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In processing and data storage mainly ferromagnetic (FM) materials are being used. Approaching physical limits, new concepts have to be found for faster, smaller switches, for higher data densities and more energy efficiency. Some of the discussed new concepts involve the material classes of correlated oxides and materials with antiferromagnetic coupling. Their applicability depends critically on their switching behavior, i.e., how fast and how energy efficient material properties can be manipulated. This thesis presents investigations of ultrafast non-equilibrium phase transitions on such new materials. In transition metal oxides (TMOs) the coupling of different degrees of freedom and resulting low energy excitation spectrum often result in spectacular changes of macroscopic properties (colossal magneto resistance, superconductivity, metal-to-insulator transitions) often accompanied by nanoscale order of spins, charges, orbital occupation and by lattice distortions, which make these material attractive. Magnetite served as a prototype for functional TMOs showing a metal-to-insulator-transition (MIT) at T = 123 K. By probing the charge and orbital order as well as the structure after an optical excitation we found that the electronic order and the structural distortion, characteristics of the insulating phase in thermal equilibrium, are destroyed within the experimental resolution of 300 fs. The MIT itself occurs on a 1.5 ps timescale. It shows that MITs in functional materials are several thousand times faster than switching processes in semiconductors. Recently ferrimagnetic and antiferromagnetic (AFM) materials have become interesting. It was shown in ferrimagnetic GdFeCo, that the transfer of angular momentum between two opposed FM subsystems with different time constants leads to a switching of the magnetization after laser pulse excitation. In addition it was theoretically predicted that demagnetization dynamics in AFM should occur faster than in FM materials as no net angular momentum has to be transferred out of the spin system. We investigated two different AFM materials in order to learn more about their ultrafast dynamics. In Ho, a metallic AFM below T ≈ 130 K, we found that the AFM Ho can not only be faster but also ten times more energy efficiently destroyed as order in FM comparable metals. In EuTe, an AFM semiconductor below T ≈ 10 K, we compared the loss of magnetization and laser-induced structural distortion in one and the same experiment. Our experiment shows that they are effectively disentangled. An exception is an ultrafast release of lattice dynamics, which we assign to the release of magnetostriction. The results presented here were obtained with time-resolved resonant soft x-ray diffraction at the Femtoslicing source of the Helmholtz-Zentrum Berlin and at the free-electron laser in Stanford (LCLS). In addition the development and setup of a new UHV-diffractometer for these experiments will be reported.
Bolivia is one of the poorest countries in Latin America. This study analyzes whether rural poverty increases the incidence of food insecurity and whether food insecurity perpetuates the condition of poverty among the rural poor in Bolivia. In order to achieve this aim, the risks that households face and the capacity of households to implement coping strategies in order to mitigate vulnerability shocks are identified. We suggest that efforts by households to become food secure may be difficult in rural areas because of poverty and the vulnerability associated with a lack of physical assets, low levels of human capital, poor infrastructure, and poor health; as well as the precarious regional environment aggravating the severity of vulnerability to food insecurity.
Poly(A) Polymerase 1 (PAPS1) influences organ size and pathogen response in Arabidopsis thaliana
(2014)
Polyadenylation of pre-mRNAs is critical for efficient nuclear export, stability, and translation of the mature mRNAs, and thus for gene expression. The bulk of pre-mRNAs are processed by canonical nuclear poly(A) polymerase (PAPS). Both vertebrate and higher-plant genomes encode more than one isoform of this enzyme, and these are coexpressed in different tissues. However, in neither case is it known whether the isoforms fulfill different functions or polyadenylate distinct subsets of pre-mRNAs. This thesis shows that the three canonical nuclear PAPS isoforms in Arabidopsis are functionally specialized owing to their evolutionarily divergent C-terminal domains. A moderate loss-of-function mutant in PAPS1 leads to increase in floral organ size, whereas leaf size is reduced. A strong loss-of-function mutation causes a male gametophytic defect, whereas a weak allele leads to reduced leaf growth. By contrast, plants lacking both PAPS2 and PAPS4 function are viable with wild-type leaf growth. Polyadenylation of SMALL AUXIN UP RNA (SAUR) mRNAs depends specifically on PAPS1 function. The resulting reduction in SAUR activity in paps1 mutants contributes to their reduced leaf growth, providing a causal link between polyadenylation of specific pre-mRNAs by a particular PAPS isoform and plant growth. Additionally, opposite effects of PAPS1 on leaf and flower growth reflect the different identities of these organs. The overgrowth of paps1 mutant petals is due to increased recruitment of founder cells into early organ primordia whereas the reduced leaf size is due to an ectopic pathogen response. This constitutive immune response leads to increased resistance to the biotrophic oomycete Hyaloperonospora arabidopsidis and reflects activation of the salicylic acid-independent signalling pathway downstream of ENHANCED DISEASE SUSCEPTIBILITY1 (EDS1)/PHYTOALEXIN DEFICIENT4 (PAD4). Immune responses are accompanied by intracellular redox changes. Consistent with this, the redox-status of the chloroplast is altered in paps1-1 mutants. The molecular effects of the paps1-1 mutation were analysed using an RNA sequencing approach that distinguishes between long- and short tailed mRNA. The results shown here suggest the existence of an additional layer of regulation in plants and possibly vertebrate gene expression, whereby the relative activities of canonical nuclear PAPS isoforms control de novo synthesized poly(A) tail length and hence expression of specific subsets of mRNAs.
Software maintenance encompasses any changes made to a software system after its initial deployment and is thereby one of the key phases in the typical software-engineering lifecycle. In software maintenance, we primarily need to understand structural and behavioral aspects, which are difficult to obtain, e.g., by code reading. Software analysis is therefore a vital tool for maintaining these systems: It provides - the preferably automated - means to extract and evaluate information from their artifacts such as software structure, runtime behavior, and related processes. However, such analysis typically results in massive raw data, so that even experienced engineers face difficulties directly examining, assessing, and understanding these data. Among other things, they require tools with which to explore the data if no clear question can be formulated beforehand. For this, software analysis and visualization provide its users with powerful interactive means. These enable the automation of tasks and, particularly, the acquisition of valuable and actionable insights into the raw data. For instance, one means for exploring runtime behavior is trace visualization. This thesis aims at extending and improving the tool set for visual software analysis by concentrating on several open challenges in the fields of dynamic and static analysis of software systems. This work develops a series of concepts and tools for the exploratory visualization of the respective data to support users in finding and retrieving information on the system artifacts concerned. This is a difficult task, due to the lack of appropriate visualization metaphors; in particular, the visualization of complex runtime behavior poses various questions and challenges of both a technical and conceptual nature. This work focuses on a set of visualization techniques for visually representing control-flow related aspects of software traces from shared-memory software systems: A trace-visualization concept based on icicle plots aids in understanding both single-threaded as well as multi-threaded runtime behavior on the function level. The concept’s extensibility further allows the visualization and analysis of specific aspects of multi-threading such as synchronization, the correlation of such traces with data from static software analysis, and a comparison between traces. Moreover, complementary techniques for simultaneously analyzing system structures and the evolution of related attributes are proposed. These aim at facilitating long-term planning of software architecture and supporting management decisions in software projects by extensions to the circular-bundle-view technique: An extension to 3-dimensional space allows for the use of additional variables simultaneously; interaction techniques allow for the modification of structures in a visual manner. The concepts and techniques presented here are generic and, as such, can be applied beyond software analysis for the visualization of similarly structured data. The techniques' practicability is demonstrated by several qualitative studies using subject data from industry-scale software systems. The studies provide initial evidence that the techniques' application yields useful insights into the subject data and its interrelationships in several scenarios.
The complementary advantages of high-rate Global Positioning System (GPS) and accelerometer observations for measuring seismic ground motion have been recognised in previous research. Here we propose an approach of tight integration of GPS and accelerometer measurements. The baseline shifts of the accelerometer are introduced as unknown parameters and estimated by a random walk process in the Precise Point Positioning (PPP) solution. To demonstrate the performance of the new strategy, we carried out several experiments using collocated GPS and accelerometer. The experimental results show that the baseline shifts of the accelerometer are automatically corrected, and high precision coseismic information of strong ground motion can be obtained in real-time. Additionally, the convergence and precision of the PPP is improved by the combined solution.
