génese do jazigo, contudo esta questão tem constituído matéria de grande debate. Por forma, a compreender a evolução hidrotermal e construir um modelo numérico capaz de simular a hidrologia do sistema hidrotermal da Panasqueira, este trabalho envolveu a determinação da composição e temperatura dos fluidos hidrotermais. Para o efeito, este estudo concentrou-se na caracterização geoquímica e isotópica de turmalina e mica branca, as quais se formaram durante os processos iniciais de alteração hidrotermal e/ou mineralização, ocorrendo em diversos contextos. A turmalina ocorre essencialmente nos halos de alteração hidrotermal que encerram os veios mineralizados e está predominantemente associada aos estádios pré-mineralização. Em contraste, a mica branca ocorre em diversos contextos: greisen, filões (salbandas), e halos de alteração hidrotermal, estando associada quer aos estádios precoces, quer aos estádios principais de mineralização. O trabalho laboratorial envolveu análises in-situ de elementos maiores e traço em turmalina e mica, e análises isotópicas (isótopos de boro) em ambas as fases minerais através de espectrometria de massa por iões secundários (SIMS). As composições isotópicas da turmalina e mica branca sugerem uma fonte magmática para os fluidos hidrotermais. A comparação dos dados de litogeoquímica dos metassedimentos alterados e não alterados mostra que os metais (W, Sn, Cu e Zn), assim como em As, F, Li, Rb e Cs foram introduzidos durante o processo de alteração hidrotermal. Parte substancial destes elementos encontram-se também enriquecidos na mica e turmalina, o que confirma o seu potencial valor como vectores de prospecção mineral para os depósitos de W-Sn. A evolução térmica do sistema hidrotermal da Panasqueira foi estimada utilizando geotermómetros minerais. O geotermómetro do quartzo (Ti-in-quartz) indica temperaturas de 503° ± 24°C para a alteração precoce das rochas encaixantes, o que é consistente com as temperaturas médias de 430° a 460°C} obtidas através da geotermometria isotópica de boro em turmalina e mica branca nas salbandas micáceas. As zonas de falha estudadas através da utilização de pares-minerais indicam temperaturas médias substancialmente mais baixas (250°C). A combinação dos estudos de geotermometria mineral com as variações químicas e isotópicas obtidas para a turmalina e mica sugerem que um fluido magmático-hidrotermal relativamente homogéneo esteve activo durante todos os estádios de mineralização. Durante estádios tardios, a os fluidos mineralizantes possuem as mesmas composições isotópicas obtidas para os estádios principais, embora que registando um arrefecimento de ca. 250°C, o que suporta um modelo dinâmico com múltiplas injecções de fluidos magmático-hidrotermais. Simulações numéricas bidimensionais da convecção num sistema hidrotermal multifásico salino foram conduzidas: (i) para testar uma nova metodologia (“lower dimensional elements”) capaz de traduzir o fluxo de fluidos através de fracturas e falhas e, (ii) para identificar as condições do fluxo horizontal observado nos filões sub-horizontais da Panasqueira. Os resultados mostram que o escoamento dos fluidos em associação com uma intrusão (fonte de calor e fluidos) desenvolve uma componente horizontal, desde que haja conectividade suficiente. Falhas tardias inclinadas identificadas na área contem localmente mineralização de Zn e Pb de baixa temperatura. Os resultados dos modelos numéricos confirmam que a presença de falhas sub-verticais de permeabilidade acrescida tem um papel crucial na ascensão de fluidos magmáticos até a superfície e na infiltração de águas meteóricas. Por fim, os resultados das simulações sugerem que a infiltração de águas meteóricas e processos de mistura de fluidos possam ser importantes durantes os estádios tardios, enquanto os fluidos de carácter magmático dominam os estádios iniciais da circulação hidrotermal dos fluidos. KW - Panasqueira KW - tourmaline KW - muscovite KW - Boron isotopes KW - tungsten-tin deposits KW - magmatic-hydrothermal systems KW - LA-ICP-MS KW - SIMS KW - numerical simulation KW - fluid flow KW - fracture-controlled KW - alteration geochemistry KW - Panasqueira KW - Turmalin KW - Muscovit KW - Bor-isotopen KW - Wofram-Zinn Lagerstätte KW - magmatisch-hydrothermale Systeme KW - LA-ICP-MS KW - SIMS KW - numerische Modellierung KW - Fluid-strömungen KW - strukturelle Kontrolle KW - Alterationsgeochemie KW - Panasqueira KW - turmalina KW - muscovite KW - Isótopos de Boro KW - depósitos de volfrâmio-estanho KW - sistemas magmático-hidrotermais KW - LA-ICP-MS KW - SIMS KW - simulações numéricas KW - fluxo de fluidos KW - controlo estrutural KW - geoquímica da alteração hidrotermal Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-429752 ER - TY - GEN A1 - Unuabonah, Emmanuel Iyayi A1 - Nöske, Robert A1 - Weber, Jens A1 - Günter, Christina A1 - Taubert, Andreas T1 - New micro/mesoporous nanocomposite material from low-cost sources for the efficient removal of aromatic and pathogenic pollutants from water T2 - Postprints der Universität Potsdam Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - A new micro/mesoporous hybrid clay nanocomposite prepared from kaolinite clay, Carica papaya seeds, and ZnCl2 via calcination in an inert atmosphere is presented. Regardless of the synthesis temperature, the specific surface area of the nanocomposite material is between ≈150 and 300 m2/g. The material contains both micro- and mesopores in roughly equal amounts. X-ray diffraction, infrared spectroscopy, and solid-state nuclear magnetic resonance spectroscopy suggest the formation of several new bonds in the materials upon reaction of the precursors, thus confirming the formation of a new hybrid material. Thermogravimetric analysis/differential thermal analysis and elemental analysis confirm the presence of carbonaceous matter. The new composite is stable up to 900 °C and is an efficient adsorbent for the removal of a water micropollutant, 4-nitrophenol, and a pathogen, E. coli, from an aqueous medium, suggesting applications in water remediation are feasible. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 720 KW - 4-nitrophenol KW - Carica papaya seeds KW - clay KW - E. coli KW - micro/mesoporous KW - nanocomposite KW - water remediation Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-426214 IS - 720 SP - 119 EP - 131 ER - TY - THES A1 - Kurpiers, Jona T1 - Probing the pathways of free charge generation and recombination in organic solar cells T1 - Pfade der Generierung und Rekombination freier Ladungsträger in organischen Solarzellen BT - the role of excess energy and dispersive effects BT - die Rolle von Überschussenergie und dispersiven Effekten N2 - Organic semiconductors are a promising class of materials. Their special properties are the particularly good absorption, low weight and easy processing into thin films. Therefore, intense research has been devoted to the realization of thin film organic solar cells (OPVs). Because of the low dielectric constant of organic semiconductors, primary excitations (excitons) are strongly bound and a type II heterojunction needs to be introduced to split these excitations into free charges. Therefore, most organic solar cells consist of at least an electron donor and electron acceptor material. For such donor acceptor systems mainly three states are relevant; the photoexcited exciton on the donor or acceptor material, the charge transfer state at the donor-acceptor interface and the charge separated state of a free electron and hole. The interplay between these states significantly determines the efficiency of organic solar cells. Due to the high absorption and the low charge carrier mobilities, the active layers are usually thin but also, exciton dissociation and free charge formation proceeds rapidely, which makes the study of carrier dynamics highly challenging. Therefore, the focus of this work was first to install new experimental setups for the investigation of the charge carrier dynamics in complete devices with superior sensitivity and time resolution and, second, to apply these methods to prototypical photovoltaic materials to address specific questions in the field of organic and hybrid photovoltaics. Regarding the first goal, a new setup combining transient absorption spectroscopy (TAS) and time delayed collection field (TDCF) was designed and installed in Potsdam. An important part of this work concerned the improvement of the electronic components with respect to time resolution and sensitivity. To this end, a highly sensitive amplifier for driving and detecting the device response in TDCF was developed. This system was then applied to selected organic and hybrid model systems with a particular focus on the understanding of the loss mechanisms that limit the fill factor and short circuit current of organic solar cells. The first model system was a hybrid photovoltaic material comprising inorganic quantum dots decorated with organic ligands. Measurements with TDCF revealed fast free carrier recombination, in part assisted by traps, while bias-assisted charge extraction measurements showed high mobility. The measured parameters then served as input for a successful description of the device performance with an analytical model. With a further improvement of the instrumentation, a second topic was the detailed analysis of non-geminate recombination in a disordered polymer:fullerene blend where an important question was the effect of disorder on the carrier dynamics. The measurements revealed that early time highly mobile charges undergo fast non-geminate recombination at the contacts, causing an apparent field dependence of free charge generation in TDCF experiments if not conducted properly. On the other hand, recombination the later time scale was determined by dispersive recombination in the bulk of the active layer, showing the characteristics of carrier dynamics in an exponential density of state distribution. Importantly, the comparison with steady state recombination data suggested a very weak impact of non-thermalized carriers on the recombination properties of the solar cells under application relevant illumination conditions. Finally, temperature and field dependent studies of free charge generation were performed on three donor-acceptor combinations, with two donor polymers of the same material family blended with two different fullerene acceptor molecules. These particular material combinations were chosen to analyze the influence of the energetic and morphology of the blend on the efficiency of charge generation. To this end, activation energies for photocurrent generation were accurately determined for a wide range of excitation energies. The results prove that the formation of free charge is via thermalized charge transfer states and does not involve hot exciton splitting. Surprisingly, activation energies were of the order of thermal energy at room temperature. This led to the important conclusion that organic solar cells perform well not because of predominate high energy pathways but because the thermalized CT states are weakly bound. In addition, a model is introduced to interconnect the dissociation efficiency of the charge transfer state with its recombination observable with photoluminescence, which rules out a previously proposed two-pool model for free charge formation and recombination. Finally, based on the results, proposals for the further development of organic solar cells are formulated. N2 - Organische Halbleiter sind eine vielversprechende Materialklasse. Ihre besonderen Eigenschaften sind die gute Absorption, das geringe Gewicht und die einfache Verarbeitung zu dünnen Filmen. Daher wird intensiv an der Realisierung organischer Dünnschichtsolarzellen (OPVs) geforscht. Aufgrund der niedrigen Dielektrizitätskonstante organischer Halbleiter sind primäre Anregungen (Exzitonen) jedoch stark gebunden, und es muss ein Typ II-Heteroübergang eingeführt werden, um diese Anregungen in freie Ladungen zu trennen. Daher bestehen die meisten organischen Solarzellen aus mindestens einem Elektronendonator und einem Elektronenakzeptormaterial. Für solche Donator-Akzeptorsysteme sind hauptsächlich drei Zustünde relevant; das Exziton auf dem Donator- oder Akzeptormaterial, der Ladungstransferzustand an der Donator-Akzeptor-Grenzfläche und der ladungsgetrennte Zustand eines freien Elektrons und Lochs. Das Zusammenspiel dieser Zustände bestimmt maßgeblich die Effizienz organischer Solarzellen. Aufgrund der hohen Absorption und der geringen Ladungsträgermobilitäten sind die aktiven Schichten dünn, aber auch die Exzitonendissoziation und die Bildung freier Ladung findet auf kurzen Zeitskalen statt, was die Analyse der Ladungsträgerdynamik erschwert. Im Mittelpunkt dieser Arbeit standen daher zunächst die Installation neuer Versuchsaufbauten zur Untersuchung der Ladungsträgerdynamik in optimierten Solarzellen mit überlegener Empfindlichkeit und Zeitauflösung sowie die Anwendung dieser Methoden auf prototypische photovoltaische Materialien. Im Hinblick auf das erste Ziel wurde ein neuer Aufbau, der optische Methoden wie die zeitaufgelöste Absorptionsspektroskopie (TAS) mit optolektronischen Methoden, wie die zeitaufgelöste Ladungsextraktion (TDCF) kombiniert. Ein wichtiger Teil dieser Arbeit war die Verbesserung der elektronischen Komponenten hinsichtlich der Zeitauflösung und Empfindlichkeit. Zu diesem Zweck wurde ein hochempfindlicher Verstärker zur Ansteuerung und Detektion der Probenantwort in TDCF entwickelt. Dieser Versuchsaufbau wurde im Folgenden auf verschiedene Modellsysteme angewendet, mit besonderem Fokus auf dem Verständnis der Verlustmechanismen, die den Füllfaktor und den Kurzschlussstrom organischer Solarzellen limittieren. Das erste Modellsystem ist ein hybrides Material, das aus anorganischen Quantenpunkten mit organischen Liganden besteht. Messungen mit TDCF ergaben eine schnelle Rekombination freier Ladungsträger, die teilweise durch Fallen unterstützt wurde, während Ladungsextraktionsexperimente unter quasi-konstanter Beleuchtung eine hohe Mobilität zeigten. Mit den gemessenen Parametern konnte die Kennlinie gut mit einem analytischen Modell beschrieben werden. Mit einer weiteren Verbesserung des Aufbaus konnte ein zweites Thema, die detaillierte Analyse der nicht-geminalen Rekombination in einer ungeordneten Polymer-Fulleren-Mischung bearbeitet werden. Die Messungen zeigten, dass hochmobilen Ladungen zu frühen Zeiten eine schnelle, nicht-geminale Rekombination an den Kontakten durchlaufen, was eine scheinbare Feldabhängigkeit der Generierung freier Ladung in TDCF-Experimenten verursachen kann. Andererseits wurde die Rekombination auf längeren Zeitskalen durch dispersive Rekombination in der aktiven Schicht bestimmt, wobei die Ursache der Ladungsträgerdynamik in einer exponentiellen Verteilung der Zustandsdichte liegt. Der Vergleich mit Rekombinationsdaten im stationären Zustand ergab einen sehr schwachen Einfluss nicht-thermalisierter Ladungsträger auf die Rekombinationseigenschaften der Solarzellen unter anwendungsrelevanten Bedingungen. Schließlich wurden temperatur- und feldabhängige Studien zur Erzeugung freier Ladung an drei Donator-Akzeptor-Kombinationen durchgeführt, wobei zwei Donatorpolymere der gleichen Materialfamilie mit zwei verschiedenen Fulleren-Akzeptormolekülen gemischt wurden. Diese besonderen Materialkombinationen wurden ausgewählt, um den Einfluss der Energetik und Morphologie der Mischung auf die Effizienz der Ladungserzeugung zu analysieren. Zu diesem Zweck wurden die Aktivierungsenergien für die Photostromerzeugung für einen weiten Bereich von Anregungsenergien genau bestimmt. Die Ergebnisse beweisen, dass die Bildung freier Ladungen über thermalisierte Ladungstransferzustände erfolgt und keine Aufspaltung mit heißen Exzitonen beinhaltet. Überraschenderweise sind die Aktivierungsenergien vergleichbar mit der thermischen Energie bei Raumtemperatur. Dies führte zu der wichtigen Schlussfolgerung, dass organische Solarzellen nicht aufgrund von hochenergetischen Pfaden gut funktionieren, sondern weil die thermalisierten Ladungstransferzustände schwach gebunden sind. Darüber hinaus wird ein Modell eingeführt, um die Dissoziationseffizienz des Ladungstransferzustands mit seiner mit Photolumineszenz beobachtbaren Rekombination zu verbinden, wodurch ein zuvor vorgeschlagenes Zwei-Pool-Modell für die Bildung und Rekombination von freien Ladungen ausgeschlossen wird. Abschließend werden auf Basis der Ergebnisse Vorschläge zur Weiterentwicklung organischer Solarzellen formuliert. KW - organic solar cells KW - time resolved pump probe spectroscopy Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-429099 ER - TY - GEN A1 - Liebig, Ferenc A1 - Henning, Ricky A1 - Sarhan, Radwan Mohamed A1 - Prietzel, Claudia Christina A1 - Schmitt, Clemens Nikolaus Zeno A1 - Bargheer, Matias A1 - Koetz, Joachim T1 - A simple one-step procedure to synthesise gold nanostars in concentrated aqueous surfactant solutions T2 - Postprints der Universität Potsdam Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - Due to the enhanced electromagnetic field at the tips of metal nanoparticles, the spiked structure of gold nanostars (AuNSs) is promising for surface-enhanced Raman scattering (SERS). Therefore, the challenge is the synthesis of well designed particles with sharp tips. The influence of different surfactants, i.e., dioctyl sodium sulfosuccinate (AOT), sodium dodecyl sulfate (SDS), and benzylhexadecyldimethylammonium chloride (BDAC), as well as the combination of surfactant mixtures on the formation of nanostars in the presence of Ag⁺ ions and ascorbic acid was investigated. By varying the amount of BDAC in mixed micelles the core/spike-shell morphology of the resulting AuNSs can be tuned from small cores to large ones with sharp and large spikes. The concomitant red-shift in the absorption toward the NIR region without losing the SERS enhancement enables their use for biological applications and for time-resolved spectroscopic studies of chemical reactions, which require a permanent supply with a fresh and homogeneous solution. HRTEM micrographs and energy-dispersive X-ray (EDX) experiments allow us to verify the mechanism of nanostar formation according to the silver underpotential deposition on the spike surface in combination with micelle adsorption. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 769 KW - optical-properties KW - nanoparticles KW - sers KW - ultrafast KW - size KW - nanotriangles KW - nanoflowers KW - wavelength Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-438743 SN - 1866-8372 IS - 769 SP - 23633 EP - 23641 ER - TY - THES A1 - Dech, Silas T1 - Therapeutisches Klettern nach dem Potsdamer Modell bei Jugendlichen mit Skoliose T1 - Therapeutic climbing according to the Potsdam Model in adolescents with scoliosis BT - ein Trainingskonzept mit Übungskatalog und Vorbereitung einer randomisierten kontrollierten Studie BT - a training concept with an exercise booklet and preparation of a randomized controlled trial N2 - Bisher ist die Ursache für die Entstehung der meisten Skoliosen noch ungeklärt und damit eine kausale Behandlung der Betroffenen unmöglich. Die vorliegende Arbeit geht davon aus, dass der Auslöser für die sogenannte idiopathische Skoliose eine funktionelle Störung von Muskeln ist, die sich in einer verminderten relativen Haltekraft äußert. Durch gezielte willkürliche Muskelanspannungen könnte es möglich sein, kompensatorisch auf die Deformität einzuwirken, um damit ein Fortschreiten zu verhindern bzw. sogar eine Regression hervorzurufen. Insbesondere Patientengruppen mit einem hohen Progressionsrisiko, wie Jugendliche im Wachstumsalter, könnten davon profitieren. Ein Muskeltraining kann mit unterschiedlichsten Hilfsmitteln und Methoden erfolgen. Eine Möglichkeit bietet auch das Klettern. Im Kern wird daher ein Trainingskonzept zum Therapeutischen Klettern bei Jugendlichen mit Skoliose vorgestellt. Dabei beruft sich der Autor auf das Potsdamer Modell. Dieses Modell erlaubt es, gezielte Kraftübungen systematisiert an der Kletterwand in Absprunghöhe umzusetzen. Materielle Sicherungsmaßnahmen sind dadurch nicht erforderlich und eventuell notwendige Korrekturen bzw. Hilfestellungen können direkt erfolgen. Hauptinhalt eines Trainings nach dem vorgestellten Konzept sind spielerische Bewegungserfahrung innerhalb der Sportart Klettern und ein Systembouldertraining. In einem beigefügten Übungskatalog werden für letzteres Möglichkeiten der praktischen Umsetzun-gen gegeben. Die Übungen fokussieren sich auf die Aktivierung und das Training wirbelkörperdero-tierender Muskeln. Im Hauptteil einer Trainingseinheit können sie dann in Kombination mit der Kor-rektur der Seitverbiegung und des sagittalen Profils (3D Autokorrektur) unter Aufsicht eines geschul-ten Therapeuten durchgeführt werden. Die Arbeit erhebt den Anspruch, einem Leser vom Fach, die Auswahl der Übungen und die darin enthaltene individuelle Anpassung an den Patienten aus funktionell-anatomischer Sicht zu begründen. In naher Zukunft wird das Konzept in einer randomisiert kontrollierten Studie untersucht. Alle notwendigen Vorbereitungen wurden im Rahmen dieser Arbeit getroffen. N2 - To date, the cause of most scolioses is still unclear and, therefore, causal treatment is impossible. The present work assumes that the trigger for a so-called idiopathic scoliosis is a functional disorder of muscles expressed by a reduced relative holding force. Special voluntary muscle actions might have a compensatory effect on the deformity and preventing a progression or even inducing a regression. In particular, patients with a high risk of progression, such as adolescents, could benefit from these. There are many different muscle training regimes. Climbing also offers a possibility. Thus, a training concept for therapeutic climbing in adolescents with scoliosis is presented. The author refers to the Potsdam Model, thereby. This model makes it possible to systematically implement special strength exercises on the climbing wall at jumping height. Climbing protections are not necessary and any therapeutic corrections or assistance can be given directly. The main contents of the concept are playful experiences of climbing movements and a systematical boulder training. For the latter, exercises are given in an enclosed booklet. The exercises focus on the activation and training of muscles which derotate the spinal column. In the main part of a training session, they can be performed in combination with a correction of lateral bending and sagittal profile (3D autocorrection) by supervision of a trained therapist. The work claims to explain the selection of the exercises and the individual adaptation to the patient from a functional-anatomical point of view to health professionals. In the near future, the concept will be investigated in a randomized controlled trial. All necessary preparations have been made in the context of this work. KW - Klettertherapie KW - Sporttherapie KW - adoleszente idiopathische Skoliose KW - skoliosespezifische Übungen KW - Bouldern KW - climbing therapy KW - exercise therapy KW - adolescent idiopathic scoliosis KW - scoliosis-specific exercises KW - bouldering Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-532072 ER - TY - THES A1 - Knöchel, Jane T1 - Model reduction of mechanism-based pharmacodynamic models and its link to classical drug effect models T1 - Modellreduktion von mechanistischen pharmacodynamischen Modellen und deren Verbindung zu klassischen Wirkstoff-Effekt-Modellen N2 - Continuous insight into biological processes has led to the development of large-scale, mechanistic systems biology models of pharmacologically relevant networks. While these models are typically designed to study the impact of diverse stimuli or perturbations on multiple system variables, the focus in pharmacological research is often on a specific input, e.g., the dose of a drug, and a specific output related to the drug effect or response in terms of some surrogate marker. To study a chosen input-output pair, the complexity of the interactions as well as the size of the models hinders easy access and understanding of the details of the input-output relationship. The objective of this thesis is the development of a mathematical approach, in specific a model reduction technique, that allows (i) to quantify the importance of the different state variables for a given input-output relationship, and (ii) to reduce the dynamics to its essential features -- allowing for a physiological interpretation of state variables as well as parameter estimation in the statistical analysis of clinical data. We develop a model reduction technique using a control theoretic setting by first defining a novel type of time-limited controllability and observability gramians for nonlinear systems. We then show the superiority of the time-limited generalised gramians for nonlinear systems in the context of balanced truncation for a benchmark system from control theory. The concept of time-limited controllability and observability gramians is subsequently used to introduce a state and time-dependent quantity called the input-response (ir) index that quantifies the importance of state variables for a given input-response relationship at a particular time. We subsequently link our approach to sensitivity analysis, thus, enabling for the first time the use of sensitivity coefficients for state space reduction. The sensitivity based ir-indices are given as a product of two sensitivity coefficients. This allows not only for a computational more efficient calculation but also for a clear distinction of the extent to which the input impacts a state variable and the extent to which a state variable impacts the output. The ir-indices give insight into the coordinated action of specific state variables for a chosen input-response relationship. Our developed model reduction technique results in reduced models that still allow for a mechanistic interpretation in terms of the quantities/state variables of the original system, which is a key requirement in the field of systems pharmacology and systems biology and distinguished the reduced models from so-called empirical drug effect models. The ir-indices are explicitly defined with respect to a reference trajectory and thereby dependent on the initial state (this is an important feature of the measure). This is demonstrated for an example from the field of systems pharmacology, showing that the reduced models are very informative in their ability to detect (genetic) deficiencies in certain physiological entities. Comparing our novel model reduction technique to the already existing techniques shows its superiority. The novel input-response index as a measure of the importance of state variables provides a powerful tool for understanding the complex dynamics of large-scale systems in the context of a specific drug-response relationship. Furthermore, the indices provide a means for a very efficient model order reduction and, thus, an important step towards translating insight from biological processes incorporated in detailed systems pharmacology models into the population analysis of clinical data. N2 - Die kontinuierliche Erforschung von biologischen Prozessen hat zur Entwicklung umfangreicher, mechanistischer systembiologischer Modelle von pharmakologisch relevanten Netzwerken beigetragen. Während diese Modelle in der Regel darauf ausgelegt sind, die Auswirkung von Stimuli oder Störungen auf die Systemdynamik zu untersuchen, liegt der Fokus in der pharmakologis- chen Forschung häufig auf einer bestimmten Kontrolle, z.B. der Dosis eines Wirkstoffes, und einer bestimmten Ausgangsgröße, welche in Bezug steht zu dem Wirkstoff-Effekt oder das Ansprechen auf einen Wirkstoff über einen Surrogatmarker. Die Untersuchung und ein einfaches Verständnis einer spezifischen Eingabe-Ausgabe-Beziehung wird durch die Komplexität der Interaktionen sowie der Größe des Modells erschwert. Das Ziel dieser vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung eines mathematischen Ansatzes, insbesondere eines Modellreduktionsverfahrens, der es ermöglicht, (i) die Bedeutung der verschiedenen Zustandsvariablen für eine gegebene Eingabe-Ausgabe-Beziehung zu quantifizieren, und (ii) die Dynamik des Systems auf seine wesentlichen Merkmale zu reduzieren, während gleichzeitig die physiologische Interpretierbarkeit von Zustandsvariablen sowie eine Parameterschätzung im Rahmen von einer statistischen Analyse klinischer Daten ermöglicht wird. Unter Verwendung eines kontrolltheoretischen Settings entwickeln wir eine Modellreduktionstechnik, indem wir vorerst einen neuartigen Typ von zeitlich begrenzten Kontrolllierbarkeits- und Beobachtbarkeitsgramian für nichtlineare Systeme definieren. Anschließend zeigen wir die Überlegenkeit der zeitlich begrenzten verallgemeinerten Gramian für nichtlineare Systeme im Kontext von Balanced Truncation am Beispiel eines Benchmark-Systems aus der Kontrolltheorie. Wir nutzten das Konzept der zeitlich begrenzten Kontrolllierbarkeits- und Beobachtbarkeitsgramian, um eine neue Zustands- und zeitabhängige Größe, die als Input-Response (IR-) Index bezeichnet wird, einzuführen. Dieser Index quantifiziert die Bedeutung von Zustandsvariablen zu einem bestimmten Zeitpunkt für eine bestimmte Eingabe-Ausgabe-Beziehung. Schließlich verknüpfen wir unseren Ansatz mit der Sensitivitätsanalyse und ermöglichen so erstmals die Verwendung von Sensitivitätskoeffizienten im Rahmen der Reduktion des Zustandsraumes. Wir erhalten die sensitivitätsbasierten IR-Indizes als Produkt zweier Sensitivitätskoeffizienten. Dies ermöglicht nicht nur eine effizientere Berechnung, sondern auch eine klare Unterscheidung, inwieweit die Eingabe eine Zustandsvariable beeinflusst und inwieweit eine Zustandsvariable die Ausgabe beeinflusst. Mit Hilfe der IR-Indizes erhalten wir einen Einblick in den koordinierten Ablauf der Aktivierung von spezifischen Zustandsvariablen für eine ausgewählte Eingabe-Ausgabe-Beziehung. Unser entwickeltes Modellreduktionsverfahren resultiert in reduzierten Modelle, welche eine mechanistische Interpretation hinsichtlich der Originalgrößen und Zustandsvariablen des Ursprungssystems zulassen. Dies war eine wichtige Anforderung an das Verfahren von Seiten der Systempharmakologie und -biologie. Die reduzierten Modelle unterscheiden sich damit wesentlich von den so genannten empirischen Wirkstoff-Effekt-Modellen. Die IR-Indizes sind explizit in Bezug auf eine Referenzlösung definiert und damit vom Anfangszustand abhängig (dies ist ein wichtiges Merkmal der Indizes). Wir zeigen anhand eines Beispiels aus dem Bereich der Systempharmakologie, dass die reduzierten Modelle sehr aussagekräftig sind, um (genetische) Mängel in bestimmten physiologischen Einheiten festzustellen. Der Vergleich unseres neuartigen Modellreduktionsverfahrens mit den bereits vorhandenen Verfahren zeigt dessen Überlegenheit. Der neuartige IR-Index als Maß für die Wichtigkeit von Zustandsvariablen bietet ein leistungsfähiges mathematisches Werkzeug zum Verständnis und der Analyse der komplexen Dynamik von großen Systemen im Kontext einer bestimmten Wirkstoff-Effekt-Beziehung. Darüber hinaus sind die Indizes eine wichtige Grundlage für das eingeführte und sehr effiziente Modellreduktionsverfahren. Insgesamt stellt dies einen wichtigen Schritt zur Nutzung von Erkenntnissen über biologische Prozesse in Form von detaillierten systempharmakologischen Modellen in der Populationsanalyse klinischer Daten dar. KW - model order reduction KW - control theory KW - large-scale mechanistic systems KW - systems pharmacology KW - Modellreduktion KW - Kontrolltheorie KW - komplexe mechanistische Systeme KW - Systempharmakologie Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-440598 ER - TY - GEN A1 - Pick, Leonie A1 - Effenberger, Frederic A1 - Zhelavskaya, Irina A1 - Korte, Monika T1 - A Statistical Classifier for Historical Geomagnetic Storm Drivers Derived Solely From Ground-Based Magnetic Field Measurements T2 - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - Solar wind observations show that geomagnetic storms are mainly driven by interplanetary coronal mass ejections (ICMEs) and corotating or stream interaction regions (C/SIRs). We present a binary classifier that assigns one of these drivers to 7,546 storms between 1930 and 2015 using ground‐based geomagnetic field observations only. The input data consists of the long‐term stable Hourly Magnetospheric Currents index alongside the corresponding midlatitude geomagnetic observatory time series. This data set provides comprehensive information on the global storm time magnetic disturbance field, particularly its spatial variability, over eight solar cycles. For the first time, we use this information statistically with regard to an automated storm driver identification. Our supervised classification model significantly outperforms unskilled baseline models (78% accuracy with 26[19]% misidentified interplanetary coronal mass ejections [corotating or stream interaction regions]) and delivers plausible driver occurrences with regard to storm intensity and solar cycle phase. Our results can readily be used to advance related studies fundamental to space weather research, for example, studies connecting galactic cosmic ray modulation and geomagnetic disturbances. They are fully reproducible by means of the underlying open‐source software (Pick, 2019, http://doi.org/10.5880/GFZ.2.3.2019.003) T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 982 KW - geomagnetic observatory data KW - geomagnetic storm drivers KW - historical geomagnetic storms KW - supervised machine learning Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-474996 SN - 1866-8372 IS - 982 SP - 2000 EP - 2015 ER - TY - GEN A1 - Brieger, Frederic A1 - Herzschuh, Ulrike A1 - Pestryakova, Luidmila Agafyevna A1 - Bookhagen, Bodo A1 - Zakharov, Evgenii S. A1 - Kruse, Stefan T1 - Advances in the derivation of Northeast Siberian forest metrics using high-resolution UAV-based photogrammetric point clouds T2 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - Forest structure is a crucial component in the assessment of whether a forest is likely to act as a carbon sink under changing climate. Detailed 3D structural information about the tundra–taiga ecotone of Siberia is mostly missing and still underrepresented in current research due to the remoteness and restricted accessibility. Field based, high-resolution remote sensing can provide important knowledge for the understanding of vegetation properties and dynamics. In this study, we test the applicability of consumer-grade Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) for rapid calculation of stand metrics in treeline forests. We reconstructed high-resolution photogrammetric point clouds and derived canopy height models for 10 study sites from NE Chukotka and SW Yakutia. Subsequently, we detected individual tree tops using a variable-window size local maximum filter and applied a marker-controlled watershed segmentation for the delineation of tree crowns. With this, we successfully detected 67.1% of the validation individuals. Simple linear regressions of observed and detected metrics show a better correlation (R2) and lower relative root mean square percentage error (RMSE%) for tree heights (mean R2 = 0.77, mean RMSE% = 18.46%) than for crown diameters (mean R2 = 0.46, mean RMSE% = 24.9%). The comparison between detected and observed tree height distributions revealed that our tree detection method was unable to representatively identify trees <2 m. Our results show that plot sizes for vegetation surveys in the tundra–taiga ecotone should be adapted to the forest structure and have a radius of >15–20 m to capture homogeneous and representative forest stands. Additionally, we identify sources of omission and commission errors and give recommendations for their mitigation. In summary, the efficiency of the used method depends on the complexity of the forest’s stand structure. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 1337 KW - UAV KW - photogrammetry KW - remote sensing KW - structure from motion KW - tundra–taiga ecotone KW - point cloud KW - forest structure Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-473318 SN - 1866-8372 IS - 1337 ER - TY - THES A1 - Korges, Maximilian T1 - Constraining the hydrology of intrusion-related ore deposits with fluid inclusions and numerical modeling T1 - Bestimmung der Hydrologie von Erzlagerstätten an Intrusionen mit Flüssigkeitseinschlüssen und numerischer Modellierung N2 - Magmatic-hydrothermal fluids are responsible for numerous mineralization types, including porphyry copper and granite related tin-tungsten (Sn-W) deposits. Ore formation is dependent on various factors, including, the pressure and temperature regime of the intrusions, the chemical composition of the magma and hydrothermal fluids, and fluid rock interaction during the ascent. Fluid inclusions have potential to provide direct information on the temperature, salinity, pressure and chemical composition of fluids responsible for ore formation. Numerical modeling allows the parametrization of pluton features that cannot be analyzed directly via geological observations. Microthermometry of fluid inclusions from the Zinnwald Sn-W deposit, Erzgebirge, Germany / Czech Republic, provide evidence that the greisen mineralization is associated with a low salinity (2-10 wt.% NaCl eq.) fluid with homogenization temperatures between 350°C and 400°C. Quartzes from numerous veins are host to inclusions with the same temperatures and salinities, whereas cassiterite- and wolframite-hosted assemblages with slightly lower temperatures (around 350°C) and higher salinities (ca. 15 wt. NaCl eq.). Further, rare quartz samples contained boiling assemblages consisting of coexisting brine and vapor phases. The formation of ore minerals within the greisen is driven by invasive fluid-rock interaction, resulting in the loss of complexing agents (Cl-) leading to precipitation of cassiterite. The fluid inclusion record in the veins suggests boiling as the main reason for cassiterite and wolframite mineralization. Ore and coexisting gangue minerals hosted different types of fluid inclusions where the beginning boiling processes are solely preserved by the ore minerals emphasizing the importance of microthermometry in ore minerals. Further, the study indicates that boiling as a precipitation mechanism can only occur in mineralization related to shallow intrusions whereas deeper plutons prevent the fluid from boiling and can therefore form tungsten mineralization in the distal regions. The tin mineralization in the Hämmerlein deposit, Erzgebirge, Germany, occurs within a skarn horizon and the underlying schist. Cassiterite within the skarn contains highly saline (30-50 wt% NaCl eq.) fluid inclusions, with homogenization temperatures up to 500°C, whereas cassiterites from the schist and additional greisen samples contain inclusions of lower salinity (~5 wt% NaCl eq.) and temperature (between 350 and 400°C). Inclusions in the gangue minerals (quartz, fluorite) preserve homogenization temperatures below 350°C and sphalerite showed the lowest homogenization temperatures (ca. 200°C) whereby all minerals (cassiterite from schist and greisen, gangue minerals and sphalerite) show similar salinity ranges (2-5 wt% NaCl eq.). Similar trace element contents and linear trends in the chemistry of the inclusions suggest a common source fluid. The inclusion record in the Hämmerlein deposit documents an early exsolution of hot brines from the underlying granite which is responsible for the mineralization hosted by the skarn. Cassiterites in schist and greisen are mainly forming due to fluid-rock interaction at lower temperatures. The low temperature inclusions documented in the sphalerite mineralization as well as their generally low trace element composition in comparison to the other minerals suggests that their formation was induced by mixing with meteoric fluids. Numerical simulations of magma chambers and overlying copper distribution document the importance of incremental growth by sills. We analyzed the cooling behavior at variable injection intervals as well as sill thicknesses. The models suggest that magma accumulation requires volumetric injection rates of at least 4 x 10-4 km³/y. These injection rates are further needed to form a stable magmatic-hydrothermal fluid plume above the magma chamber to ensure a constant copper precipitation and enrichment within a confined location in order to form high-grade ore shells within a narrow geological timeframe between 50 and 100 kyrs as suggested for porphyry copper deposits. The highest copper enrichment can be found in regions with steep temperature gradients, typical of regions where the magmatic-hydrothermal fluid meets the cooler ambient fluids. N2 - Magmatisch-hydrothermale Fluide sind verantwortlich für zahlreiche Mineralisationstypen, wie porphyrische Kupferlagerstätten und granitgebundene Zinn-Wolfram (Sn-W) Lagerstätten. Die Lagerstättenbildung ist abhängig von unterschiedlichen Faktoren, z.B. dem Druck- und Temperaturregime der Intrusion, der chemischen Zusammensetzung des Magmas und der hydrothermalen Fluide sowie den Fluid-Gesteinsreaktionen während des Aufstiegs der Fluide. Flüssigkeitseinschlüsse haben das Potential, direkte Informationen zur Temperatur, zum Salzgehalt, zum Druck und der Chemie der Fluide, welche für die Lagerstättenbildung verantwortlich sind, zu liefern. Außerdem erlauben numerische Modellierungen die Parametrisierung der Plutoneigenschaften, die nicht direkt anhand von geologischen Beobachtungen analysiert werden können. Mikrothermometrie von Flüssigkeitseinschlüssen der Zinnwald Sn-W Lagerstätte zeigen, dass die Vergreisung an ein schwach salzhaltiges (2-10 wt.% NaCl eq.) Fluid gebunden ist, das zwischen 350°C und 400°C homogenisiert. Quarze der diversen Gänge beinhalten Einschlüsse mit den gleichen Temperaturen und Salzgehalten, wohingegen Kassiterit und Wolframit Einschlüsse mit niedrigeren Temperaturen (um 350°C) und höheren Salzgehalten zeigen (ca. 15 wt. NaCl eq.). Seltene Quarzproben enthalten kochende Einschluss-Ansammlungen, die aus koexistierenden salzreichen Lösungen und gasreichen Phasen bestehen. Die Bildung der Erzminerale des Greisens entsteht durch tiefgreifende Fluid-Gesteinsreaktionen, die den Verlust des Komplexbildners (Cl-) zur Folge haben, wodurch Kassiterit ausgefällt wird. Die Einschlüsse in den Gängen verdeutlichen, dass kochende Fluide der Hauptgrund für die Kassiterit– und Wolframit–Mineralisation sind. Erz- und benachbarte Gangminerale beinhalten unterschiedliche Einschlusstypen, wobei die beginnende Phasenseparation ausschließlich in den Erzmineralen erhalten ist, wodurch die Bedeutung der Mikrothermometrie in Erzmineralen hervorgehoben wird. Die Studie verdeutlicht weiterhin, dass Phasenseparation als Ausfällungsmechanismus nur in Lagerstätten gefunden werden können, die an flache Intrusionen gebunden sind, wohingegen tiefsitzende Granite die Phasenseparation verhindern. Dies hat zur Folge, dass eine Wolfram–Vererzung eher distal zur Intrusion auftritt. Die Zinn-Mineralisation der Hämmerlein Lagerstätte tritt sowohl in einem Skarn–Horizont als auch im darunterliegenden Schiefer auf. Fluideinschlüsse in Kassiteriten des Skarns enthalten Fluide mit hohem Salzgehhalt (30-50 wt% NaCl eq.) und Homogenisierungstemperaturen von bis zu 500°C, wohingegen Kassiterite des Schiefers (und von zusätzlichen Greisenproben) Einschlüsse mit geringerem Salzgehalt (~5 wt% NaCl eq.) und geringeren Temperaturen (zwischen 350 und 400°C) enthalten. Einschlüsse in Gangmineralen (Quarz, Fluorit) zeigen Homogenisierungstemperaturen von unter 350°C und Einschlüsse in Sphaleriten konservieren die niedrigsten gemessenen Temperaturen (ca. 200°C). Allerdings haben Flüssigkeitseinschlüsse in allen Mineralen (Kassiterite der Schiefer und Greisen, Gangminerale und Sphalerit) einen annähernd gleichen Salzgehalt (2-5 wt% NaCl eq.). Ähnliche Spurenelementgehalte und lineare Trends in der Chemie der Einschlüsse deuten auf ein gemeinsames Ursprungsfluid hin. Die Einschlüsse in der Hämmerlein-Lagerstätte dokumentieren eine frühe Entmischung von heißen Fluiden mit hohem Salzgehalt aus dem darunterliegenden Granit, die für die Mineralisation im Skarn verantwortlich ist. Die Kassiterite der Schiefer und der Greisen formen sich hauptsächlich durch Fluid-Gesteinsreaktionen bei niedrigeren Temperaturen. Die Niedrigtemperatureinschlüsse in Sphalerit und die im Vergleich zu den anderen Mineralen niedrigen Spurenelementgehalte deuten auf eine Bildung aufgrund von Mischungsprozessen mit meteorischen Fluiden hin. Numerische Simulationen von Magmenkammern und deren darüber gelegenen Kupferverteilungen dokumentieren die Wichtigkeit des schrittweisen Wachstums einer Intrusion durch Sills. Wir untersuchten das Abkühlungsverhalten bei unterschiedlichen Injektionsintervallen sowie bei unterschiedlicher Mächtigkeit des Sills. Die Modelle deuten darauf hin, dass für die Bildung der Magmakammer eine Injektionsrate von mindestens ca. 4 x 10-4 km³/y benötigt wird. Solche Raten sind ebenfalls nötig um eine kontinuierliche Bildung von magmatisch-hydrothermalen Fluiden zu garantieren, denn nur dann können sich hoch vererzte Bereiche in einem kurzen geologischen Zeitraum von 50.000 bis 100.000 Jahren bilden, so wie es für porphyrische Kupferlagerstätten angenommen wird. Die höchsten Kupfergehalte bilden sich in Regionen mit steilem Temperaturgradient, also vor allem in Bereichen, wo das magmatisch-hydrothermale Fluid auf kältere meteorische Fluide trifft. KW - fluid inclusions KW - numerical modeling KW - Flüssigkeitseinschlüsse KW - numerische Modellierung Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-434843 ER - TY - GEN A1 - Erler, Alexander A1 - Riebe, Daniel A1 - Beitz, Toralf A1 - Löhmannsröben, Hans-Gerd A1 - Gebbers, Robin T1 - Soil Nutrient Detection for Precision Agriculture Using Handheld Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) and Multivariate Regression Methods (PLSR, Lasso and GPR) T2 - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - Precision agriculture (PA) strongly relies on spatially differentiated sensor information. Handheld instruments based on laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) are a promising sensor technique for the in-field determination of various soil parameters. In this work, the potential of handheld LIBS for the determination of the total mass fractions of the major nutrients Ca, K, Mg, N, P and the trace nutrients Mn, Fe was evaluated. Additionally, other soil parameters, such as humus content, soil pH value and plant available P content, were determined. Since the quantification of nutrients by LIBS depends strongly on the soil matrix, various multivariate regression methods were used for calibration and prediction. These include partial least squares regression (PLSR), least absolute shrinkage and selection operator regression (Lasso), and Gaussian process regression (GPR). The best prediction results were obtained for Ca, K, Mg and Fe. The coefficients of determination obtained for other nutrients were smaller. This is due to much lower concentrations in the case of Mn, while the low number of lines and very weak intensities are the reason for the deviation of N and P. Soil parameters that are not directly related to one element, such as pH, could also be predicted. Lasso and GPR yielded slightly better results than PLSR. Additionally, several methods of data pretreatment were investigated. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 815 KW - LIBS KW - lasso KW - PLS regression KW - gaussian processes KW - soil KW - precision agriculture KW - nutrients Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-444183 SN - 1866-8372 IS - 815 ER - TY - GEN A1 - Riebe, Daniel A1 - Erler, Alexander A1 - Brinkmann, Pia A1 - Beitz, Toralf A1 - Löhmannsröben, Hans-Gerd A1 - Gebbers, Robin T1 - Comparison of Calibration Approaches in Laser-Induced Breakdown Spectroscopy for Proximal Soil Sensing in Precision Agriculture T2 - Postprints der Universität Potsdam Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - The lack of soil data, which are relevant, reliable, affordable, immediately available, and sufficiently detailed, is still a significant challenge in precision agriculture. A promising technology for the spatial assessment of the distribution of chemical elements within fields, without sample preparation is laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS). Its advantages are contrasted by a strong matrix dependence of the LIBS signal which necessitates careful data evaluation. In this work, different calibration approaches for soil LIBS data are presented. The data were obtained from 139 soil samples collected on two neighboring agricultural fields in a quaternary landscape of northeast Germany with very variable soils. Reference analysis was carried out by inductively coupled plasma optical emission spectroscopy after wet digestion. The major nutrients Ca and Mg and the minor nutrient Fe were investigated. Three calibration strategies were compared. The first method was based on univariate calibration by standard addition using just one soil sample and applying the derived calibration model to the LIBS data of both fields. The second univariate model derived the calibration from the reference analytics of all samples from one field. The prediction is validated by LIBS data of the second field. The third method is a multivariate calibration approach based on partial least squares regression (PLSR). The LIBS spectra of the first field are used for training. Validation was carried out by 20-fold cross-validation using the LIBS data of the first field and independently on the second field data. The second univariate method yielded better calibration and prediction results compared to the first method, since matrix effects were better accounted for. PLSR did not strongly improve the prediction in comparison to the second univariate method. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 786 KW - laser-induced breakdown spectroscopy KW - LIBS KW - proximal soil sensing KW - soil nutrients KW - elemental composition Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-440079 SN - 1866-8372 IS - 786 ER - TY - THES A1 - Sarhan, Radwan Mohamed T1 - Plasmon-driven photocatalytic reactions monitored by surface-enhanced Raman spectroscopy T1 - Plasmonen-getriebene photokatalytische Reaktionen, gemessen mittels oberflächenverstärkter Raman-Spektroskopie N2 - Plasmonic metal nanostructures can be tuned to efficiently interact with light, converting the photons into energetic charge carriers and heat. Therefore, the plasmonic nanoparticles such as gold and silver nanoparticles act as nano-reactors, where the molecules attached to their surfaces benefit from the enhanced electromagnetic field along with the generated energetic charge carriers and heat for possible chemical transformations. Hence, plasmonic chemistry presents metal nanoparticles as a unique playground for chemical reactions on the nanoscale remotely controlled by light. However, defining the elementary concepts behind these reactions represents the main challenge for understanding their mechanism in the context of the plasmonically assisted chemistry. Surface-enhanced Raman scattering (SERS) is a powerful technique employing the plasmon-enhanced electromagnetic field, which can be used for probing the vibrational modes of molecules adsorbed on plasmonic nanoparticles. In this cumulative dissertation, I use SERS to probe the dimerization reaction of 4-nitrothiophenol (4-NTP) as a model example of plasmonic chemistry. I first demonstrate that plasmonic nanostructures such as gold nanotriangles and nanoflowers have a high SERS efficiency, as evidenced by probing the vibrations of the rhodamine dye R6G and the 4-nitrothiophenol 4-NTP. The high signal enhancement enabled the measurements of SERS spectra with a short acquisition time, which allows monitoring the kinetics of chemical reactions in real time. To get insight into the reaction mechanism, several time-dependent SERS measurements of the 4-NTP have been performed under different laser and temperature conditions. Analysis of the results within a mechanistic framework has shown that the plasmonic heating significantly enhances the reaction rate, while the reaction is probably initiated by the energetic electrons. The reaction was shown to be intensity-dependent, where a certain light intensity is required to drive the reaction. Finally, first attempts to scale up the plasmonic catalysis have been performed showing the necessity to achieve the reaction threshold intensity. Meanwhile, the induced heat needs to quickly dissipate from the reaction substrate, since otherwise the reactants and the reaction platform melt. This study might open the way for further work seeking the possibilities to quickly dissipate the plasmonic heat generated during the reaction and therefore, scaling up the plasmonic catalysis. N2 - Plasmonische Metallnanostrukturen können so eingestellt werden, dass sie effizient mit Licht interagieren, Photonen in energetische Ladungsträger und wärmeenergie umwandeln. Aus diesem Grund wirken plasmonische Nanopartikel wie Gold und Silbernanopartikel als Nanoreaktoren, wenn Moleküle mit deren Oberfläche verbunden sind. Durch das verstärkte elektromagnetische Feld und den somit erzeugten energetischen Ladungsträgern und der wärmeenergie können chemische Umwandlungen entstehen. Das bedeutet, in der plasmonischen Chemie sind Metallnanopartikel ein einzigartiges system um chemische Reaktionen auf der Nanoebene unter der Kontrolle von Licht verfolgen zu können. Die Herausforderung liegt darin, grundlegende Konzepte hinter den Reaktionen für das mechanistische Verständnis in Bezug auf die plasmonisch unterstützte Chemie zu definieren. Oberflächenverstärkte Raman Streuung (SERS) ist eine leistungsfähige Technik, die sich mit plasmonverstärkten, elektromagnetischen Feldern beschäftigt, um die Vibrationsmoden von den auf den Nanopartikeln absorbierten Molekülen zu analysieren. In dieser kumulativen Dissertation wurde die Dimerisierung von 4-Nitrothiophenol (4-NTP) mittels SERS als Beispielreaktion für die plasmonische Chemie untersucht. Aufgrund der hohen SERS Signalverstärkung konnten die SERS Spektren mit einer kurzen Erfassungszeit aufgenommen werden, was die Untersuchung der Kinetik und des Reaktionsmechanismus in Echtzeit ermöglichte. KW - plasmonic chemistry KW - plasmonische Chemie KW - heiße Elektronen KW - SERS KW - SERS Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-433304 ER - TY - THES A1 - Willig, Lisa T1 - Ultrafast magneto-optical studies of remagnetisation dynamics in transition metals T1 - Ultraschnelle Magneto-Optische Studien der Remagnetisierungsdynamik von Übergangsmetallen N2 - Ultrafast magnetisation dynamics have been investigated intensely for two decades. The recovery process after demagnetisation, however, was rarely studied experimentally and discussed in detail. The focus of this work lies on the investigation of the magnetisation on long timescales after laser excitation. It combines two ultrafast time resolved methods to study the relaxation of the magnetic and lattice system after excitation with a high fluence ultrashort laser pulse. The magnetic system is investigated by time resolved measurements of the magneto-optical Kerr effect. The experimental setup has been implemented in the scope of this work. The lattice dynamics were obtained with ultrafast X-ray diffraction. The combination of both techniques leads to a better understanding of the mechanisms involved in magnetisation recovery from a non-equilibrium condition. Three different groups of samples are investigated in this work: Thin Nickel layers capped with nonmagnetic materials, a continuous sample of the ordered L10 phase of Iron Platinum and a sample consisting of Iron Platinum nanoparticles embedded in a carbon matrix. The study of the remagnetisation reveals a general trend for all of the samples: The remagnetisation process can be described by two time dependences. A first exponential recovery that slows down with an increasing amount of energy absorbed in the system until an approximately linear time dependence is observed. This is followed by a second exponential recovery. In case of low fluence excitation, the first recovery is faster than the second. With increasing fluence the first recovery is slowed down and can be described as a linear function. If the pump-induced temperature increase in the sample is sufficiently high, a phase transition to a paramagnetic state is observed. In the remagnetisation process, the transition into the ferromagnetic state is characterised by a distinct transition between the linear and exponential recovery. From the combination of the transient lattice temperature Tp(t) obtained from ultrafast X-ray measurements and magnetisation M(t) gained from magneto-optical measurements we construct the transient magnetisation versus temperature relations M(Tp). If the lattice temperature remains below the Curie temperature the remagnetisation curve M(Tp) is linear and stays below the M(T) curve in equilibrium in the continuous transition metal layers. When the sample is heated above phase transition, the remagnetisation converges towards the static temperature dependence. For the granular Iron Platinum sample the M(Tp) curves for different fluences coincide, i.e. the remagnetisation follows a similar path irrespective of the initial laser-induced temperature jump. N2 - Ultraschnelle Magnetisierungsdynamiken wurden in den letzten zwei Jahrzehnten intensiv untersucht. Hingegen der Wiederherstellungsprozess der Magnetisierung nach einer ultraschnellen Demagnetisierung wird selten experimentell untersucht und im Detail diskutiert. Der Fokus dieser Arbeit liegt auf der Untersuchung der Magnetisierung auf langen Zeitskalen nach der Anregung durch einen Laserpuls. Dazu werden zwei ultraschnelle zeitaufgelöste Techniken verwendet, um die Relaxierung von dem magnetischen System und dem System des Gitters nach Anregung mit einem hochenergetischen ultrakurzen Laserpuls zu untersuchen. Das magnetische System wurde untersucht mithilfe von Messungen des zeitaufgelösten magneto-optischen Kerr Effekts. Der experimentelle Aufbau wurde im Rahmen dieser Arbeit entwickelt. Die Gitterdynamik wurde mittels ultraschneller Röntgendiffraktometrie aufgenommen. Die Kombination beider Techniken liefert ein besseres Verständnis von den Prozessen involviert in Magnetisierungsrelaxation aus einem Nicht-Gleichgewichtszustand. Drei unterschiedliche Probensysteme wurden im Rahmen dieser Arbeit untersucht: Dünne Nickel Schichten umgeben von nicht-magnetischen Schichten, eine kontinuierliche Schicht aus einer Eisen Platin Legierung und eine Probe bestehend aus Eisen Platin Nanopartikeln eingebettet in einer Kohlenstoffmatrix. Die Studie der Remagnetisierung zeigt einen generellen Trend für alle diese Systeme auf: Der Remagnetisierungsprozess kann mit zwei Zeitabhängikeiten beschrieben werden. Eine erste exponentielle Zeitabhängigkeit, die mit zunehmender Menge an absorbierter Energie verlangsamt wird bis ein lineares Verhalten beobachtet wird. Darauf folgend gibt es eine zweite exponentielle funktionale Abhängigkeit in der Zeit. Im Falle einer geringen Energieabsorption ist die erste Remagnetisierung schneller als die zweite. Mit steigender Fluenz wird die Remagnetisierung in der ersten Zeitabhängigkeit verlangsamt und kann als lineare Funktion beschrieben werden. Wenn der durch den Pump Puls induzierte Temperatursprung in der Probe ausreichend groß ist, wird ein Phasenübergang in die paramagnetische Phase beobachtet. In dem Remagnetisierungsprozess wird dieser Übergang durch einen deutlich sichtbaren Wechsel zwischen linearem und exponentiellen Verhalten sichtbar. Mithilfe der Kombination aus der von Rötngendaten gewonnener Gittertemperatur Tp(t) und der Magnetisierung M(t) erhalten wir die zeitliche Abhängigkeit der Magnetisierung von der Gittertemperatur M(Tp). Falls die Gittertemperatur unter der Curietemperatur bleibt, ist die Remagnetisierungskurve M(Tp) linear und bleibt unterhalb der statischen Gleichgewichtskurve M(T) für die kontinuierlichen Übergangsmetalle. Wenn die Probe über den Phasenübergang geheizt wird, nähert sich die Remagnetisierung der statischen Kurve an. Die transiente Remagnetisierungskurven M(Tp) der granularen Eisen Platin Probe folgen immer einem der statischen Magnetisierungskurve ähnlichen Verlauf, unabhängig von dem laser-induzierten Temperatursprung. KW - ultrafast dynamics KW - remagnetization KW - magnetization dynamics KW - transition metals KW - condensed matter KW - ultraschnelle Dynamik KW - magneto-optics KW - Magneto-Optik KW - Remagnetisierung KW - Magnetisierungsdynamik KW - Übergangsmetalle KW - kondensierte Materie Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-441942 ER - TY - JOUR T1 - forum:logopädie 33.2019, 1 T2 - Forum Logopädie : Zeitschrift des Deutschen Bundesverbandes für Logopädie e.V, dbl KW - Logopädie KW - Zeitschrift Y1 - 2019 SN - 0932-0547 VL - 33 IS - 1 PB - Schulz-Kirchner CY - Idstein ER - TY - THES A1 - Jantzen, Friederike T1 - Genetic basis and adaptive significance of repeated scent loss in selfing Capsella species T1 - Genetische Grundlage und Adaptive Signifikanz von wiederholtem Duftverlust bei selbstenden Capsella Arten N2 - Floral scent is an important way for plants to communicate with insects, but scent emission has been lost or strongly reduced during the transition from pollinator-mediated outbreeding to selfing. The shift from outcrossing to selfing is not only accompanied by scent loss, but also by a reduction in other pollinator-attracting traits like petal size and can be observed multiple times among angiosperms. These changes are summarized by the term selfing syndrome and represent one of the most prominent examples of convergent evolution within the plant kingdom. In this work the genus Capsella was used as a model to study convergent evolution in two closely related selfers with separate transitions to self-fertilization. Compared to their outbreeding ancestor C. grandiflora, the emission of benzaldehyde as main compound of floral scent is lacking or strongly reduced in the selfing species C. rubella and C. orientalis. In C. rubella the loss of benzaldehyde was caused by mutations to cinnamate:CoA ligase CNL1, but the biochemical basis and evolutionary history of this loss remained unknown, together with the genetic basis of scent loss in C. orientalis. Here, a combination of plant transformations, in vitro enzyme assays, population genetics and quantitative genetics has been used to address these questions. The results indicate that CNL1 has been inactivated twice independently by point mutations in C. rubella, leading to a loss of benzaldehyde emission. Both inactivated haplotypes can be found around the Mediterranean Sea, indicating that they arose before the species´ geographical spread. This study confirmed CNL1 as a hotspot for mutations to eliminate benzaldehyde emission, as it has been suggested by previous studies. In contrast to these findings, CNL1 in C. orientalis remains active. To test whether similar mechanisms underlie the convergent evolution of scent loss in C. orientalis a QTL mapping approach was used and the results suggest that this closely related species followed a different evolutionary route to reduce floral scent, possibly reflecting that the convergent evolution of floral scent is driven by ecological rather than genetic factors. In parallel with studying the genetic basis of repeated scent loss a method for testing the adaptive value of individual selfing syndrome traits was established. The established method allows estimating outcrossing rates with a high throughput of samples and detects successfully insect-mediated outcrossing events, providing major advantages regarding time and effort compared to other approaches. It can be applied to correlate outcrossing rates with differences in individual traits by using quasi-isogenic lines as demonstrated here or with environmental or morphological parameters. Convergent evolution can not only be observed for scent loss in Capsella but also for the morphological evolution of petal size. Previous studies detected several QTLs underlying the petal size reduction in C. orientalis and C. rubella, some of them shared among both species. One shared QTL is PAQTL1 which might map to NUBBIN, a growth factor. To better understand the morphological evolution and genetic basis of petal size reduction, this QTL was studied. Mapping this QTL to a gene might identify another example for a hotspot gene, in this case for the convergent evolution of petal size. N2 - Blütenduft stellt einen wichtigen Kommunikationsweg für Pflanzen mit ihrer Außenwelt dar, jedoch ging die Emission von Duftstoffen während des Übergangs von Bestäuber-vermittelter Auskreuzung zur Selbstung verloren oder wurde stark reduziert. Dieser Wandel des Fortpflanzungssystems wurde nicht nur vom Duftverlust begleitet, sondern auch von einer Reduktion anderer Merkmale, die Bestäuber anlocken, so zum Beispiel auch einer verringerten Blütenblattgröße. Diese veränderten Merkmale werden unter dem Begriff Selbstungssyndrom zusammengefasst und können mehrfach in der Evolution von Angiospermen beobachtet werden. Der Übergang von Auskreuzung zu Selbstung und die damit einhergehende Veränderung von Blüten stellt eines der bekanntesten Beispiele für konvergente Evolution im Pflanzenreich dar. In dieser Arbeit wurde die Gattung Capsella als Modell für die Untersuchung konvergenter Evolution genutzt, da sie zwei eng verwandte selbstbestäubende Arten enthält, die unabhängig voneinander den Übergang zur Selbstbefruchtung vollzogen. Verglichen mit dem auskreuzendem Vorfahr C. grandiflora, ist die Emission von Benzaldehyd als Hauptbestandteil des Blütenduftes in den selbstbestäubenden Arten C. rubella und C. orientalis verloren gegangen oder stark reduziert. Der Verlust von Benzaldehyd wurde in C. rubella durch Mutationen in der Cinnamat:CoA Ligase CNL1 verursacht, die biochemische Grundlage und evolutionäre Geschichte dieses Verlustes waren jedoch unbekannt, ebenso wie die genetische Grundlage für den Duftverlust von C. orientalis. In der vorliegenden Arbeit wurde eine Kombination aus transformierten Pflanzen, in vitro Enzymassays, Populationsgenetik und quantitativer Genetik genutzt, um diese Fragen zu beantworten. Die Ergebnisse sprechen dafür, dass in C. rubella CNL1 zweimal unabhängig voneinander durch Punktmutationen inaktiviert wurde und diese zu einem Verlust der Benzaldehydemission führten. Beide inaktive Haplotypen können in Populationen rund um das Mittelmeer detektiert werden, was dafür spricht, dass die Mutationen auftraten, bevor sich die Art geografisch ausbreiten konnte. Diese Arbeit bestätigt, dass CNL1 ein sogenannter Hotspot für die Eliminierung der Benzaldehydemission ist, wie es schon von vorhergehenden Arbeiten angedeutet wurde. Im Gegensatz dazu verbleibt CNL1 in C. orientalis funktionsfähig. Um herauszufinden, ob bei dieser Art ähnliche Mechanismen der konvergenten Evolution zum Duftverlust führten, wurde ein QTL-Kartierungsansatz gewählt. Die Ergebnisse sprechen dafür, dass hier die Duftreduktion auf einem evolutionär anderen Weg erreicht wurde als in C. rubella, eventuell spiegelt dies wider, dass die Evolution von Blütenduft eher durch ökologische als genetische Faktoren angetrieben wird. Parallel zur Aufklärung der genetischen Basis von wiederholtem Duftverlust wurde eine Methode zum Testen des adaptiven Wertes einzelner Merkmale des Selbstungssyndromes etabliert. Diese Methode erlaubt es, Auskreuzungsraten mit einem hohen Probendurchsatz abzuschätzen, und es konnte gezeigt werden, dass sie erfolgreich Auskreuzungsereignisse detektiert, die von Insekten vermittelt wurden. Diese neue Methode bringt einige Vorteile gegenüber bisher angewandten Protokollen mit sich; sie ist wesentlich schneller und eine Vielzahl an Proben lässt sich mit deutlich geringerem Aufwand analysieren. Dies ermöglicht eine Korrelation der Auskreuzungsrate mit unterschiedlichen Merkmalen, indem, wie hier demonstriert, quasi-isogene Linien verwendet werden. Denkbar wäre auch eine Kombination mit anderen morphologischen oder ökologischen Parametern, um deren Einfluss auf die Auskreuzungsrate zu untersuchen. Konvergente Evolution kann nicht nur beim Duftverlust in der Gattung Capsella beobachtet werden, sondern auch bei der morphologischen Evolution der Petalengröße. Vorhergehende Studien fanden mehrere QTL, die der Reduktion der Petalengröße in C. rubella und C. orientalis unterliegen, manche von ihnen sind sogar in beiden Spezies zu finden. Einer der gemeinsamen QTL ist PAQTL1, der vielleicht auf NUBBIN zurückgeführt werden kann, einem Wachstumsfaktor. Um die morphologische Evolution und die genetische Grundlage der Reduktion der Petalengröße besser zu verstehen, soll dieser QTL weiter charakterisiert werden, da ihm eventuell ein Hotspot-Gen für die konvergente Evolution der Petalengröße unterliegen könnte. KW - Capsella KW - selfing syndrome KW - floral scent KW - outcrossing rate KW - benzaldehyde KW - CNL1 KW - Capsella KW - Selbstungssyndrom KW - Blütenduft KW - Auskreuzungsrate KW - Benzaldehyd KW - CNL1 Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-435253 ER - TY - GEN A1 - Jantzen, Friederike A1 - Wozniak, Natalia Joanna A1 - Kappel, Christian A1 - Sicard, Adrien A1 - Lenhard, Michael T1 - A high‑throughput amplicon‑based method for estimating outcrossing rates T2 - Postprints der Universität Potsdam Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - Background: The outcrossing rate is a key determinant of the population-genetic structure of species and their long-term evolutionary trajectories. However, determining the outcrossing rate using current methods based on PCRgenotyping individual offspring of focal plants for multiple polymorphic markers is laborious and time-consuming. Results: We have developed an amplicon-based, high-throughput enabled method for estimating the outcrossing rate and have applied this to an example of scented versus non-scented Capsella (Shepherd’s Purse) genotypes. Our results show that the method is able to robustly capture differences in outcrossing rates. They also highlight potential biases in the estimates resulting from differential haplotype sharing of the focal plants with the pollen-donor population at individual amplicons. Conclusions: This novel method for estimating outcrossing rates will allow determining this key population-genetic parameter with high-throughput across many genotypes in a population, enabling studies into the genetic determinants of successful pollinator attraction and outcrossing. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 745 KW - Outcrossing KW - Mixed mating KW - Outcrossing rate KW - Capsella KW - Amplicon sequencing Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-435657 SN - 1866-8372 IS - 745 ER - TY - GEN A1 - Caprioglio, Pietro A1 - Stolterfoht, Martin A1 - Wolff, Christian Michael A1 - Unold, Thomas A1 - Rech, Bernd A1 - Albrecht, Steve A1 - Neher, Dieter T1 - On the relation between the open‐circuit voltage and quasi‐Fermi level splitting in efficient perovskite solar cells T2 - Postprints der Universität Potsdam Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - Today's perovskite solar cells (PSCs) are limited mainly by their open‐circuit voltage (VOC) due to nonradiative recombination. Therefore, a comprehensive understanding of the relevant recombination pathways is needed. Here, intensity‐dependent measurements of the quasi‐Fermi level splitting (QFLS) and of the VOC on the very same devices, including pin‐type PSCs with efficiencies above 20%, are performed. It is found that the QFLS in the perovskite lies significantly below its radiative limit for all intensities but also that the VOC is generally lower than the QFLS, violating one main assumption of the Shockley‐Queisser theory. This has far‐reaching implications for the applicability of some well‐established techniques, which use the VOC as a measure of the carrier densities in the absorber. By performing drift‐diffusion simulations, the intensity dependence of the QFLS, the QFLS‐VOC offset and the ideality factor are consistently explained by trap‐assisted recombination and energetic misalignment at the interfaces. Additionally, it is found that the saturation of the VOC at high intensities is caused by insufficient contact selectivity while heating effects are of minor importance. It is concluded that the analysis of the VOC does not provide reliable conclusions of the recombination pathways and that the knowledge of the QFLS‐VOC relation is of great importance. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 774 KW - electro‐optical materials KW - perovskite solar cells KW - photovoltaic devices KW - thin films Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-437595 SN - 1866-8372 IS - 774 ER - TY - GEN A1 - Wolff, Christian Michael A1 - Caprioglio, Pietro A1 - Stolterfoht, Martin A1 - Neher, Dieter T1 - Nonradiative recombination in perovskite solar cells BT - the role of interfaces T2 - Postprints der Universität Potsdam Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - Perovskite solar cells combine high carrier mobilities with long carrier lifetimes and high radiative efficiencies. Despite this, full devices suffer from significant nonradiative recombination losses, limiting their VOC to values well below the Shockley–Queisser limit. Here, recent advances in understanding nonradiative recombination in perovskite solar cells from picoseconds to steady state are presented, with an emphasis on the interfaces between the perovskite absorber and the charge transport layers. Quantification of the quasi‐Fermi level splitting in perovskite films with and without attached transport layers allows to identify the origin of nonradiative recombination, and to explain the VOC of operational devices. These measurements prove that in state‐of‐the‐art solar cells, nonradiative recombination at the interfaces between the perovskite and the transport layers is more important than processes in the bulk or at grain boundaries. Optical pump‐probe techniques give complementary access to the interfacial recombination pathways and provide quantitative information on transfer rates and recombination velocities. Promising optimization strategies are also highlighted, in particular in view of the role of energy level alignment and the importance of surface passivation. Recent record perovskite solar cells with low nonradiative losses are presented where interfacial recombination is effectively overcome—paving the way to the thermodynamic efficiency limit. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 772 KW - interfacial recombination KW - open‐circuit voltage KW - perovskite solar cells KW - photoluminescence Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-437626 SN - 1866-8372 IS - 772 ER - TY - GEN A1 - Pisoni, Stefano A1 - Stolterfoht, Martin A1 - Lockinger, Johannes A1 - Moser, Thierry A1 - Jiang, Yan A1 - Caprioglio, Pietro A1 - Neher, Dieter A1 - Buecheler, Stephan A1 - Tiwari, Ayodhya N. T1 - On the origin of open-circuit voltage losses in flexible n-i-p perovskite solar cells T2 - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - The possibility to manufacture perovskite solar cells (PSCs) at low temperatures paves the way to flexible and lightweight photovoltaic (PV) devices manufactured via high-throughput roll-to-roll processes. In order to achieve higher power conversion efficiencies, it is necessary to approach the radiative limit via suppression of non-radiative recombination losses. Herein, we performed a systematic voltage loss analysis for a typical low-temperature processed, flexible PSC in n-i-p configuration using vacuum deposited C-60 as electron transport layer (ETL) and two-step hybrid vacuum-solution deposition for CH3NH3PbI3 perovskite absorber. We identified the ETL/absorber interface as a bottleneck in relation to non-radiative recombination losses, the quasi-Fermi level splitting (QFLS) decreases from similar to 1.23 eV for the bare absorber, just similar to 90 meV below the radiative limit, to similar to 1.10 eV when C-60 is used as ETL. To effectively mitigate these voltage losses, we investigated different interfacial modifications via vacuum deposited interlayers (BCP, B4PyMPM, 3TPYMB, and LiF). An improvement in QFLS of similar to 30-40 meV is observed after interlayer deposition and confirmed by comparable improvements in the open-circuit voltage after implementation of these interfacial modifications in flexible PSCs. Further investigations on absorber/hole transport layer (HTL) interface point out the detrimental role of dopants in Spiro-OMeTAD film (widely employed HTL in the community) as recombination centers upon oxidation and light exposure. [GRAPHICS] . T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 1110 KW - Perovskite solar cell KW - flexible KW - interface engineering KW - non-radiative recombination KW - quasi-Fermi level splitting Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-459617 SN - 1866-8372 IS - 1110 ER - TY - GEN A1 - Krückemeier, Lisa A1 - Rau, Uwe A1 - Stolterfoht, Martin A1 - Kirchartz, Thomas T1 - How to report record open-circuit voltages in lead-halide perovskite solar cells T2 - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - Open-circuit voltages of lead-halide perovskite solar cells are improving rapidly and are approaching the thermodynamic limit. Since many different perovskite compositions with different bandgap energies are actively being investigated, it is not straightforward to compare the open-circuit voltages between these devices as long as a consistent method of referencing is missing. For the purpose of comparing open-circuit voltages and identifying outstanding values, it is imperative to use a unique, generally accepted way of calculating the thermodynamic limit, which is currently not the case. Here a meta-analysis of methods to determine the bandgap and a radiative limit for open-circuit voltage is presented. The differences between the methods are analyzed and an easily applicable approach based on the solar cell quantum efficiency as a general reference is proposed. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 1194 KW - Shockley-Queisser model KW - bandgap KW - fill factor losses KW - nonradiative voltage losses KW - photovoltaics KW - radiative limit KW - recombination Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-525289 SN - 1866-8372 IS - 1 ER - TY - GEN A1 - Jantzen, Friederike A1 - Lynch, Joseph H. A1 - Kappel, Christian A1 - Höfflin, Jona A1 - Skaliter, Oded A1 - Wozniak, Natalia Joanna A1 - Sicard, Adrien A1 - Sas, Claudia A1 - Adebesin, Funmilayo A1 - Ravid, Jasmin A1 - Vainstein, Alexander A1 - Hilker, Monika A1 - Dudareva, Natalia A1 - Lenhard, Michael T1 - Retracing the molecular basis and evolutionary history of the loss of benzaldehyde emission in the genus Capsella T2 - Postprints der Universität Potsdam Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - The transition from pollinator-mediated outbreeding to selfing has occurred many times in angiosperms. This is generally accompanied by a reduction in traits attracting pollinators, including reduced emission of floral scent. In Capsella, emission of benzaldehyde as a main component of floral scent has been lost in selfing C. rubella by mutation of cinnamate-CoA ligase CNL1. However, the biochemical basis and evolutionary history of this loss remain unknown, as does the reason for the absence of benzaldehyde emission in the independently derived selfer Capsella orientalis. We used plant transformation, in vitro enzyme assays, population genetics and quantitative genetics to address these questions. CNL1 has been inactivated twice independently by point mutations in C. rubella, causing a loss of enzymatic activity. Both inactive haplotypes are found within and outside of Greece, the centre of origin of C. rubella, indicating that they arose before its geographical spread. By contrast, the loss of benzaldehyde emission in C. orientalis is not due to an inactivating mutation in CNL1. CNL1 represents a hotspot for mutations that eliminate benzaldehyde emission, potentially reflecting the limited pleiotropy and large effect of its inactivation. Nevertheless, even closely related species have followed different evolutionary routes in reducing floral scent. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 775 KW - benzaldehyde KW - Capsella KW - cinnamate-CoA ligase KW - evolution KW - floral scent KW - selfing syndrome KW - shepherd’s purse Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-437542 SN - 1866-8372 IS - 775 SP - 1349 EP - 1360 ER - TY - THES A1 - Jadhav Sudam, Sagar T1 - Metabolic regulation and key genes of tomato secondary metabolism T1 - Stoffwechselregulation und Schlüsselgene des Sekundärstoffwechsels in Tomaten N2 - Domestication syndrome has resulted in the large loss of genetic variation of crop plants. Because of such genetic loss, productivity of various beneficial secondary (specialized) metabolites that protect against abiotic/biotic stresses, has been narrowed in many domesticated crops. Many key regulators or structural genes of secondary metabolic pathways in the domesticated as well as wild tomatoes are still largely unknown. In recent studies, metabolic quantitative trait loci (mQTL) analysis using the population of introgression lines (ILs), each containing a single introgression from Solanum pennellii (wild tomato) in the genetic background of domesticated tomato (M82, Solanum lycopersicum), has been used for investigation of metabolic regulation and key genes involved in both primary and secondary metabolism. In this thesis, three research projects, i) understanding of metabolic linkage between branched chain amino acids (BCAAs) and secondary metabolism using antisense lines of BCAAs metabolic genes, ii) investigation of novel key genes involved in tomato secondary metabolism and fruit ripening, iii) mapping of drought stress responsive mQTLs in tomato, are presented and discussed. In the first part, metabolic linkage between leucine and secondary metabolism is investigated by analyzing antisense lines of four key genes (ketol-acid reductoisomerase, KARI; dihydroxy-acid dehydratase, DHAD; isopropylmalate dehydratase, IPMD and branched chain aminotransferases1, BCAT1) found previously in mQTL of leucine contents. Obtained results indicate that KARI might be a rate limiting enzyme for iC5 acyl-sucrose synthesis in young leaf but not in red ripe fruits. By integrating obtained results with previous reports, inductive metabolic linkage between BCAAs and other secondary metabolic pathways at DHAD transcriptional levels in fruit is proposed. In the second part, candidate genes that are involved in secondary metabolism and fruit ripening in tomato were found by the approach of expression quantitative trait loci (eQTL) analysis. To predict functions of those candidate genes, functional validation by virus induced gene silencing and transient overexpression were performed. Results obtained by analyzing T0 overexpression and artificial miRNA lines for some of those candidates confirm their predicted functions, for example involved in fruit ripening (WD40, Solyc04g005020) and iC5 acyl-sucrose synthesis (P450, Solyc03g111940). In the third part, mapping of drought stress responsive mQTLs was performed using 57 S. pennellii ILs population. Evaluation of genetic architecture of mQTL analysis resulted in identifying drought responsive ILs (11-2, 8-3-1, 10-1-1 and 3-1). Location of well characterized regulators in these ILs helped to filter potential new key genes involved in drought stress tolerance. Obtained results suggests us our approaches could be viable for narrowing down potential candidates involved in creating interspecific variation in secondary metabolite content and at the level of fruit ripening. N2 - Das Domestikationssyndrom hat zu einem großen Verlust an genetischer Variation von Kulturpflanzen geführt. Aufgrund dieses genetischen Verlustes ist die Produktivität verschiedener nützlicher, sekundärer (spezialisierter) Metabolite, die gegen abiotische/biotische Belastungen schützen, in vielen domestizierten Nutzpflanzen eingeschränkt worden. Viele Schlüsselregulatoren oder Strukturgene des Sekundärstoffwechsels sind sowohl in den domestizierten als auch in den wilden Tomaten noch weitgehend unbekannt. In neueren Studien wurde die mQTL-Analyse (metabolic quantitative trait loci) durchgeführt, unter Verwendung der Solanum pennellii Introgressionslinienpopulation (ILs), um Stoffwechselregulation und Schlüsselgene zu untersuchen, die sowohl am Primär- als auch am Sekundärstoffwechsel beteiligt sind. In dieser Doktorarbeit werden drei Forschungsprojekte vorgestellt und diskutiert, i) Verständnis der metabolischen Verbindung zwischen verzweigtkettigen Aminosäuren (BCAAs branched-chain amino acids) und dem Sekundärstoffwechsel unter Verwendung von Antisense-Linien von metabolischen Genen der BCAAs, ii) Untersuchung neuer Schlüsselgene im Tomaten-Sekundärstoffwechsel und Fruchtreifung, iii ) Kartierung mQTLs in Tomaten, die auf Trockenstress ansprechen. Im ersten Teil wird die metabolische Verknüpfung zwischen Leucin und dem Sekundärmetabolismus untersucht, indem Antisense-Linien von vier Schlüsselgenen (Ketol-Säure-Reduktoisomerase, KARI; Dihydroxysäuredehydratase, DHAD; Isopropylmalatdehydratase, IPMD und verzweigtkettige Aminotransferasen1, BCAT1) untersucht werden, die in mQTLs für den Leucingehalt gefunden wurden. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass KARI ein geschwindigkeitslimitierendes Enzym für die iC5-Acyl-Saccharosesynthese in jungen Blättern, aber nicht in roten reifen Früchten sein könnte. Durch Integration der erhaltenen Ergebnisse mit früheren Berichten wird eine induktive metabolische Verbindung zwischen BCAAs und anderen sekundären Stoffwechselwegen auf DHAD-Transkriptionsebene in Früchten vorgeschlagen. Im zweiten Teil wurden Kandidatengene gefunden, die am sekundären Metabolismus und der Fruchtreife von Tomaten beteiligt sind, durch den Ansatz der eQTL-Analyse (expression QTL). Um die Funktionen dieser Kandidatengene vorherzusagen, wurde eine funktionelle Validierung durch virusinduziertes Gen-Silencing und transiente Überexpression durchgeführt. Ergebnisse, die durch Analyse von T0-Überexpressions- und künstlichen miRNA-Linien für einige dieser Kandidatengene erhalten wurden, bestätigen ihre vorhergesagten Funktionen, z. B. Beteiligt an Fruchtreifung (WD40, Solyc04g005020) und iC5-Acylsaccharosesynthese (P450, Solyc03g111940). Im dritten Teil wurde die Kartierung von auf Trockenstress ansprechenden mQTLs unter Verwendung von 57 S. pennellii-IL-Populationen durchgeführt. Die Evaluierung der genetischen Architektur der mQTL-Analyse führte zur Identifizierung von ILs, die auf Trockenheit ansprechen (11-2, 8-3-1, 10-1-1 und 3-1). Die Position gut charakterisierter Regulatoren in diesen ILs half dabei, potenzielle neue Schlüsselregulatoren, die an der Toleranz gegenüber Trockenstress beteiligt sind, heraus zu filtern. Die erhaltenen Ergebnisse legen nahe, dass unsere Ansätze geeignet sein könnten, potentielle Kandidatengene einzugrenzen, die interspezifische Unterschiede im Sekundärmetabolitengehalt verursachen. KW - metabolic regulation KW - expression Quantitative Trait Loci KW - metabolic Quantitative Trait Loci KW - branched chain amino acids KW - Introgression Lines KW - Stoffwechselregulation KW - verzweigtkettige Aminosäuren Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-424478 ER - TY - GEN A1 - Sánchez, Alba A1 - Thomas, Christine A1 - Deeken, Friederike A1 - Wagner, Sören A1 - Klöppel, Stefan A1 - Kentischer, Felix A1 - von Arnim, Chrstine A. F. A1 - Denkinger, Michael A1 - Conzelmann, Lars O. A1 - Biermann-Stallwitz, Janine A1 - Joos, Stefanie A1 - Sturm, Heidrun A1 - Metz, Brigitte A1 - Auer, Ramona A1 - Skrobik, Yoanna A1 - Eschweiler, Gerhard W. A1 - Rapp, Michael A. T1 - Patient safety, cost-effectiveness, and quality of life BT - reduction of delirium risk and postoperative cognitive dysfunction after elective procedures in older adults—study protocol for a stepped-wedge cluster randomized trial (PAWEL Study) T2 - Postprints der Universität Potsdam Humanwissenschaftliche Reihe N2 - Background Postoperative delirium is a common disorder in older adults that is associated with higher morbidity and mortality, prolonged cognitive impairment, development of dementia, higher institutionalization rates, and rising healthcare costs. The probability of delirium after surgery increases with patients’ age, with pre-existing cognitive impairment, and with comorbidities, and its diagnosis and treatment is dependent on the knowledge of diagnostic criteria, risk factors, and treatment options of the medical staff. In this study, we will investigate whether a cross-sectoral and multimodal intervention for preventing delirium can reduce the prevalence of delirium and postoperative cognitive decline (POCD) in patients older than 70 years undergoing elective surgery. Additionally, we will analyze whether the intervention is cost-effective. Methods The study will be conducted at five medical centers (with two or three surgical departments each) in the southwest of Germany. The study employs a stepped-wedge design with cluster randomization of the medical centers. Measurements are performed at six consecutive points: preadmission, preoperative, and postoperative with daily delirium screening up to day 7 and POCD evaluations at 2, 6, and 12 months after surgery. Recruitment goals are to enroll 1500 patients older than 70 years undergoing elective operative procedures (cardiac, thoracic, vascular, proximal big joints and spine, genitourinary, gastrointestinal, and general elective surgery procedures. Discussion Results of the trial should form the basis of future standards for preventing delirium and POCD in surgical wards. Key aims are the improvement of patient safety and quality of life, as well as the reduction of the long-term risk of conversion to dementia. Furthermore, from an economic perspective, we expect benefits and decreased costs for hospitals, patients, and healthcare insurances. Trial registration German Clinical Trials Register, DRKS00013311. Registered on 10 November 2017. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 535 KW - Cross-sectoral care KW - Delirium prevention KW - Postoperative cognitive dysfunction KW - Dementia KW - Older patients KW - Elective surgery KW - Quality of life KW - Cost-effectiveness Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-424883 SN - 1866-8364 IS - 535 ER - TY - GEN A1 - Bohle, Hannah A1 - Rimpel, Jérôme A1 - Schauenburg, Gesche A1 - Gebel, Arnd A1 - Stelzel, Christine A1 - Heinzel, Stephan A1 - Rapp, Michael A. A1 - Granacher, Urs T1 - Behavioral and Neural Correlates of Cognitive-Motor Interference during Multitasking in Young and Old Adults T2 - Postprints der Universität Potsdam Humanwissenschaftliche Reihe N2 - The concurrent performance of cognitive and postural tasks is particularly impaired in old adults and associated with an increased risk of falls. Biological aging of the cognitive and postural control system appears to be responsible for increased cognitive-motor interference effects. We examined neural and behavioral markers of motor-cognitive dual-task performance in young and old adults performing spatial one-back working memory single and dual tasks during semitandem stance. On the neural level, we used EEG to test for age-related modulations in the frequency domain related to cognitive-postural task load. Twenty-eight healthy young and 30 old adults participated in this study. The tasks included a postural single task, a cognitive-postural dual task, and a cognitive-postural triple task (cognitive dual-task with postural demands). Postural sway (i.e., total center of pressure displacements) was recorded in semistance position on an unstable surface that was placed on top of a force plate while performing cognitive tasks. Neural activation was recorded using a 64-channel mobile EEG system. EEG frequencies were attenuated by the baseline postural single-task condition and demarcated in nine Regions-of-Interest (ROIs), i.e., anterior, central, posterior, over the cortical midline, and both hemispheres. Our findings revealed impaired cognitive dual-task performance in old compared to young participants in the form of significantly lower cognitive performance in the triple-task condition. Furthermore, old adults compared with young adults showed significantly larger postural sway, especially in cognitive-postural task conditions. With respect to EEG frequencies, young compared to old participants showed significantly lower alpha-band activity in cognitive-cognitive-postural triple-task conditions compared with cognitive-postural dual tasks. In addition, with increasing task difficulty, we observed synchronized theta and delta frequencies, irrespective of age. Taskdependent alterations of the alpha frequency band were most pronounced over frontal and central ROIs, while alterations of the theta and delta frequency bands were found in frontal, central, and posterior ROIs. Theta and delta synchronization exhibited a decrease from anterior to posterior regions. For old adults, task difficulty was reflected by theta synchronization in the posterior ROI. For young adults, it was reflected by alpha desynchronization in bilateral anterior ROIs. In addition, we could not identify any effects of task difficulty and age on the beta frequency band. Our results shed light on age-related cognitive and postural declines and how they interact. Modulated alpha frequencies during high cognitive-postural task demands in young but not old adults might be reflective of a constrained neural adaptive potential in old adults. Future studies are needed to elucidate associations between the identified age-related performance decrements with task difficulty and changes in brain activity. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 563 Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-435972 SN - 1866-8364 IS - 563 ER - TY - GEN A1 - Zeuschner, Steffen Peer A1 - Parpiiev, Tymur A1 - Pezeril, Thomas A1 - Hillion, Arnaud A1 - Dumesnil, Karine A1 - Anane, Abdelmadjid A1 - Pudell, Jan-Etienne A1 - Willig, Lisa A1 - Rössle, Matthias A1 - Herzog, Marc A1 - Reppert, Alexander von A1 - Bargheer, Matias T1 - Tracking picosecond strain pulses in heterostructures that exhibit giant magnetostriction T2 - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch-naturwissenschaftliche Reihe N2 - We combine ultrafast X-ray diffraction (UXRD) and time-resolved Magneto-Optical Kerr Effect (MOKE) measurements to monitor the strain pulses in laser-excited TbFe2/Nb heterostructures. Spatial separation of the Nb detection layer from the laser excitation region allows for a background-free characterization of the laser-generated strain pulses. We clearly observe symmetric bipolar strain pulses if the excited TbFe2 surface terminates the sample and a decomposition of the strain wavepacket into an asymmetric bipolar and a unipolar pulse, if a SiO2 glass capping layer covers the excited TbFe2 layer. The inverse magnetostriction of the temporally separated unipolar strain pulses in this sample leads to a MOKE signal that linearly depends on the strain pulse amplitude measured through UXRD. Linear chain model simulations accurately predict the timing and shape of UXRD and MOKE signals that are caused by the strain reflections from multiple interfaces in the heterostructure. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 706 KW - Heterostructures KW - Magnetooptical effects KW - Metal oxides KW - Crystal lattices KW - Transition metals KW - Magnetism KW - Ultrafast X-ray diffraction KW - Lasers KW - Bragg peak KW - Phonons Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-428457 SN - 1866-8372 IS - 706 ER - TY - GEN A1 - Garbusow, Maria A1 - Nebe, Stephan A1 - Sommer, Christian A1 - Kuitunen-Paul, Sören A1 - Sebold, Miriam A1 - Schad, Daniel A1 - Friedel, Eva A1 - Veer, Ilya M. A1 - Wittchen, Hans-Ulrich A1 - Rapp, Michael A. A1 - Ripke, Stephan A1 - Walter, Henrik A1 - Huys, Quentin J. M. A1 - Schlagenhauf, Florian A1 - Smolka, Michael N. A1 - Heinz, Andreas T1 - Pavlovian-To-Instrumental Transfer and Alcohol Consumption in Young Male Social Drinkers BT - Behavioral, Neural and Polygenic Correlates T2 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe N2 - In animals and humans, behavior can be influenced by irrelevant stimuli, a phenomenon called Pavlovian-to-instrumental transfer (PIT). In subjects with substance use disorder, PIT is even enhanced with functional activation in the nucleus accumbens (NAcc) and amygdala. While we observed enhanced behavioral and neural PIT effects in alcohol-dependent subjects, we here aimed to determine whether behavioral PIT is enhanced in young men with high-risk compared to low-risk drinking and subsequently related functional activation in an a-priori region of interest encompassing the NAcc and amygdala and related to polygenic risk for alcohol consumption. A representative sample of 18-year old men (n = 1937) was contacted: 445 were screened, 209 assessed: resulting in 191 valid behavioral, 139 imaging and 157 genetic datasets. None of the subjects fulfilled criteria for alcohol dependence according to the Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders-IV-TextRevision (DSM-IV-TR). We measured how instrumental responding for rewards was influenced by background Pavlovian conditioned stimuli predicting action-independent rewards and losses. Behavioral PIT was enhanced in high-compared to low-risk drinkers (b = 0.09, SE = 0.03, z = 2.7, p < 0.009). Across all subjects, we observed PIT-related neural blood oxygen level-dependent (BOLD) signal in the right amygdala (t = 3.25, p(SVC) = 0.04, x = 26, y = -6, z = -12), but not in NAcc. The strength of the behavioral PIT effect was positively correlated with polygenic risk for alcohol consumption (r(s) = 0.17, p = 0.032). We conclude that behavioral PIT and polygenic risk for alcohol consumption might be a biomarker for a subclinical phenotype of risky alcohol consumption, even if no drug-related stimulus is present. The association between behavioral PIT effects and the amygdala might point to habitual processes related to out PIT task. In non-dependent young social drinkers, the amygdala rather than the NAcc is activated during PIT; possible different involvement in association with disease trajectory should be investigated in future studies. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 841 KW - Pavlovian-to-instrumental transfer KW - amygdala KW - alcohol KW - polygenic risk KW - high risk drinkers Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-473280 SN - 1866-8364 IS - 841 ER - TY - THES A1 - Ghani, Humaad T1 - Structural evolution of the Kohat and Potwar fold and thrust belts of Pakistan T1 - Strukturelle Entwicklung des Kohat und Potwar Falten- und Überschiebungsgürtel in Pakistan N2 - Fold and thrust belts are characteristic features of collisional orogen that grow laterally through time by deforming the upper crust in response to stresses caused by convergence. The deformation propagation in the upper crust is accommodated by shortening along major folds and thrusts. The formation of these structures is influenced by the mechanical strength of décollements, basement architecture, presence of preexisting structures and taper of the wedge. These factors control not only the sequence of deformation but also cause differences in the structural style. The Himalayan fold and thrust belt exhibits significant differences in the structural style from east to west. The external zone of the Himalayan fold and thrust belt, also called the Subhimalaya, has been extensively studied to understand the temporal development and differences in the structural style in Bhutan, Nepal and India; however, the Subhimalaya in Pakistan remains poorly studied. The Kohat and Potwar fold and thrust belts (herein called Kohat and Potwar) represent the Subhimalaya in Pakistan. The Main Boundary Thrust (MBT) marks the northern boundary of both Kohat and Potwar, showing that these belts are genetically linked to foreland-vergent deformation within the Himalayan orogen, despite the pronounced contrast in structural style. This contrast becomes more pronounced toward south, where the active strike-slip Kalabagh Fault Zone links with the Kohat and Potwar range fronts, known as the Surghar Range and the Salt Range, respectively. The Surghar and Salt Ranges developed above the Surghar Thrust (SGT) and Main Frontal Thrust (MFT). In order to understand the structural style and spatiotemporal development of the major structures in Kohat and Potwar, I have used structural modeling and low temperature thermochronolgy methods in this study. The structural modeling is based on construction of balanced cross-sections by integrating surface geology, seismic reflection profiles and well data. In order to constrain the timing and magnitude of exhumation, I used apatite (U-Th-Sm)/He (AHe) and apatite fission track (AFT) dating. The results obtained from both methods are combined to document the Paleozoic to Recent history of Kohat and Potwar. The results of this research suggest two major events in the deformation history. The first major deformation event is related to Late Paleozoic rifting associated with the development of the Neo-Tethys Ocean. The second major deformation event is related to the Late Miocene to Pliocene development of the Himalayan fold and thrust belt in the Kohat and Potwar. The Late Paleozoic rifting is deciphered by inverse thermal modelling of detrital AFT and AHe ages from the Salt Range. The process of rifting in this area created normal faulting that resulted in the exhumation/erosion of Early to Middle Paleozoic strata, forming a major unconformity between Cambrian and Permian strata that is exposed today in the Salt Range. The normal faults formed in Late Paleozoic time played an important role in localizing the Miocene-Pliocene deformation in this area. The combination of structural reconstructions and thermochronologic data suggest that deformation initiated at 15±2 Ma on the SGT ramp in the southern part of Kohat. The early movement on the SGT accreted the foreland into the Kohat deforming wedge, forming the range front. The development of the MBT at 12±2 Ma formed the northern boundary of Kohat and Potwar. Deformation propagated south of the MBT in the Kohat on double décollements and in the Potwar on a single basal décollement. The double décollement in the Kohat adopted an active roof-thrust deformation style that resulted in the disharmonic structural style in the upper and lower parts of the stratigraphic section. Incremental shortening resulted in the development of duplexes in the subsurface between two décollements and imbrication above the roof thrust. Tectonic thickening caused by duplexes resulted in cooling and exhumation above the roof thrust by removal of a thick sequence of molasse strata. The structural modelling shows that the ramps on which duplexes formed in Kohat continue as tip lines of fault propagation folds in the Potwar. The absence of a double décollement in the Potwar resulted in the preservation of a thick sequence of molasse strata there. The temporal data suggest that deformation propagated in-sequence from ~ 8 to 3 Ma in the northern part of Kohat and Potwar; however, internal deformation in the Kohat was more intense, probably required for maintaining a critical taper after a significant load was removed above the upper décollement. In the southern part of Potwar, a steeper basement slope (β≥3°) and the presence of salt at the base of the stratigraphic section allowed for the