This study aims to further mechanistically understand toxic modes of action after chronic inorganic arsenic exposure. Therefore long-term incubation studies in cultured cells were carried out, to display chronically attained changes, which cannot be observed in the generally applied in vitro short-term incubation studies. Particularly, the cytotoxic, genotoxic and epigenetic effects of an up to 21 days incubation of human urothelial (UROtsa) cells with pico- to nanomolar concentrations of iAsIII and its metabolite thio-DMAV were compared. After 21 days of incubation, cytotoxic effects were strongly enhanced in the case of iAsIII and might partly be due to glutathione depletion and genotoxic effects on the chromosomal level. These results are in strong contrast to cells exposed to thio-DMAV. Thus, cells seemed to be able to adapt to this arsenical, as indicated among others by an increase in the cellular glutathione level. Most interestingly, picomolar concentrations of both iAsIII and thio-DMAV caused global DNA hypomethylation in UROtsa cells, which was quantified in parallel by 5-medC immunostaining and a newly established, reliable, high resolution mass spectrometry (HRMS)-based test system. This is the first time that epigenetic effects are reported for thio-DMAV; iAsIII induced epigenetic effects occur in at least 8000 fold lower concentrations as reported in vitro before. The fact that both arsenicals cause DNA hypomethylation at really low, exposure-relevant concentrations in human urothelial cells suggests that this epigenetic effect might contribute to inorganic arsenic induced carcinogenicity, which for sure has to be further investigated in future studies.
Deciphering the functioning of biological networks is one of the central tasks in systems biology. In particular, signal transduction networks are crucial for the understanding of the cellular response to external and internal perturbations. Importantly, in order to cope with the complexity of these networks, mathematical and computational modeling is required. We propose a computational modeling framework in order to achieve more robust discoveries in the context of logical signaling networks. More precisely, we focus on modeling the response of logical signaling networks by means of automated reasoning using Answer Set Programming (ASP). ASP provides a declarative language for modeling various knowledge representation and reasoning problems. Moreover, available ASP solvers provide several reasoning modes for assessing the multitude of answer sets. Therefore, leveraging its rich modeling language and its highly efficient solving capacities, we use ASP to address three challenging problems in the context of logical signaling networks: learning of (Boolean) logical networks, experimental design, and identification of intervention strategies. Overall, the contribution of this thesis is three-fold. Firstly, we introduce a mathematical framework for characterizing and reasoning on the response of logical signaling networks. Secondly, we contribute to a growing list of successful applications of ASP in systems biology. Thirdly, we present a software providing a complete pipeline for automated reasoning on the response of logical signaling networks.
Dieser Artikel adressiert zwei bisher nur wenig untersuchte Aspekte der Führungsforschung: Führungsverhalten im öffentlichen Sektor und Faktoren die Führungsverhalten beeinflussen. Mittels einer Fallstudie in der Bundesagentur für Arbeit werden explorativ Hypothesen über Einflussfaktoren des Führungsverhaltens aufgestellt. Die Studie kommt zu der Erkenntnis, dass eine oftmals angenommene Führungslücke im öffentlichen Sektor nicht bestätigt werden kann. Für das ausgeprägte Führungsverhalten, das in der Fallstudie beobachtet wurde, wird als Determinante die besondere Ausgestaltung des Managementsystems der Bundesagentur für Arbeit verantwortlich gemacht. Dazu gehört unter anderem das Performance Management System sowie die Führungskräfteauswahl und -entwicklung. Die Arbeit schließt mit Empfehlungen für weitere Forschungsansätze auf dem Gebiet der Führungsforschung im öffentlichen Sektor.
Moderne Kraftfahrzeuge verfügen über eine Vielzahl an Sensoren, welche für einen reibungslosen technischen Betrieb benötigt werden. Hierzu zählen neben fahrzeugspezifischen Sensoren (wie z.B. Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit) auch umweltspezifische Sensoren (wie z.B. Luftdruck und Umgebungstemperatur). Durch die zunehmende technische Vernetzung wird es möglich, diese Daten der Kraftfahrzeugelektronik aus dem Fahrzeug heraus für die verschiedensten Zwecke zu verwenden.
Die vorliegende Arbeit soll einen Beitrag dazu leisten, diese neue Art an massenhaften Daten im Sinne des Konzepts der „Extended Floating Car Data“ (XFCD) als Geoinformationen nutzbar zu machen und diese für raumzeitliche Visualisierungen (zur visuellen Analyse) anwenden zu können. In diesem Zusammenhang wird speziell die Perspektive des Umwelt- und Verkehrsmonitoring betrachtet, wobei die Anforderungen und Potentiale mit Hilfe von Experteninterviews untersucht werden. Es stellt sich die Frage, welche Daten durch die Kraftfahrzeugelektronik geliefert und wie diese möglichst automatisiert erfasst, verarbeitet, visualisiert und öffentlich bereitgestellt werden können. Neben theoretischen und technischen Grundlagen zur Datenerfassung und -nutzung liegt der Fokus auf den Methoden der kartographischen Visualisierung. Dabei soll der Frage nachgegangenen werden, ob eine technische Implementierung ausschließlich unter Verwendung von Open Source Software möglich ist. Das Ziel der Arbeit bildet ein zweigliedriger Ansatz, welcher zum einen die Visualisierung für ein exemplarisch gewähltes Anwendungsszenario und zum anderen die prototypische Implementierung von der Datenerfassung im Fahrzeug unter Verwendung der gesetzlich vorgeschriebenen „On Board Diagnose“-Schnittstelle und einem Smartphone-gestützten Ablauf bis zur webbasierten Visualisierung umfasst.
The International Project for the Evaluation of Educational Achievement (IEA) was formed in the 1950s (Postlethwaite, 1967). Since that time, the IEA has conducted many studies in the area of mathematics, such as the First International Mathematics Study (FIMS) in 1964, the Second International Mathematics Study (SIMS) in 1980-1982, and a series of studies beginning with the Third International Mathematics and Science Study (TIMSS) which has been conducted every 4 years since 1995. According to Stigler et al. (1999), in the FIMS and the SIMS, U.S. students achieved low scores in comparison with students in other countries (p. 1). The TIMSS 1995 “Videotape Classroom Study” was therefore a complement to the earlier studies conducted to learn “more about the instructional and cultural processes that are associated with achievement” (Stigler et al., 1999, p. 1). The TIMSS Videotape Classroom Study is known today as the TIMSS Video Study. From the findings of the TIMSS 1995 Video Study, Stigler and Hiebert (1999) likened teaching to “mountain ranges poking above the surface of the water,” whereby they implied that we might see the mountaintops, but we do not see the hidden parts underneath these mountain ranges (pp. 73-78). By watching the videotaped lessons from Germany, Japan, and the United States again and again, they discovered that “the systems of teaching within each country look similar from lesson to lesson. At least, there are certain recurring features [or patterns] that typify many of the lessons within a country and distinguish the lessons among countries” (pp. 77-78). They also discovered that “teaching is a cultural activity,” so the systems of teaching “must be understood in relation to the cultural beliefs and assumptions that surround them” (pp. 85, 88). From this viewpoint, one of the purposes of this dissertation was to study some cultural aspects of mathematics teaching and relate the results to mathematics teaching and learning in Vietnam. Another research purpose was to carry out a video study in Vietnam to find out the characteristics of Vietnamese mathematics teaching and compare these characteristics with those of other countries. In particular, this dissertation carried out the following research tasks: - Studying the characteristics of teaching and learning in different cultures and relating the results to mathematics teaching and learning in Vietnam - Introducing the TIMSS, the TIMSS Video Study and the advantages of using video study in investigating mathematics teaching and learning - Carrying out the video study in Vietnam to identify the image, scripts and patterns, and the lesson signature of eighth-grade mathematics teaching in Vietnam - Comparing some aspects of mathematics teaching in Vietnam and other countries and identifying the similarities and differences across countries - Studying the demands and challenges of innovating mathematics teaching methods in Vietnam – lessons from the video studies Hopefully, this dissertation will be a useful reference material for pre-service teachers at education universities to understand the nature of teaching and develop their teaching career.
Background: Chronic kidney disease (CKD) is a frequent comorbidity among elderly patients and those with cardiovascular disease. CKD carries prognostic relevance. We aimed to describe patient characteristics, risk factor management and control status of patients in cardiac rehabilitation (CR), differentiated by presence or absence of CKD.
Design and methods: Data from 92,071 inpatients with adequate information to calculate glomerular filtration rate (GFR) based on the Cockcroft-Gault formula were analyzed at the beginning and the end of a 3-week CR stay. CKD was defined as estimated GFR <60 ml/min/1.73 m(2).
Results: Compared with non-CKD patients, CKD patients were significantly older (72.0 versus 58.0 years) and more often had diabetes mellitus, arterial hypertension, and atherothrombotic manifestations (previous stroke, peripheral arterial disease), but fewer were current or previous smokers had a CHD family history. Exercise capacity was much lower in CKD (59 vs. 92Watts). Fewer patients with CKD were treated with percutaneous coronary intervention (PCI), but more had coronary artery bypass graft (CABG) surgery. Patients with CKD compared with non-CKD less frequently received statins, acetylsalicylic acid (ASA), clopidogrel, beta blockers, and angiotensin converting enzyme (ACE) inhibitors, and more frequently received angiotensin receptor blockers, insulin and oral anticoagulants. In CKD, mean low density lipoprotein cholesterol (LDL-C), total cholesterol, and high density lipoprotein cholesterol (HDL-C) were slightly higher at baseline, while triglycerides were substantially lower. This lipid pattern did not change at the discharge visit, but overall control rates for all described parameters (with the exception of HDL-C) were improved substantially. At discharge, systolic blood pressure (BP) was higher in CKD (124 versus 121 mmHg) and diastolic BP was lower (72 versus 74 mmHg). At discharge, 68.7% of CKD versus 71.9% of non-CKD patients had LDL-C <100 mg/dl. Physical fitness on exercise testing improved substantially in both groups. When the Modification of Diet in Renal Disease (MDRD) formula was used for CKD classification, there was no clinically relevant change in these results.
Conclusion: Within a short period of 3-4 weeks, CR led to substantial improvements in key risk factors such as lipid profile, blood pressure, and physical fitness for all patients, even if CKD was present.
Background Transcatheter aortic-valve implantation (TAVI) is an established alternative therapy in patients with severe aortic stenosis and a high surgical risk. Despite a rapid growth in its use, very few data exist about the efficacy of cardiac rehabilitation (CR) in these patients. We assessed the hypothesis that patients after TAVI benefit from CR, compared to patients after surgical aortic-valve replacement (sAVR).
Methods From September 2009 to August 2011, 442 consecutive patients after TAVI (n=76) or sAVR (n=366) were referred to a 3-week CR. Data regarding patient characteristics as well as changes of functional (6-min walk test. 6-MWT), bicycle exercise test), and emotional status (Hospital Anxiety and Depression Scale) were retrospectively evaluated and compared between groups after propensity score adjustment.
Results Patients after TAVI were significantly older (p<0.001), more female (p<0.001), and had more often coronary artery disease (p=0.027), renal failure (p=0.012) and a pacemaker (p=0.032). During CR, distance in 6-MWT (both groups p0.001) and exercise capacity (sAVR p0.001, TAVI p0.05) significantly increased in both groups. Only patients after sAVR demonstrated a significant reduction in anxiety and depression (p0.001). After propensity scores adjustment, changes were not significantly different between sAVR and TAVI, with the exception of 6-MWT (p=0.004).
Conclusions Patients after TAVI benefit from cardiac rehabilitation despite their older age and comorbidities. CR is a helpful tool to maintain independency for daily life activities and participation in socio-cultural life.
In Meinungsumfragen äußern zwei Drittel der Polen ihre Angst vor einem Beitritt ihres Landes zur Eurozone. Die damit verbundenen Befürchtungen sind vielfältig und durch die europäische Wirtschaftskrise noch verstärkt worden. Allerdings hat sich Polen im EU-Beitrittsvertrag zur Mitgliedschaft in der Eurozone verpflichtet, sobald die entsprechenden Voraussetzungen vorliegen.
In a recent paper, the Lefschetz number for endomorphisms (modulo trace class operators) of sequences of trace class curvature was introduced. We show that this is a well defined, canonical extension of the classical Lefschetz number and establish the homotopy invariance of this number. Moreover, we apply the results to show that the Lefschetz fixed point formula holds for geometric quasiendomorphisms of elliptic quasicomplexes.
Matthias Klipp, Beigeordneter für Stadtentwicklung und Bauen der Stadtverwaltung Potsdam, diskutiert die Rolle von Genossenschaften als Bausteine kommunaler Wohnungspolitik. Am Beispiel der Landeshauptstadt Potsdam zeigt er Potenziale von Wohnungsbaugenossenschaften für die Sicherung einer attraktiven und ausreichenden Wohnungsversorgung für die BürgerInnen auf. Er resümiert, dass sich die Strategien der Stadt für Neubau und Bestand auch in Kooperation mit Wohnungsgenossenschaften gerade auch bei der sozialen Wohnraumversorgung für die Bevölkerung bewährt haben.
Stress drop is a key factor in earthquake mechanics and engineering seismology. However, stress drop calculations based on fault slip can be significantly biased, particularly due to subjectively determined smoothing conditions in the traditional least-square slip inversion. In this study, we introduce a mechanically constrained Bayesian approach to simultaneously invert for fault slip and stress drop based on geodetic measurements. A Gaussian distribution for stress drop is implemented in the inversion as a prior. We have done several synthetic tests to evaluate the stability and reliability of the inversion approach, considering different fault discretization, fault geometries, utilized datasets, and variability of the slip direction, respectively. We finally apply the approach to the 2010 M8.8 Maule earthquake and invert for the coseismic slip and stress drop simultaneously. Two fault geometries from the literature are tested. Our results indicate that the derived slip models based on both fault geometries are similar, showing major slip north of the hypocenter and relatively weak slip in the south, as indicated in the slip models of other studies. The derived mean stress drop is 5-6 MPa, which is close to the stress drop of similar to 7 MPa that was independently determined according to force balance in this region Luttrell et al. (J Geophys Res, 2011). These findings indicate that stress drop values can be consistently extracted from geodetic data.
Afghanistan und die Region
(2014)
Der Afghanistankonflikt hat seit 2001 deutliche Auswirkungen auf das regionale Umfeld – in Pakistan, Kaschmir, Xinjiang und den zentralasiatischen Republiken. Dies wird sich nach dem Abzug der ISAF-Truppen noch verstärken. Dabei geht es sowohl um die grenzüberschreitenden Folgen der beiden Militärinterventionen als auch um die Wirkungen der innerafghanischen Konflikte auf die gesamte Region. Diese Problematik besitzt ein erhebliches Konfliktpotenzial, das größere Aufmerksamkeit verdient.
Der Aufsatz argumentiert, dass der entscheidende Punkt an Ortholph Fuchspergers "Dialectica deutsch" der Nachweis ist, dass es möglich ist, in deutscher Sprache zu argumentieren. Dies richtet sich gegen die alleinige Verwendung der lateinischen Sprache als wissenschaftlicher Sprache. Fuchsperger zieht damit eine Konsequenz aus der humanistischen Umbestimmung des ars-Begriffes als einer deskriptiven und nicht normativen Verfahrensweise.
New porous materials based on covalently connected monomers are presented. The key step of the synthesis is an acetalisation reaction. In previous years we used acetalisation reactions extensively to build up various molecular rods. Based on this approach, investigations towards porous polymeric materials were conducted by us. Here we wish to present the results of these studies in the synthesis of 1D polyacetals and porous 3D polyacetals. By scrambling experiments with 1D acetals we could prove that exchange reactions occur between different building blocks (evidenced by MALDI-TOF mass spectrometry). Based on these results we synthesized porous 3D polyacetals under the same mild conditions.