complete preservation of the stratigraphic wedge, showcased by very little internal deformation. Activation of the MFT at ~4 Ma allowed the Salt Range to become the range front of the Potwar. The removal of a large amount of molasse strata above the MFT ramp enhanced the role of salt in shaping the structural style of the Salt Range and Kalabagh Fault Zone. Salt accumulation and migration resulted in the formation of normal faults in both areas. Salt migration in the Kalabagh fault zone has triggered out-of-sequence movement on ramps in the Kohat. The amount of shortening calculated between the MBT and the SGT in Kohat is 75±5 km and between the MBT and the MFT in Potwar is 65±5 km. A comparable amount of shortening is accommodated in the Kohat and Potwar despite their different widths: 70 km Kohat and 150 km Potwar. In summary, this research suggests that deformation switched between different structures during the last ~15 Ma through different modes of fault propagation, resulting in different structural styles and the out-of-sequence development of Kohat and Potwar. N2 - Falten- und Überschiebungsgürtel sind charakteristische Merkmale von Kollisionsorogenen, die sich im Laufe der Zeit als Reaktion auf konvergente Spannungen in das Vorland vorbauen. Die Deformationsausbreitung in der oberen Kruste erfolgt durch die Verkürzung entlang von Falten und Überschiebungen. Die Bildung dieser Strukturen wird durch die mechanische Eigenschaft des Décollements (Abscherhorizonts), dem Aufbau des Grundgebirges, der strukturellen Vorprägung und der Geometrie des Verfomungskeils beeinflusst. Diese Faktoren steuern nicht nur die Verformungsabfolge, sondern führen auch zu unterschiedlichen Strukturen im Falten- und Überschiebungsgürtel. Der Himalaya Falten- und Überschiebungsgürtel zeigt signifikante Unterschiede im strukturellen Bau von Ost nach West. Die äußere Zone des Himalaya Falten- und Überschiebungsgürtel, auch Subhimalaya genannt, ist hinsichtlich der zeitliche Entwicklung und des strukturellen Baus in der Region von Bhutan, Nepal und Indien gut untersucht. Im Gegensatz dazu ist die Geologie des pakistanischen Subhimalayas erst in groben Zügen verstanden. Der Kohat- und der Potwar- Falten- und Überschiebungsgürtel (im Folgenden einfach Kohat und Potwar genannt) sind Teil der externe Sedimentationszone des Himalaya- Falten- und Überschiebungsgürtel in Pakistan. Die „Main Boundary Thrust“ (MBT) markiert ihre nördliche Grenze und zeigt, dass beide, sowohl Kohat als auch Potwar, trotz ihres unterschiedlichen strukturellen Baus durch eine gemeinsame, ins Vorland gerichteten Verformung des Himalaya-Orogens entstanden sind. Der Kontrast im strukturelle Bau wird nach Süden ausgeprägter, wo die aktive Kalabagh Seitenverschiebung die frontalen Deformationszonen Kohats und Potwars verbindet, die als „Surghar Range“ bzw. „Salt Range“ bekannt sind. Die „Surghar Range“ und die „Salt Range“ entwickeln sich oberhalb der Surghar Überschiebung (Surghar Thrust, SGT) und der frontalen Hauptüberschiebung (Main Frontal Thrust, MFT). Ziel dieser Studie ist es, die Deformationsentwicklung und den strukturellen Bau Kohats und Potwars als Beispiel für die Vielfalt der Entwicklung im frontalen Bereich von Orogenen zu entschlüsseln. Um den strukturellen Stil und die räumlich-zeitliche Entwicklung der Hauptstrukturen in Kohat und Potwar zu untersuchen, werden in dieser Studie Strukturmodellierungs- und Niedertemperatur-Thermochronologie-Methoden verwendet. Die Strukturmodellierung basiert auf der Erstellung bilanzierter Profile, deren Grundlage die Kombination von Oberflächengeologie, seismischen Reflexionsprofilen und Bohrlochdaten bildet. Die Niedertemperatur-Thermochronologie-Methoden gründen einerseits auf Apatit (U-Th-Sm)/He (AHe) und andererseits auf Apatit-Spaltspur (AFT) Datierungen. Die Resultate beider Methoden erlauben die zeitliche Rekonstruktion von Kohat und Potwar vom Paläozoikum bis zur jüngsten Geschichte. Die Ergebnisse dieser Studie deuten auf zwei Hauptereignisse in der Verformungsgeschichte hin. Das erste große Deformationsereignis steht im Zusammenhang mit der spätpaläozoischen Riftbildung im Zuge der Öffnung der Neotethys. Das zweite große Deformationsereignis steht im Zusammenhang mit der spätmiozänen bis pliozänen Entwicklung des Himalaya Falten- und Überschiebungsgürtel. Die spät-paläozoische Riftbildung wird mittels einer inversen thermischen Modellierung der Apatit-AFT und AHe-Alter aus der „Salt Range“ rekonstruiert. Der Prozess des Riftbildung verursachte Abschiebungen, die zur Exhumierung bzw. Erosion früh- bis mittelpaläozoischer Schichten führte und eine bedeutende Diskordanz zwischen kambrischen und permischen Schichten ausbildet, die heute in der „Salt Range“ aufgeschlossen ist. Diese im Spätpaläozoikum entstandenen Abschiebungen wurden dann während der miozän-pliozänen Bildung des Falten- und Überschiebungsgürtel reakiviert. Die Rekonstruktion der Strukturen, kombiniert mit der Datierung (AFT, AHe), deutet darauf hin, dass die Verformung um ca. 15±2 Ma auf der SGT-Rampe im südlichen Teil Kohats aktiv war. Diese erste Deformation entlang der SGT hat das Vorland an den Kohat-Verformungskeil geschweisst und bildet damit die neue Verformungsfront. Die MBT bildete um ca. 12±2 Ma die nördliche Grenze von Kohat und Potwar. Die Deformation breitete sich in südlicher Richtung von der MBT aus in Kohat auf zwei Décollements aus, während sich in Potwar ein einziges basales Décollement bildete. Die beiden parallelen Décollements in Kohat formten aktive Dachüberschiebungen aus, die zum disharmonischen Stil im oberen und unteren Teil des Profils führten. Die inkrementelle Verkürzung formte Duplex-Strukturen zwischen den beiden Décollements und Schuppen oberhalb der Dachüberschiebung. Auf die tektonische Verdickung durch die Duplex-Strukturen folgte die Abkühlung bzw. Exhumation oberhalb der Dachüberschiebung durch die Abtragung mächtiger Molasseschichten. Die Rekonstruktion der Strukturen zeigt, dass die Rampen, auf denen die Duplex-Strukturen in Kohat gebildet wurden, sich in Potwar als Frontallinien der frontalen Knickung fortsetzen. Das Fehlen der beiden parallelen Décollements in Potwar führte zur Erhaltung dicker Molassenschichten in der stratigraphischen Abfolge. Die Ergebnisse der Datierung deuten darauf hin, dass sich die Verformung dann von ca. 8 bis 3 Ma normal im nördlichen Teil von Kohat und Potwar in Richtung Süden ausbreitete. Die Verformung in Kohat war intensiver durch die Bildung eines kritischen Winkels im Deformationskeil, als die signifikante Auflast über dem oberen Décollement entfernt wurde. Der südliche Teil Potwars dagegen ist durch eine geringe interne Verfomung gekennzeichnet, hervorgerufen durch eine geringere Neigung der basalen Überschiebung (β≥3°) und das Vorhandensein von Salz an der Basis der stratigraphischen Abfolge. Dabei ist stratigraphische Abfolge innerhalb des Deformationskeils erhalten. Mit der Deformation entlang der MFT um ca. 4 Ma begann die Entwicklung der „Salt Range“ als frontale Deformationszone von Potwar. Die Abtragung dicker Molassenschichten über der MFT-Rampe verstärkte die Rolle des Salzes bei der Deformation der „Salt Range“ und der Kalabagh-Störungszone. In beiden Gebieten kam es zu Abschiebungen duch Salzakkumulation und Salzmigration. Die Salzmigration in der Kalabagh- Störungszone hat durchbrechende Überschiebungen entlang der Rampen in Kohat ausgelöst. Der Verkürzungsbetrag zwischen MBT und SGT beträgt für Kohat 75±5 km und für Potwar zwischen MBT und MFT 65±5 km. Sowohl Kohat und Potwar haben trotz ihrer unterschiedlichen räumlichen Ausdehnung (70 km Kohat und 150 km Potwar) eine vergleichbare Verkürzung erfahren. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese Studie aufzeigt, wie die Verformung zwischen den einzelnen Strukturen in den letzten ~15 Ma, verursacht durch unterschiedliche Deformationsausbreitung, gesprungen ist und damit für die unterschiedlichen spezifischen Struktur-Stile und durchbrechende Deformationssequenzen in Kohat und Potwar verantwortlich ist. KW - Himalaya KW - folds KW - faults KW - décollement KW - exhumation KW - Himalaja KW - Falten KW - Störungen KW - Abschiebungshorizonte KW - Exhumierung Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-440775 ER - TY - GEN A1 - Shoaee, Safa A1 - Armin, Ardalan A1 - Stolterfoht, Martin A1 - Hosseini, Seyed Mehrdad A1 - Kurpiers, Jona A1 - Neher, Dieter T1 - Decoding charge recombination through charge generation in organic solar cells T2 - Postprints der Universität Potsdam Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - The in‐depth understanding of charge carrier photogeneration and recombination mechanisms in organic solar cells is still an ongoing effort. In donor:acceptor (bulk) heterojunction organic solar cells, charge photogeneration and recombination are inter‐related via the kinetics of charge transfer states—being singlet or triplet states. Although high‐charge‐photogeneration quantum yields are achieved in many donor:acceptor systems, only very few systems show significantly reduced bimolecular recombination relative to the rate of free carrier encounters, in low‐mobility systems. This is a serious limitation for the industrialization of organic solar cells, in particular when aiming at thick active layers. Herein, a meta‐analysis of the device performance of numerous bulk heterojunction organic solar cells is presented for which field‐dependent photogeneration, charge carrier mobility, and fill factor are determined. Herein, a “spin‐related factor” that is dependent on the ratio of back electron transfer of the triplet charge transfer (CT) states to the decay rate of the singlet CT states is introduced. It is shown that this factor links the recombination reduction factor to charge‐generation efficiency. As a consequence, it is only in the systems with very efficient charge generation and very fast CT dissociation that free carrier recombination is strongly suppressed, regardless of the spin‐related factor. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 773 KW - charge generation KW - charge transfers KW - non-Langevin recombination KW - spin-related factors Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-437512 SN - 1866-8372 IS - 773 ER - TY - BOOK A1 - Adriano, Christian A1 - Bleifuß, Tobias A1 - Cheng, Lung-Pan A1 - Diba, Kiarash A1 - Fricke, Andreas A1 - Grapentin, Andreas A1 - Jiang, Lan A1 - Kovacs, Robert A1 - Krejca, Martin Stefan A1 - Mandal, Sankalita A1 - Marwecki, Sebastian A1 - Matthies, Christoph A1 - Mattis, Toni A1 - Niephaus, Fabio A1 - Pirl, Lukas A1 - Quinzan, Francesco A1 - Ramson, Stefan A1 - Rezaei, Mina A1 - Risch, Julian A1 - Rothenberger, Ralf A1 - Roumen, Thijs A1 - Stojanovic, Vladeta A1 - Wolf, Johannes ED - Meinel, Christoph ED - Plattner, Hasso ED - Döllner, Jürgen Roland Friedrich ED - Weske, Mathias ED - Polze, Andreas ED - Hirschfeld, Robert ED - Naumann, Felix ED - Giese, Holger ED - Baudisch, Patrick ED - Friedrich, Tobias ED - Böttinger, Erwin ED - Lippert, Christoph T1 - Technical report BT - Fall Retreat 2018 N2 - Design and Implementation of service-oriented architectures imposes a huge number of research questions from the fields of software engineering, system analysis and modeling, adaptability, and application integration. Component orientation and web services are two approaches for design and realization of complex web-based system. Both approaches allow for dynamic application adaptation as well as integration of enterprise application. Commonly used technologies, such as J2EE and .NET, form de facto standards for the realization of complex distributed systems. Evolution of component systems has lead to web services and service-based architectures. This has been manifested in a multitude of industry standards and initiatives such as XML, WSDL UDDI, SOAP, etc. All these achievements lead to a new and promising paradigm in IT systems engineering which proposes to design complex software solutions as collaboration of contractually defined software services. Service-Oriented Systems Engineering represents a symbiosis of best practices in object-orientation, component-based development, distributed computing, and business process management. It provides integration of business and IT concerns. The annual Ph.D. Retreat of the Research School provides each member the opportunity to present his/her current state of their research and to give an outline of a prospective Ph.D. thesis. Due to the interdisciplinary structure of the research school, this technical report covers a wide range of topics. These include but are not limited to: Human Computer Interaction and Computer Vision as Service; Service-oriented Geovisualization Systems; Algorithm Engineering for Service-oriented Systems; Modeling and Verification of Self-adaptive Service-oriented Systems; Tools and Methods for Software Engineering in Service-oriented Systems; Security Engineering of Service-based IT Systems; Service-oriented Information Systems; Evolutionary Transition of Enterprise Applications to Service Orientation; Operating System Abstractions for Service-oriented Computing; and Services Specification, Composition, and Enactment. N2 - Der Entwurf und die Realisierung dienstbasierender Architekturen wirft eine Vielzahl von Forschungsfragestellungen aus den Gebieten der Softwaretechnik, der Systemmodellierung und -analyse, sowie der Adaptierbarkeit und Integration von Applikationen auf. Komponentenorientierung und WebServices sind zwei Ansätze für den effizienten Entwurf und die Realisierung komplexer Web-basierender Systeme. Sie ermöglichen die Reaktion auf wechselnde Anforderungen ebenso, wie die Integration großer komplexer Softwaresysteme. Heute übliche Technologien, wie J2EE und .NET, sind de facto Standards für die Entwicklung großer verteilter Systeme. Die Evolution solcher Komponentensysteme führt über WebServices zu dienstbasierenden Architekturen. Dies manifestiert sich in einer Vielzahl von Industriestandards und Initiativen wie XML, WSDL, UDDI, SOAP. All diese Schritte führen letztlich zu einem neuen, vielversprechenden Paradigma für IT Systeme, nach dem komplexe Softwarelösungen durch die Integration vertraglich vereinbarter Software-Dienste aufgebaut werden sollen. "Service-Oriented Systems Engineering" repräsentiert die Symbiose bewährter Praktiken aus den Gebieten der Objektorientierung, der Komponentenprogrammierung, des verteilten Rechnen sowie der Geschäftsprozesse und berücksichtigt auch die Integration von Geschäftsanliegen und Informationstechnologien. Die Klausurtagung des Forschungskollegs "Service-oriented Systems Engineering" findet einmal jährlich statt und bietet allen Kollegiaten die Möglichkeit den Stand ihrer aktuellen Forschung darzulegen. Bedingt durch die Querschnittstruktur des Kollegs deckt dieser Bericht ein weites Spektrum aktueller Forschungsthemen ab. Dazu zählen unter anderem Human Computer Interaction and Computer Vision as Service; Service-oriented Geovisualization Systems; Algorithm Engineering for Service-oriented Systems; Modeling and Verification of Self-adaptive Service-oriented Systems; Tools and Methods for Software Engineering in Service-oriented Systems; Security Engineering of Service-based IT Systems; Service-oriented Information Systems; Evolutionary Transition of Enterprise Applications to Service Orientation; Operating System Abstractions for Service-oriented Computing; sowie Services Specification, Composition, and Enactment. T3 - Technische Berichte des Hasso-Plattner-Instituts für Digital Engineering an der Universität Potsdam - 129 KW - Hasso Plattner Institute KW - research school KW - Ph.D. retreat KW - service-oriented systems engineering KW - Hasso-Plattner-Institut KW - Forschungskolleg KW - Klausurtagung KW - Service-oriented Systems Engineering Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-427535 SN - 978-3-86956-465-4 SN - 1613-5652 SN - 2191-1665 IS - 129 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - JOUR A1 - Steinberg, Georg T1 - Eric Hilgendorf/Mordechai Kremnitzer (Hrsg.), Human Dignity and Criminal Law. Würzburg Conference on Human Dignity, Human Rights, and Criminal Law in Israel and Germany, July 20 – 22, 2015 JF - MenschenRechtsMagazin : MRM ; Informationen, Meinungen, Analysen Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-429242 IS - 23 SP - 156 EP - 159 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - JOUR A1 - Lemke, Stefanie A1 - Neumeyer, Margarethe A1 - Mihr, Anja A1 - Steinbach, Peter A1 - Weber, Johanna A1 - Steinberg, Georg A1 - John, Emanuel T1 - MenschenRechtsMagazin : Informationen | Meinungen | Analysen N2 - Aus dem Inhalt: ▪ Human Rights Lawyering – das Stiefkind der Anwaltschaft ▪ Zum Problem der intertextuellen Auslegung von Menschenrechtsverträgen ▪ Bericht über die Tätigkeit des Menschenrechtsausschusses der Vereinten Nationen im Jahre 2017 – Teil II: Individualbeschwerden T3 - MenschenRechtsMagazin : MRM ; Informationen, Meinungen, Analysen - 23.2018/2 Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-424664 SN - 1434-2820 VL - 23 IS - 2 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - THES A1 - Sablowski, Daniel T1 - Spectroscopic analysis of the benchmark system Alpha Aurigae T1 - Spektroskopische Analysen des Vergleichssystems alpha Aurigae N2 - Binaries play an important role in observational and theoretical astrophysics. Since the