Magnetite is an iron oxide, which is ubiquitous in rocks and is usually deposited as small nanoparticulate matter among other rock material. It differs from most other iron oxides because it contains divalent and trivalent iron. Consequently, it has a special crystal structure and unique magnetic properties. These properties are used for paleoclimatic reconstructions where naturally occurring magnetite helps understanding former geological ages. Further on, magnetic properties are used in bio- and nanotechnological applications –synthetic magnetite serves as a contrast agent in MRI, is exploited in biosensing, hyperthermia or is used in storage media.
Magnetic properties are strongly size-dependent and achieving size control under preferably mild synthesis conditions is of interest in order to obtain particles with required properties. By using a custom-made setup, it was possible to synthesize stable single domain magnetite nanoparticles with the co-precipitation method. Furthermore, it was shown that magnetite formation is temperature-dependent, resulting in larger particles at higher temperatures. However, mechanistic approaches about the details are incomplete.
Formation of magnetite from solution was shown to occur from nanoparticulate matter rather than solvated ions. The theoretical framework of such processes has only started to be described, partly due to the lack of kinetic or thermodynamic data. Synthesis of magnetite nanoparticles at different temperatures was performed and the Arrhenius plot was used determine an activation energy for crystal growth of 28.4 kJ mol-1, which led to the conclusion that nanoparticle diffusion is the rate-determining step.
Furthermore, a study of the alteration of magnetite particles of different sizes as a function of their storage conditions is presented. The magnetic properties depend not only on particle size but also depend on the structure of the oxide, because magnetite oxidizes to maghemite under environmental conditions. The dynamics of this process have not been well described. Smaller nanoparticles are shown to oxidize more rapidly than larger ones and the lower the storage temperature, the lower the measured oxidation. In addition, the magnetic properties of the altered particles are not decreased dramatically, thus suggesting that this alteration will not impact the use of such nanoparticles as medical carriers.
Finally, the effect of biological additives on magnetite formation was investigated. Magnetotactic bacteria¬¬ are able to synthesize and align magnetite nanoparticles of well-defined size and morphology due to the involvement of special proteins with specific binding properties. Based on this model of morphology control, phage display experiments were performed to determine peptide sequences that preferably bind to (111)-magnetite faces. The aim was to control the shape of magnetite nanoparticles during the formation. Magnetotactic bacteria are also able to control the intracellular redox potential with proteins called magnetochromes. MamP is such a protein and its oxidizing nature was studied in vitro via biomimetic magnetite formation experiments based on ferrous ions. Magnetite and further trivalent oxides were found.
This work helps understanding basic mechanisms of magnetite formation and gives insight into non-classical crystal growth. In addition, it is shown that alteration of magnetite nanoparticles is mainly based on oxidation to maghemite and does not significantly influence the magnetic properties. Finally, biomimetic experiments help understanding the role of MamP within the bacteria and furthermore, a first step was performed to achieve morphology control in magnetite formation via co-precipitation.
Andreas Wieg, Abteilungsleiter Vorstandsstab des „Deutschen Genossenschafts- und Raiffeisenverband e. V.“, befasst sich in seinem Beitrag mit der Krisenerprobung und Krisenresistenz des genossenschaftlichen Ordnungsmodells. Dabei geht er auf die genossenschaftliche Organisationsstruktur und auf die Genossenschaftsarten ein. Er beschreibt Möglichkeiten von Genossenschaftsgründungen und geht abschließend auf die Nachhaltigkeit neuer Genossenschaften ein.
Rezensiertes Werk:
George, Rosemary Marangoly, Indian English and the Fiction of National Literature - Cambridge: Cambridge University Press, 2013. - Hb. viii, 285 pp. - (Zeitschrift für Anglistik und Amerikanistik ; 62(4)) ISBN 978-1-107-04000-7.
Ausprägungen räumlicher Identität in ehemaligen sudetendeutschen Gebieten der Tschechischen Republik
(2014)
Das tschechische Grenzgebiet ist eine der Regionen in Europa, die in der Folge des Zweiten Weltkrieges am gravierendsten von Umbrüchen in der zuvor bestehenden Bevölkerungsstruktur betroffen waren. Der erzwungenen Aussiedlung eines Großteils der ansässigen Bevölkerung folgten die Neubesiedlung durch verschiedenste Zuwanderergruppen sowie teilweise langanhaltende Fluktuationen der Einwohnerschaft. Die Stabilisierung der Bevölkerung stand sodann unter dem Zeichen der sozialistischen Gesellschafts- und Wirtschaftsordnung, die die Lebensweise und Raumwahrnehmung der neuen Einwohner nachhaltig prägte. Die Grenzöffnung von 1989, die politische Transformation sowie die Integration der Tschechischen Republik in die Europäische Union brachten neue demographische und sozioökonomische Entwicklungen mit sich. Sie schufen aber auch die Bedingungen dafür, sich neu und offen auch mit der spezifischen Geschichte des ehemaligen Sudetenlandes sowie mit dem Zustand der gegenwärtigen Gesellschaft in diesem Gebiet auseinanderzusetzen.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird anhand zweier Beispielregionen untersucht, welche Raumvorstellungen und Raumbindungen bei der heute in den ehemaligen sudetendeutschen Gebieten ansässigen Bevölkerung vorhanden sind und welche Einflüsse die unterschiedlichen raumstrukturellen Bedingungen darauf ausüben. Besonderes Augenmerk wird auf die soziale Komponente der Ausprägung räumlicher Identität gelegt, das heißt auf die Rolle von Bedeutungszuweisungen gegenüber Raumelementen im Rahmen sozialer Kommunikation und Interaktion. Dies erscheint von besonderer Relevanz in einem Raum, der sich durch eine gewisse Heterogenität seiner Einwohnerschaft hinsichtlich ihres ethnischen, kulturellen beziehungsweise biographischen Hintergrundes auszeichnet. Schließlich wird ermittelt, welche Impulse unter Umständen von einer ausgeprägten räumlichen Identität für die Entwicklung des Raumes ausgehen.
Portal Wissen = Time
(2014)
“What then is time?”, Augustine of Hippo sighs melancholically in Book XI of “Confessions” and continues, “If no one asks me, I know; if I want to explain it to a questioner, I don’t know.” Even today, 1584 years after Augustine, time still appears mysterious. Treatises about the essence of time fill whole libraries – and this magazine.
However, questions of essence are alien to modern sciences. Time is – at least in physics – unproblematic: “Time is defined so that motion looks simple”, briefly and prosaically phrased, waves goodbye to Augustine’s riddle and to the Newtonian concept of absolute time, whose mathematical flow can only be approximately recorded with earthly instruments anyway.
In our everyday language and even in science we still speak of the flow of time but time has not been a natural condition for quite a while now. It is rather a conventional order parameter for change and movement. Processes are arranged by using a class of processes as a counting system in order to compare other processes and to organize them with the help of the temporary categories “before”, “during”, and “after”.
During Galileo’s time one’s own pulse was seen as the time standard for the flight of cannon balls. More sophisticated examination methods later made this seem too impractical. The distance-time diagrams of free-flying cannon balls turned out to be rather imprecise, difficult to replicate, and in no way “simple”. Nowadays, we use cesium atoms. A process is said to take one second when a caesium-133 atom completes 9,192,631,770 periods of the radiation corresponding to the transition between two hyperfine levels of the ground state. A meter is the length of the path travelled by light in a vacuum in exactly 1/299,792,458 of a second. Fortunately, these data are hard-coded in the Global Positioning System GPS so users do not have to reenter them each time they want to know where they are. In the future, however, they might have to download an app because the time standard has been replaced by sophisticated transitions to ytterbium.
The conventional character of the time concept should not tempt us to believe that everything is somehow relative and, as a result, arbitrary. The relation of one’s own pulse to an atomic clock is absolute and as real as the relation of an hourglass to the path of the sun. The exact sciences are relational sciences. They are not about the thing-initself as Newton and Kant dreamt, but rather about relations as Leibniz and, later, Mach pointed out.
It is not surprising that the physical time standard turned out to be rather impractical for other scientists. The psychology of time perception tells us – and you will all agree – that the perceived age is quite different from the physical age. The older we get the shorter the years seem. If we simply assume that perceived duration is inversely related to physical age and that a 20-year old also perceives a physical year as a psychological one, we come to the surprising discovery that at 90 years we are 90 years old. With an assumed life expectancy of 90 years, 67% (or 82%) of your felt lifetime is behind you at the age of 20 (or 40) physical years.
Before we start to wallow in melancholy in the face of the “relativity of time”, let me again quote Augustine. “But at any rate this much I dare affirm I know: that if nothing passed there would be no past time; if nothing were approaching, there would be no future time; if nothing were, there would be no present time.” Well, – or as Bob Dylan sings “The times they are a-changin”.
I wish you an exciting time reading this issue.
Prof. Martin Wilkens
Professor of Quantum Optics
Portal Wissen = Zeit
(2014)
„Was ist also 'Zeit'?“ seufzt Augustinus von Hippo im 11. Buch seiner „Confessiones“ melancholisch, und fährt fort „Wenn mich niemand danach fragt, weiß ich es; will ich einem Fragenden es erklären, weiß ich es nicht.“ Auch heute, 1584 Jahre nach Augustinus, erscheint 'Zeit' immer noch rätselhaft. Abhandlungen über das Wesen der Zeit füllen Bibliotheken. Oder eben dieses Heft.
Wesensfragen sind den modernen Wissenschaften allerdings fremd. Zeit ist – zumindest in der Physik – unproblematisch. „Time is defined so that Motion looks simple“ erkärt man kurz und trocken, und verabschiedet sich damit vom Augustinischen Rätsel oder der Newtonschen Vorstellung einer absoluten Zeit, deren mathematischen Fluss man durch irdische Instrumente eh immer nur näherungsweise erfassen kann.
In der Alltagssprache, selbst in den Wissenschaften, reden wir zwar weiterhin vom Fluss der Zeit, aber Zeit ist schon lange keine natürliche Gegebenheit mehr. Zeit ist vielmehr ein konventioneller Ordnungsparameter für Änderung und Bewegung. Geordnet werden Prozesse, indem eine Klasse von Prozessen als Zählsystem dient, um andere Prozesse mit ihnen zu vergleichen und anhand der temporären Kategorien „vorher“, „während“ und „nachher“ anzuordnen.
Zu Galileis Zeiten galt der eigene Pulsschlag als Zeitstandard für den Flug von Kanonenkugeln. Mit zunehmender Verfeinerung der Untersuchungsmethoden erschien das zu unpraktisch: Die Weg-Zeit-Diagramme frei fliegender Kanonenkugeln erweisen sich in diesem Standard ziemlich verwackelt, schlecht reproduzierbar, und keineswegs „simpel“. Heutzutage greift man zu Cäsium-Atomen. Demnach dauert ein Prozess eine Sekunde, wenn ein 133Cs-Atom genau 9 192 631 770 Schwingungen zwischen zwei sogenannten Hyperfeinzuständen des Grundzustands vollführt hat. Und ein Meter ist die Entfernung, die Licht im Vakuum in exakt 1/299 792 458 Sekunden zurücklegt. Glücklicherweise sind diese Daten im General Positioning System GPS hart kodiert, so dass der Nutzer sie nicht jedes Mal aufs Neue eingeben muss, wenn er wissen will, wo er ist. Aber schon morgen muss er sich vielleicht ein Applet runterladen, weil der Zeitstandard durch raffinierte Übergänge in Ytterbium ersetzt wurde.
Der konventionelle Charakter des Zeitbegriffs sollte nicht dazu verführen zu glauben, alles sei irgendwie relativ und daher willkürlich. Die Beziehung eines Pulsschlags zu einer Atomuhr ist absolut, und genauso real, wie die Beziehung einer Sanduhr zum Lauf der Sonne. Die exakten Wissenschaften sind Beziehungswissenschaften. Sie handeln nicht vom Ding an sich, was Newton und Kant noch geträumt haben, sondern von Beziehungen – worauf schon Leibniz und später Mach hingewiesen haben.
Kein Wunder, dass sich für andere Wissenschaften der physikalische Zeit-Standard als ziemlich unpraktisch erweist. Der Psychologie der Zeitwahrnehmung entnehmen wir – und jeder wird das bestätigen können – dass das gefühlte Alter durchaus verschieden ist vom physikalischen Alter. Je älter man ist, desto kürzer erscheinen einem die Jahre.
Unter der einfachen Annahme, dass die gefühlte Dauer umgekehrt proportional zum physikalischen Alter ist, und man als Zwanzigjähriger ein physikalisches Jahr auch psychologisch als ein Jahr empfindet, ergibt sich der erstaunliche Befund, dass man mit 90 Jahren 90 Jahre ist. Und – bei einer angenommenen Lebenserwartung von 90 Jahren – mit 20 (bzw. 40) physikalischen Jahren bereits 67 (bzw. 82) Prozent seiner gefühlten Lebenszeit hinter sich hat.
Bevor man angesichts der „Relativität von Zeit“ selbst in Melancholie versinkt, vielleicht die Fortsetzung des Eingangszitats von Augustinus: „Aber zuversichtlich behaupte ich zu wissen, dass es vergangene Zeit nicht gäbe, wenn nichts verginge, und nicht künftige Zeit, wenn nichts herankäme, und nicht gegenwärtige Zeit wenn nichts seiend wäre.“ Tja – oder mit Bob Dylan „The times they're a changing“.
Ich wünsche Ihnen eine spannende Zeit bei der Lektüre dieser Ausgabe.
Prof. Dr. Martin Wilkens
Professor für Quantenoptik
Graphitic carbon nitride, g-C₃N₄, is a promising organic photo-catalyst for a variety of redox reactions. In order to improve its efficiency in a systematic manner, however, a fundamental understanding of the microscopic interaction between catalyst, reactants and products is crucial. Here we present a systematic study of water adsorption on g-C₃N₄ by means of density functional theory and the density functional based tight-binding method as a prerequisite for understanding photocatalytic water splitting. We then analyze this prototypical redox reaction on the basis of a thermodynamic model providing an estimate of the overpotential for both water oxidation and H⁺ reduction. While the latter is found to occur readily upon irradiation with visible light, we derive a prohibitive overpotential of 1.56 eV for the water oxidation half reaction, comparing well with the experimental finding that in contrast to H₂ production O₂ evolution is only possible in the presence of oxidation cocatalysts.
Weltweit streben Anti-Doping Institute danach jene Sportler zu überführen, welche sich unerlaubter Mittel oder Methoden bedienen. Die hierfür notwendigen Testsysteme werden kontinuierlich weiterentwickelt und neue Methoden aufgrund neuer Wirkstoffe der Pharmaindustrie etabliert. Gegenstand dieser Arbeit war es, eine parallele Mehrkomponentenanalyse auf Basis von Antigen-Antikörper Reaktionen zu entwickeln, bei dem es primär um Verringerung des benötigten Probevolumens und der Versuchszeit im Vergleich zu einem Standard Nachweis-Verfahren ging. Neben der Verwendung eines Multiplex Ansatzes und der Mikroarraytechnologie stellten ebenfalls die Genauigkeit aller Messparameter, die Stabilität des Versuchsaufbaus sowie die Performance über einen Einfach-Blind-Ansatz Herausforderungen dar. Die Anforderung an den Multiplex Ansatz, keine falschen Signale trotz ähnlicher Strukturen zu messen, konnte durch die gezielte Kombination von spezifischen Antikörpern realisiert werden. Hierfür wurden neben Kreuzreaktivitätstests auf dem Mikroarray parallel erfolgreich Western Blot Versuche durchgeführt. Jene Antikörper, welche in diesen Versuchen die gesetzten Anforderungen erfüllten, wurden für das Ermitteln der kleinsten nachweisbaren Konzentration verwendet. Über das Optimieren der Versuchsbedingungen konnte unter Verwendung von Tween in der Waschlösung sowohl auf Glas als auch auf Kunststoff die Hintergrundfluoreszenz reduziert und somit eine Steigerung des Signal/Hintergrundverhältnisses erreicht werden. In den Versuchen zu Ermittlung der Bestimmungsgrenze wurde für das humane Choriongonadotropin (hCG-i) eine Konzentration von 10 mU/ml, für dessen beta-Untereinheit (hCG-beta) eine Konzentration von 3,6 mU/ml und für das luteinisierende Hormon (LH) eine Konzentration von 10 mU/ml bestimmt. Den ermittelten Wert im Serum für das hCG-i entspricht dem von der Welt-Anti-Dopin-Agentur (WADA) geforderten Wert in Urin von 5 mU/ml. Neben der Ermittlung von Bestimmungsgrenzen wurden diese hinsichtlich auftretender Matrixeffekte in Serum und Blut gemessen. Wie aus den Versuchen zur Ermittlung von Kreuzreaktivitäten auf dem Mikroarray zu entnehmen ist, lassen sich das LH, das hCG-i und hCG-β ebenfalls in Serum und Blut messen. Die Durchführung einer Performance-Analyse über einem Einfach-Blind-Ansatz mit 130 Serum Proben, wurde ebenfalls über dieses System realisiert. Die ausgewerteten Proben wurden anschließend über eine Grenzwertoptimierungskurve analysiert und die diagnostische Spezifität ermittelt. Für die Messungen des LH konnte eine Sensitivität und Spezifität von 100% erreicht werden. Demnach wurden alle negativen und positiven Proben eindeutig interpretiert. Für das hCG-β konnte ebenfalls eine Spezifität von 100% und eine Sensitivität von 97% erreicht werden. Die hCG-i Proben wurden mit einer Spezifität von 100% und eine Sensitivität von 97,5% gemessen. Um den Nachweis zu erbringen, dass dieser Versuchsaufbau über mehrere Wochen stabile Signale bei Vermessen von identischen Proben liefert, wurde ein über zwölf Wochen angesetzter Stabilitätstest für alle Parameter erfolgreich in Serum und Blut durchgeführt. Zusammenfassend konnte in dieser Arbeit erfolgreich eine Mehrkomponentenanalyse als Multiplex Ansatz auf einem Mikroarray entwickelt werden. Die Durchführung der Performance-Analyse und des Stabilitätstests zeigen bereits die mögliche Einsatzfähigkeit dieses Tests im Kontext einer Dopinganalyse.