mass and the chemical composition are key ingredients for stellar evolution, high-resolution spectroscopy is an important and necessary tool to derive those parameters to high confidence in binaries. This involves carefully measured orbital motion by the determination of radial velocity (RV) shifts and sophisticated techniques to derive the abundances of elements within the stellar atmosphere. A technique superior to conventional cross-correlation methods to determine RV shifts in known as spectral disentangling. Hence, a major task of this thesis was the design of a sophisticated software package for this approach. In order to investigate secondary effects, such as flux and line-profile variations, imprinting changes on the spectrum the behavior of spectral disentangling on such variability is a key to understand the derived values, to improve them, and to get information about the variability itself. Therefore, the spectral disentangling code presented in this thesis and available to the community combines multiple advantages: separation of the spectra for detailed chemical analysis, derivation of orbital elements, derivation of individual RVs in order to investigate distorted systems (either by third body interaction or relativistic effects), the suppression of telluric contaminations, the derivation of variability, and the possibility to apply the technique to eclipsing binaries (important for orbital inclination) or in general to systems that undergo flux-variations. This code in combination with the spectral synthesis codes MOOG and SME was used in order to derive the carbon 12C/13C isotope ratio (CIR) of the benchmark binary Capella. The observational result will be set into context with theoretical evolution by the use of MESA models and resolves the discrepancy of theory and observations existing since the first measurement of Capella's CIR in 1976. The spectral disentangling code has been made available to the community and its applicability to completely different behaving systems, Wolf-Rayet stars, have also been investigated and resulted in a published article. Additionally, since this technique relies strongly on data quality, continues development of scientific instruments to achieve best observational data is of great importance in observational astrophysics. That is the reason why there has also been effort in astronomical instrumentation during the work on this thesis. N2 - Doppelsterne spielen eine wichtige Rolle in der beobachtenden und theoretischen Astrophysik. Die Massen und die chemische Zusammensetzung der Sterne sind dabei ausschlaggebende Parameter. Die wichtige und notwendige Methode um diese zu bestimmen ist hochaufgelöste Spektroskopie. Dies beinhaltet eine penible Bestimmung der orbitalen Bewegung durch die Vermessung von Radialgeschwindigkeitsverschiebungen (RV) und fortgeschrittene Techniken zur Bestimmung der Häufigkeiten der in der Sternatmosphäre vorhandenen Elemente. Gegenüber der konventionellen Kreuzkorrelation zur Bestimmung der RV-Verschiebungen, gilt die Methode des sogenannten 'spectral disentanglings' als überlegen. Daher bestand ein Großteil der vorliegenden Arbeit darin, eine solche Methode in einem weiterentwickelten Softwarepacket zu realisieren. Um sekundäre Effekte zu verstehen, welche zu weiteren Änderungen im Spektrum führen, also insbesondere solche wie Fluss- und Linienprofilvariationen, ist es von zentraler Bedeutung das Verhalten des spectral disentangling durch solche Variabilitäten zu verstehen, sodass die ermittelten Größen besser interpretiert und verbessert, sowie Informationen über die Variabilität selbst abgeleitet werden können. Daher vereint der in dieser Arbeit vorgestellte und der Allgemeinheit offen stehende Algorithmus für das spectral disentangling mehrere Vorteile: Separation der Spektren für detaillierte chemische Analysen, Ableitung der orbitalen Bahnelemente, Ableitung der einzelnen RV-Verschiebungen um auch gestörte Systeme (z.B. durch einen dritten Körper oder relativistische Effekte) analysieren zu können, die Reduktion des Einflusses tellurischer Kontamination, Ableitung der Variabilität und die Möglichkeit der Anwendung auf Bedeckungsveränderliche (wichtig zur Bestimmung der Inklination) bzw. allgemeiner auf Systeme mit Flussvariationen. Der vorgestellte Algorithmus wurde zusammen mit MOOG und SME zur Erzeugung synthetischer Spektren verwendet um das Kohlenstoff-12C/13C Isotopen-Verhältnis (KIV) des Referenzsystems Capella zu bestimmen. Dieses Ergebnis aus Beobachtungen wird in Kontext zur theoretischen Entwicklung durch Verwendung von MESA Modellen gesetzt und löst die Unstimmigkeit zwischen Beobachtung und Theorie die bereits seit der ersten Messung des KIV von Kapella von 1976 existiert. Der Algorithmus für das spectral disentangling ist der Allgemeinheit zugänglich gemacht und wurde auf vollkommen anders verhaltende Objekte, den Wolf-Rayet-Sternen, angewendet, was in einer publizierten Arbeit resultierte. Da die Methode stark von der Qualität der Beobachtungsdaten abhängt, ist eine kontinuierliche Weiterentwicklung der wissenschaftlichen Messtechnik der beobachtenden Astrophysik sehr wichtig um die bestmöglichsten Beobachtungsdaten gewinnen zu können. Daher wurden auch große Anstrengungen in der astronomischen Instrumentierung während dieser Arbeit unternommen. KW - Stellar physics KW - Stellar evolution KW - spectroscopy KW - instrumentation KW - carbon-isotope-ratio KW - Capella KW - Stellarphysik KW - Sternentwicklung KW - Spektroskopie KW - Instrumentierung KW - Kohlenstoff-Isotopen-Verhältnis KW - Kapella Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-432396 ER - TY - THES A1 - Numberger, Daniela T1 - Urban wastewater and lakes as habitats for bacteria and potential vectors for pathogens T1 - Urbane Abwässer und Seen als Habitat für Bakterien und potentielle Vektoren für Krankheitserreger N2 - Wasser ist lebensnotwendig und somit eine essentielle Ressource. Jedoch sind unsere Süßwasser-Ressourcen begrenzt und ihre Erhaltung daher besonders wichtig. Verschmutzungen mit Chemikalien und Krankheitserregern, die mit einer wachsenden Bevölkerung und Urbanisierung einhergehen, verschlechtern die Qualität unseres Süßwassers. Außerdem kann Wasser als Übertragungsvektor für Krankheitserreger dienen und daher wasserbürtige Krankheiten verursachen. Der Leibniz-Forschungsverbund INFECTIONS‘21 untersuchte innerhalb der interdisziplinären Forschungsgruppe III - „Wasser", Gewässer als zentralen Mittelpunkt für Krankheiterreger. Dabei konzentrierte man sich auf Clostridioides difficile sowie aviäre Influenza A-Viren, von denen angenommen wird, dass sie in die Gewässer ausgeschieden werden. Ein weiteres Ziel bestand darin, die bakterielle Gemeinschaften eines Klärwerkes der deutschen Hauptstadt Berlin zu charakterisieren, um anschließend eine Bewertung des potentiellen Gesundheitsrisikos geben zu können. Bakterielle Gemeinschaften des Roh- und Klarwassers aus dem Klärwerk unterschieden sich signifikant voneinander. Der Anteil an Darm-/Fäkalbakterien war relativ niedrig und potentielle Darmpathogene wurden größtenteils aus dem Rohwasser entfernt. Ein potentielles Gesundheitsrisiko konnte allerdings von potentiell pathogenen Legionellen wie L. lytica festgestellt werden, deren relative Abundanz im Klarwasser höher war als im Rohwasser. Es wurden außerdem drei C. difficile-Isolate aus den Klärwerk-Rohwasser und einem städtischen Badesee in Berlin (Weisser See) gewonnen und sequenziert. Die beiden Isolate aus dem Klärwerk tragen keine Toxin-Gene, wohingegen das Isolat aus dem See Toxin-Gene besitzt. Alle drei Isolate sind sehr nah mit humanen Stämmen verwandt. Dies deutet auf ein potentielles, wenn auch sporadisches Gesundheitsrisiko hin. (Aviäre) Influenza A-Viren wurden in 38.8% der untersuchten Sedimentproben mittels PCR detektiert, aber die Virusisolierung schlug fehl. Ein Experiment mit beimpften Wasser- und Sedimentproben zeigte, dass für die Isolierung aus Sedimentproben eine relativ hohe Viruskonzentration nötig ist. In Wasserproben ist jedoch ein niedriger Titer an Influenza A-Viren ausreichend, um eine Infektion auszulösen. Es konnte zudem auch festgestellt werden, dass sich „Madin-Darby Canine Kidney (MDCK)―-Zellkulturen im Gegensatz zu embryonierten Hühnereiern besser eignen, um Influenza A-Viren aus Sediment zu isolieren. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese Arbeit mögliche Gesundheitsrisiken aufgedeckt hat, wie etwa durch Legionellen im untersuchten Berliner Klärwerk, deren relative Abundanz in geklärtem Abwasser höher ist als im Rohwasser. Desweiteren wird indiziert, dass Abwasser und Gewässer als Reservoir und Vektor für pathogene Organismen dienen können, selbst für nicht-typische Wasser-Pathogene wie C. difficile. N2 - Water is essential to life and thus, an essential resource. However, freshwater resources are limited and their maintenance is crucial. Pollution with chemicals and pathogens through urbanization and a growing population impair the quality of freshwater. Furthermore, water can serve as vector for the transmission of pathogens resulting in water-borne illness. The Interdisciplinary Research Group III – "Water" of the Leibniz alliance project INFECTIONS‘21 investigated water as a hub for pathogens focusing on Clostridioides difficile and avian influenza A viruses that may be shed into the water. Another aim of this study was to characterize the bacterial communities in a wastewater treatment plant (WWTP) of the capital Berlin, Germany to further assess potential health risks associated with wastewater management practices. Bacterial communities of WWTP inflow and effluent differed significantly. The proportion of fecal/enteric bacteria was relatively low and OTUs related to potential enteric pathogens were largely removed from inflow to effluent. However, a health risk might exist as an increased relative abundance of potential pathogenic Legionella spp. such as L. lytica was observed. Three Clostridioides difficile isolates from wastewater inflow and an urban bathing lake in Berlin (‗Weisser See‘) were obtained and sequenced. The two isolates from the wastewater did not carry toxin genes, whereas the isolate from the lake was positive for the toxin genes. All three isolates were closely related to human strains. This indicates a potential, but rather sporadic health risk. Avian influenza A viruses were detected in 38.8% of sediment samples by PCR, but virus isolation failed. An experiment with inoculated freshwater and sediment samples showed that virus isolation from sediment requires relatively high virus concentrations and worked much better in Madin-Darby Canine Kidney (MDCK) cell cultures than in embryonated chicken eggs, but low titre of influenza contamination in freshwater samples was sufficient to recover virus. In conclusion, this work revealed potential health risks coming from bacterial groups with pathogenic potential such as Legionella spp. whose relative abundance is higher in the released effluent than in the inflow of the investigated WWTP. It further indicates that water bodies such as wastewater and lake sediments can serve as reservoir and vector, even for non-typical water-borne or water-transmitted pathogens such as C. difficile. KW - water KW - Wasser KW - bacteria KW - Bakterien KW - influenza A viruses KW - Influenza A Viren KW - pathogens KW - Krankheitserreger Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-437095 ER - TY - GEN A1 - Saidi, Karim A1 - Zouhal, Hassane A1 - Rhibi, Fatma A1 - Tijani, Jed M. A1 - Boullosa, Daniel A1 - Chebbi, Amel A1 - Hackney, Anthony C. A1 - Granacher, Urs A1 - Bideau, Benoit A1 - Ben Abderrahman, Abderraouf T1 - Effects of a six-week period of congested match play on plasma volume variations, hematological parameters, training workload and physical fitness in elite soccer players T2 - Postprints der Universität Potsdam Humanwissenschaftliche Reihe N2 - Objectives The aims of this study were to investigate the effects of a six-week in-season period of soccer training and games (congested period) on plasma volume variations (PV), hematological parameters, and physical fitness in elite players. In addition, we analyzed relationships between training load, hematological parameters and players’ physical fitness. Methods Eighteen elite players were evaluated before (T1) and after (T2) a six-week in-season period interspersed with 10 soccer matches. At T1 and T2, players performed the Yo-Yo intermittent recovery test level 1 (YYIR1), the repeated shuttle sprint ability test (RSSA), the countermovement jump test (CMJ), and the squat jump test (SJ). In addition, PV and hematological parameters (erythrocytes [M/mm3], hematocrit [%], hemoglobin [g/dl], mean corpuscular volume [fl], mean corpuscular hemoglobin content [pg], and mean hemoglobin concentration [%]) were assessed. Daily ratings of perceived exertion (RPE) were monitored in order to quantify the internal training load. Results From T1 to T2, significant performance declines were found for the YYIR1 (p<0.001, effect size [ES] = 0.5), RSSA (p<0.01, ES = 0.6) and SJ tests (p< 0.046, ES = 0.7). However, no significant changes were found for the CMJ (p = 0.86, ES = 0.1). Post-exercise, RSSA blood lactate (p<0.012, ES = 0.2) and PV (p<0.01, ES = 0.7) increased significantly from T1 to T2. A significant decrease was found from T1 to T2 for the erythrocyte value (p<0.002, ES = 0.5) and the hemoglobin concentration (p<0.018, ES = 0.8). The hematocrit percentage rate was also significantly lower (p<0.001, ES = 0.6) at T2. The mean corpuscular volume, mean corpuscular hemoglobin content and the mean hemoglobin content values were not statistically different from T1 to T2. No significant relationships were detected between training load parameters and percentage changes of hematological parameters. However, a significant relationship was observed between training load and changes in RSSA performance (r = -0.60; p<0.003). Conclusions An intensive period of “congested match play” over 6 weeks significantly compromised players’ physical fitness. These changes were not related to hematological parameters, even though significant alterations were detected for selected measures. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 572 KW - body density KW - performance KW - exercise KW - blood KW - hematocrit KW - responses KW - physiology KW - schedule KW - recovery KW - fatigue Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-437166 SN - 1866-8364 IS - 572 ER - TY - GEN A1 - Aguado, Felicidad A1 - Cabalar, Pedro A1 - Fandiño, Jorge A1 - Pearce, David A1 - Perez, Gilberto A1 - Vidal, Concepcion T1 - Revisiting explicit negation in answer set programming T2 - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - A common feature in Answer Set Programming is the use of a second negation, stronger than default negation and sometimes called explicit, strong or classical negation. This explicit negation is normally used in front of atoms, rather than allowing its use as a regular operator. In this paper we consider the arbitrary combination of explicit negation with nested expressions, as those defined by Lifschitz, Tang and Turner. We extend the concept of reduct for this new syntax and then prove that it can be captured by an extension of Equilibrium Logic with this second negation. We study some properties of this variant and compare to the already known combination of Equilibrium Logic with Nelson's strong negation. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 1104 KW - Answer Set Programming KW - non-monotonic reasoning KW - Equilibrium logic KW - explicit negation Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-469697 SN - 1866-8372 IS - 1104 SP - 908 EP - 924 ER - TY - GEN A1 - Fandiño, Jorge T1 - Founded (auto)epistemic equilibrium logic satisfies epistemic splitting T2 - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - In a recent line of research, two familiar concepts from logic programming semantics (unfounded sets and splitting) were extrapolated to the case of epistemic logic programs. The property of epistemic splitting provides a natural and modular way to understand programs without epistemic cycles but, surprisingly, was only fulfilled by Gelfond's original semantics (G91), among the many proposals in the literature. On the other hand, G91 may suffer from a kind of self-supported, unfounded derivations when epistemic cycles come into play. Recently, the absence of these derivations was also formalised as a property of epistemic semantics called foundedness. Moreover, a first semantics proved to satisfy foundedness was also proposed, the so-called Founded Autoepistemic Equilibrium Logic (FAEEL). In this paper, we prove that FAEEL also satisfies the epistemic splitting property something that, together with foundedness, was not fulfilled by any other approach up to date. To prove this result, we provide an alternative characterisation of FAEEL as a combination of G91 with a simpler logic we called Founded Epistemic Equilibrium Logic (FEEL), which is somehow an extrapolation of the stable model semantics to the modal logic S5. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 1060 KW - answer set programming KW - epistemic specifications KW - epistemic logic programs Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-469685 SN - 1866-8372 IS - 1060 SP - 671 EP - 687 ER -