The synthesis of two novel types of π-expanded coumarins has been developed. Modified Knoevenagel bis-condensation afforded 3,9-dioxa-perylene-2,8-diones. Subsequent oxidative aromatic coupling or light driven electrocyclization reaction led to dibenzo-1,7-dioxacoronene-2,8-dione. Unparalleled synthetic simplicity, straightforward purification and superb optical properties have the potential to bring these perylene and coronene analogs towards various applications.
The large-scale green synthesis of graphene-type two-dimensional materials is still challenging. Herein, we describe the ionothermal synthesis of carbon-based composites from fructose in the iron-containing ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazolium tetrachloridoferrate(III), [Bmim][FeCl4] serving as solvent, catalyst, and template for product formation. The resulting composites consist of oligo-layer graphite nanoflakes and iron carbide particles. The mesoporosity, strong magnetic moment, and high specific surface area of the composites make them attractive for water purification with facile magnetic separation. Moreover, Fe3Cfree graphite can be obtained via acid etching, providing access to fairly large amounts of graphite material. The current approach is versatile and scalable, and thus opens the door to ionothermal synthesis towards the larger-scale synthesis of materials that are, although not made via a sustainable process, useful for water treatment such as the removal of organic molecules.
When azobenzene-modified photosensitive polymer films are irradiated with light interference patterns, topographic variations in the film develop that follow the electric field vector distribution resulting in the formation of surface relief grating (SRG). The exact correspondence of the electric field vector orientation in interference pattern in relation to the presence of local topographic minima or maxima of SRG is in general difficult to determine. In my thesis, we have established a systematic procedure to accomplish the correlation between different interference patterns and the topography of SRG. For this, we devise a new setup combining an atomic force microscope and a two-beam interferometer (IIAFM). With this set-up, it is possible to track the topography change in-situ, while at the same time changing polarization and phase of the impinging interference pattern. To validate our results, we have compared two photosensitive materials named in short as PAZO and trimer. This is the first time that an absolute correspondence between the local distribution of electric field vectors of interference pattern and the local topography of the relief grating could be established exhaustively. In addition, using our IIAFM we found that for a certain polarization combination of two orthogonally polarized interfering beams namely SP (↕, ↔) interference pattern, the topography forms SRG with only half the period of the interference patterns. Exploiting this phenomenon we are able to fabricate surface relief structures below diffraction limit with characteristic features measuring only 140 nm, by using far field optics with a wavelength of 491 nm. We have also probed for the stresses induced during the polymer mass transport by placing an ultra-thin gold film on top (5–30 nm). During irradiation, the metal film not only deforms along with the SRG formation, but ruptures in regular and complex manner. The morphology of the cracks differs strongly depending on the electric field distribution in the interference pattern even when the magnitude and the kinetic of the strain are kept constant. This implies a complex local distribution of the opto-mechanical stress along the topography grating. The neutron reflectivity measurements of the metal/polymer interface indicate the penetration of metal layer within the polymer resulting in the formation of bonding layer that confirms the transduction of light induced stresses in the polymer layer to a metal film.
We present an electrochemical MIP sensor for tamoxifen (TAM)-a nonsteroidal anti-estrogen-which is based on the electropolymerisation of an O-phenylenediamine. resorcinol mixture directly on the electrode surface in the presence of the template molecule. Up to now only. bulk. MIPs for TAM have been described in literature, which are applied for separation in chromatography columns. Electro-polymerisation of the monomers in the presence of TAM generated a film which completely suppressed the reduction of ferricyanide. Removal of the template gave a markedly increased ferricyanide signal, which was again suppressed after rebinding as expected for filling of the cavities by target binding. The decrease of the ferricyanide peak of the MIP electrode depended linearly on the TAM concentration between 1 and 100 nM. The TAM-imprinted electrode showed a 2.3 times higher recognition of the template molecule itself as compared to its metabolite 4-hydroxytamoxifen and no cross-reactivity with the anticancer drug doxorubucin was found. Measurements at + 1.1 V caused a fouling of the electrode surface, whilst pretreatment of TAM with peroxide in presence of HRP generated an oxidation product which was reducible at 0 mV, thus circumventing the polymer formation and electrochemical interferences.
Synchronization is a fundamental phenomenon in nature. It can be considered as a general property of self-sustained oscillators to adjust their rhythm in the presence of an interaction.
In this work we investigate complex regimes of synchronization phenomena by means of theoretical analysis, numerical modeling, as well as practical analysis of experimental data.
As a subject of our investigation we consider chimera state, where due to spontaneous symmetry-breaking of an initially homogeneous oscillators lattice split the system into two parts with different dynamics. Chimera state as a new synchronization phenomenon was first found in non-locally coupled oscillators system, and has attracted a lot of attention in the last decade. However, the recent studies indicate that this state is also possible in globally coupled systems. In the first part of this work, we show under which conditions the chimera-like state appears in a system of globally coupled identical oscillators with intrinsic delayed feedback. The results of the research explain how initially monostable oscillators became effectivly bistable in the presence of the coupling and create a mean field that sustain the coexistence of synchronized and desynchronized states. Also we discuss other examples, where chimera-like state appears due to frequency dependence of the phase shift in the bistable system.
In the second part, we make further investigation of this topic by modeling influence of an external periodic force to an oscillator with intrinsic delayed feedback. We made stability analysis of the synchronized state and constructed Arnold tongues. The results explain formation of the chimera-like state and hysteric behavior of the synchronization area. Also, we consider two sets of parameters of the oscillator with symmetric and asymmetric Arnold tongues, that correspond to mono- and bi-stable regimes of the oscillator.
In the third part, we demonstrate the results of the work, which was done in collaboration with our colleagues from Psychology Department of University of Potsdam. The project aimed to study the effect of the cardiac rhythm on human perception of time using synchronization analysis. From our part, we made a statistical analysis of the data obtained from the conducted experiment on free time interval reproduction task. We examined how ones heartbeat influences the time perception and searched for possible phase synchronization between heartbeat cycles and time reproduction responses. The findings support the prediction that cardiac cycles can serve as input signals, and is used for reproduction of time intervals in the range of several seconds.
Picosecond X-ray absorption spectroscopy (XAS) is used to investigate the electronic and structural dynamics initiated by plasmon excitation of 1.8 nm diameter Au nanoparticles (NPs) functionalised with 1-hexanethiol. We show that 100 ps after photoexcitation the transient XAS spectrum is consistent with an 8% expansion of the Au–Au bond length and a large increase in disorder associated with melting of the NPs. Recovery of the ground state occurs with a time constant of ∼1.8 ns, arising from thermalisation with the environment. Simulations reveal that the transient spectrum exhibits no signature of charge separation at 100 ps and allows us to estimate an upper limit for the quantum yield (QY) of this process to be <0.1.
Geometric electroelasticity
(2014)
In this work a diffential geometric formulation of the theory of electroelasticity is developed which also includes thermal and magnetic influences. We study the motion of bodies consisting of an elastic material that are deformed by the influence of mechanical forces, heat and an external electromagnetic field. To this end physical balance laws (conservation of mass, balance of momentum, angular momentum and energy) are established. These provide an equation that describes the motion of the body during the deformation. Here the body and the surrounding space are modeled as Riemannian manifolds, and we allow that the body has a lower dimension than the surrounding space. In this way one is not (as usual) restricted to the description of the deformation of three-dimensional bodies in a three-dimensional space, but one can also describe the deformation of membranes and the deformation in a curved space. Moreover, we formulate so-called constitutive relations that encode the properties of the used material. Balance of energy as a scalar law can easily be formulated on a Riemannian manifold. The remaining balance laws are then obtained by demanding that balance of energy is invariant under the action of arbitrary diffeomorphisms on the surrounding space. This generalizes a result by Marsden and Hughes that pertains to bodies that have the same dimension as the surrounding space and does not allow the presence of electromagnetic fields. Usually, in works on electroelasticity the entropy inequality is used to decide which otherwise allowed deformations are physically admissible and which are not. It is alsoemployed to derive restrictions to the possible forms of constitutive relations describing the material. Unfortunately, the opinions on the physically correct statement of the entropy inequality diverge when electromagnetic fields are present. Moreover, it is unclear how to formulate the entropy inequality in the case of a membrane that is subjected to an electromagnetic field. Thus, we show that one can replace the use of the entropy inequality by the demand that for a given process balance of energy is invariant under the action of arbitrary diffeomorphisms on the surrounding space and under linear rescalings of the temperature. On the one hand, this demand also yields the desired restrictions to the form of the constitutive relations. On the other hand, it needs much weaker assumptions than the arguments in physics literature that are employing the entropy inequality. Again, our result generalizes a theorem of Marsden and Hughes. This time, our result is, like theirs, only valid for bodies that have the same dimension as the surrounding space.
Portal Wissen = Glauben
(2014)
Menschen wollen wissen, was wirklich ist. Kinder lassen sich gern eine Geschichte erzählen, aber spätestens mit vier Jahren fragten meine, ob diese Geschichte so passiert sei oder nur erfunden. Das setzt sich fort: Auch unsere wissenschaftliche Neugier wird vom Interesse befeuert herauszufinden, was wirklich ist. Selbst dort, wo wir poetische Texte oder Träume erforschen, tun wir es in der Absicht, die realen sprachlichen Strukturen bzw. die neurologischen Faktoren von bloß vermuteten zu unterscheiden. Im Idealfall können wir Ergebnisse präsentieren, die von anderen logisch nachvollzogen und empirisch wiederholbar sind. Meistens geht das aber nicht. Wir können nicht jedes Buch lesen und nicht in jedes Mikroskop schauen, nicht einmal innerhalb der eigenen Disziplin. Wie viel mehr sind wir in der Lebenswelt darauf angewiesen, den Ausführungen anderer zu vertrauen, wenn wir wissen wollen, wo es zum Bahnhof geht oder ob es in Ulan Bator schön ist. Deshalb haben wir uns daran gewöhnt, anderen Glauben zu schenken, vom Freund bis zum Tagesschausprecher. Das ist kein kindliches Verhalten, sondern eine Notwendigkeit. Freilich ist das riskant, denn alle anderen könnten uns – wie in der „Truman- Show“ – anlügen. In der Wirklichkeit wissen wir uns erst dann, wenn wir unser Selbstbewusstsein verlassen und akzeptieren, dass wir erstens nicht nur Objekte, sondern Subjekte im Bewusstsein von anderen sind, und zweitens, dass alle unsere dialogischen Beziehungen noch einmal von einem Dritten betrachtet werden, der nicht Teil dieser Welt ist.
Für Religiöse ist das der Glaube. Glaube als Unterstellung, dass alle menschlichen Beziehungen erst dann wirklich, ernst und über Zweifel erhaben sind, wenn sie sich vor den Augen Gottes wissen. Erst vor ihm ist etwas als es selbst und nicht nur „für mich“ oder „unter uns“. Daher unterscheidet die biblische Sprache drei Formen des Glaubens: die Beziehung zur Ding-Welt („glauben, dass“), die Beziehung zur Subjekt-Welt („jemandem glauben“) und die Annahme einer subjekthaften überirdischen Wirklichkeit („glauben an“). Wissenschaftstheoretisch gesehen ist Glaube also eine Totalhypothese. Glaube ist nicht das Gegenteil von Wissen, sondern der Versuch, Wirklichkeit vor dem Zweifel zu retten, indem man die fragile empirische Welt als Ausdruck einer stabilen transzendenten Welt begreift.
Oft wollen Studierende in Gesprächen nicht nur wissen, was ich weiß, sondern, was ich glaube. Als Religionswissenschaftler und gleichzeitig gläubiger Katholik sitze ich zwischen den Stühlen: Einerseits ist es als Professor meine Aufgabe, alles zu bezweifeln, d.h. jeden religiösen Text auf seine historischen Kontexte und soziologischen Funktionen zurückzuführen. Andererseits hält der Christ in mir bestimmte religiöse Dokumente – in meinem Fall die Bibel – zwar für einen interpretierbaren, aber doch irreversiblen, offenbarten Text, der vom Ursprung der Wirklichkeit handelt. Werktags ist das Neue Testament eine antike Schriftensammlung neben vielen anderen, am Sonntag ist es die Offenbarung. Beides kann klar unterschieden werden, aber es ist schwer zu entscheiden, ob das Zweifeln oder das Glauben wirklicher ist.
Das vorliegende Heft geht diesem doppelten Verhältnis zum Glauben nach: Wie steht Wissenschaft zum Glauben – ob religiös oder nicht? Wo bringt Wissenschaft Dinge ans Licht, die wir kaum glauben mögen oder uns (wieder) glauben lassen? Was passiert, wenn Forschung irrige Annahmen oder Mythen aufklärt? Ist Wissenschaft in der Lage, Dingen auf den Grund zu gehen, die zwar überzeugend, aber unerklärbar sind? Wie kann sie selbst glaubwürdig bleiben und sich dennoch weiterentwickeln?
In den Beiträgen dieser „Portal Wissen“ scheinen diese Fragen immer wieder auf. Sie bilden ein vielfältiges, spannendes und auch überraschendes Bild der Forschungsprojekte und der Wissenschaftler an der Universität Potsdam. Glauben Sie mir, es erwartet Sie eine anregende Lektüre!
Prof. Dr. Johann Hafner
Professor für Religionswissenschaft mit dem Schwerpunkt Christentum
Dekan der Philosophischen Fakultät
Im Rahmen eines interdisziplinären studentischen Projekts wurde ein Framework für mobile pervasive Lernspiele entwickelt. Am Beispiel des historischen Lernortes Park Sanssouci wurde auf dieser Grundlage ein Lernspiel für Schülerinnen und Schüler implementiert. Die geplante Evaluation soll die Lernwirksamkeit von geobasierten mobilen Lernspielen messen. Dazu wird die Intensität des Flow-Erlebens mit einer ortsgebundenen alternativen Umsetzung verglichen.
The Arabidopsis Kinome
(2014)
Background
Protein kinases constitute a particularly large protein family in Arabidopsis with important functions in cellular signal transduction networks. At the same time Arabidopsis is a model plant with high frequencies of gene duplications. Here, we have conducted a systematic analysis of the Arabidopsis kinase complement, the kinome, with particular focus on gene duplication events. We matched Arabidopsis proteins to a Hidden-Markov Model of eukaryotic kinases and computed a phylogeny of 942 Arabidopsis protein kinase domains and mapped their origin by gene duplication.
Results
The phylogeny showed two major clades of receptor kinases and soluble kinases, each of which was divided into functional subclades. Based on this phylogeny, association of yet uncharacterized kinases to families was possible which extended functional annotation of unknowns. Classification of gene duplications within these protein kinases revealed that representatives of cytosolic subfamilies showed a tendency to maintain segmentally duplicated genes, while some subfamilies of the receptor kinases were enriched for tandem duplicates. Although functional diversification is observed throughout most subfamilies, some instances of functional conservation among genes transposed from the same ancestor were observed. In general, a significant enrichment of essential genes was found among genes encoding for protein kinases.
Conclusions
The inferred phylogeny allowed classification and annotation of yet uncharacterized kinases. The prediction and analysis of syntenic blocks and duplication events within gene families of interest can be used to link functional biology to insights from an evolutionary viewpoint. The approach undertaken here can be applied to any gene family in any organism with an annotated genome.
Downscaling of microfluidic cell culture and detection devices for electrochemical monitoring has mostly focused on miniaturization of the microfluidic chips which are often designed for specific applications and therefore lack functional flexibility. We present a compact microfluidic cell culture and electrochemical analysis platform with in-built fluid handling and detection, enabling complete cell based assays comprising on-line electrode cleaning, sterilization, surface functionalization, cell seeding, cultivation and electrochemical real-time monitoring of cellular dynamics. To demonstrate the versatility and multifunctionality of the platform, we explored amperometric monitoring of intracellular redox activity in yeast (Saccharomyces cerevisiae) and detection of exocytotically released dopamine from rat pheochromocytoma cells (PC12). Electrochemical impedance spectroscopy was used in both applications for monitoring cell sedimentation and adhesion as well as proliferation in the case of PC12 cells. The influence of flow rate on the signal amplitude in the detection of redox metabolism as well as the effect of mechanical stimulation on dopamine release were demonstrated using the programmable fluid handling capability. The here presented platform is aimed at applications utilizing cell based assays, ranging from e.g. monitoring of drug effects in pharmacological studies, characterization of neural stem cell differentiation, and screening of genetically modified microorganisms to environmental monitoring.
Ökonomen wie Wirtschaftspolitiker berufen sich auf die Neutralitätstheorie des Geldes, wenn sie eine Entpolitisierung der Geldpolitik fordern. Sowohl die Theorie der Geldneutralität als auch das Paradigma der Entpolitisierung der Geldpolitik sind jedoch problematisch. Die politökonomischen Entwicklungen nach der globalen Finanz- und Wirtschaftskrise 2007/2008 und die jüngsten Kontroversen über die Rolle und Bedeutung von Geld haben dies deutlich vor Augen geführt. Die vorliegende Arbeit diskutiert zunächst die konzeptionellen Grundlagen und theoretischen Modelle der Geldneutralität. Anschließend werden die zentralen theoretischen Annahmen und Aussagen der Neutralitätstheorie aus einer kritischen heterodoxen Perspektive hinterfragt. Es wird argumentiert, dass Geld eine nicht-neutrale Produktionskraft ist, die weder ökonomisch noch sozial neutral ist. Die Bedingungen, unter denen Geld verfügbar ist und zirkuliert, sind richtungsweisend für die ökonomische Entwicklung. Daher kann es auch kein neutrales Geld oder gar eine apolitische Geldpolitik geben.
Идеальный шашлык
(2014)
Тексты Литература
Im Februar 1777 lobte die Ökonomische Gesellschaft zu Bern einen Preis von 100 Louis d’Or aus für den besten Vorschlag eines umfassenden Kriminalgesetzes. Das Preisgeld kam aus dem Kreis der französischen Aufklärer. Eine Hälfte stammte vermutlich von dem Pariser Parlamentsadvokaten Elie de Beaumont, der sich in den Justizaffären um Jean Calas und Pierre Paul Sirven einen Namen gemacht hatte. Die andere Hälfte hatte Voltaire beigesteuert, der das Geld von Friedrich II. von Preussen erhalten hatte. Das Preisausschreiben war ein großer Erfolg. Neben zahlreichen unbekannten Juristen beteiligten sich eine Reihe bekannter Persönlichkeiten, von denen hier nur die späteren Revolutionäre Marat, Brissot de Warville sowie die deutschen Strafrechtsprofessoren Quistorp und Gmelin genannt seien. Die historische Bedeutung des Berner Preisausschreibens liegt darin, dass es die bis dato vorwiegend programmatische Debatte um die Strafrechtsreform in eine praktische Phase überleitete. Es trat eine Welle praktischer Reformschriften los, in denen die Forderungen von Thomasius, Montesquieu und Beccaria umgesetzt wurden. Entscheidend dafür war, dass es mittels des Preisausschreibens gelang, eine große Zahl juristischer Experten zu aktivieren, die neben dem Reformwillen auch über das Fachwissen verfügten, das für die Entwicklung eines neuen Strafrechts erforderlich war. Von den 46 eingesendeten Preisschriften sind neun im Druck überliefert. Sechsundzwanzig befinden sich in Manuskriptform im Archiv der Ökonomischen Gesellschaft zu Bern. Der vorliegende Band versammelt die Transkriptionen von sieben manuskriptförmig überlieferten Preisschriften. Vier sind in französischer und drei in deutscher Sprache verfasst. Eine Preisschrift stammt von dem Genfer Jakobiner Julien Dentand, eine andere von dem deutschen Publizisten Johann Wolfgang Brenk. Die Autoren der übrigen fünf Manuskripte sind unbekannt. Die transkribierten Preisschriften sind Teil der quellenmäßigen Basis einer Untersuchung des strafrechtlichen Denkens im späten 18. Jahrhundert. Diese erscheint demnächst in den Studien zur Europäischen Rechtsgeschichte (Christoph Luther: Aufgeklärt strafen. Menschengerechtigkeit im 18. Jahrhundert).
Der vorliegende Band vereint thematisch auf das Essen bezogene Beiträge aus der slavistischen Literatur- und Kulturwissenschaft. Er zeigt das seit einigen Jahren artikulierte Interesse an dem Thema ohne dieses gleich zu einem „culinary turn“ stilisieren zu wollen. Das Essen ist – analysiert man die Präsenz des Themas in Literatur, Film und anderen Medien der Hochkultur – ein Bereich, in und mit dem allgemeinere kulturelle und soziale Prozesse besonders anschaulich gezeigt werden können.
Auch nach Abschluss unseres Brandenburger Antike-Denkwerks (BrAnD) mit dem letzten Durchgang 2010/11 fand jedes Jahr der Potsdamer Lateintag statt ‒ zu ganz unterschiedlichen Themen und mit ca. 500 Teilnehmerinnen und Teilnehmern immer sehr gut besucht: 2011: Antike Geschichtsschreibung, 2012: Tod und Jenseits, 2013: Römische Religion. Der Band versammelt die Vorträge dieser vergangenen Veranstaltungen von N. Holzberg, B. Labahn, Chr. Kunst, S. Büttner-von Stülpnagel, V. Rosenberger und D. Šterbenc Erker.
Die vorliegende Veröffentlichung gibt die Ergebnisse einer Befragung von 1247 Studierenden der Universität Potsdam zu deren Mediennutzungsgewohnheiten wieder. Von besonderem Interesse war die Nutzung digitaler Medien im Kontext des Studiums. Die Untersuchung basiert auf einer Reihe gleichartiger Forschungsarbeiten des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), die an mehreren deutschen Hochschulen durchgeführt wurde.
Dysphagieforum
(2014)
Die USA und Wir
(2014)
Appelle an die Erneuerung der transatlantischen Partnerschaft erklingen zurzeit regelmäßig. Sicherlich wird dies auch der basso continuo bei der Visite der Kanzlerin in Washington. Aber jenseits von Wünschen gibt es in der Politik Interessen. Das gilt auch für die Beziehungen zwischen den USA und Deutschland. Der Supermacht im Abschwung steht die aufsteigende geoökonomische Macht mit globalen Interessen gegenüber. Im Thema diskutieren wir dieses Verhältnis aus unterschiedlichen Perspektiven. Weiterhin geht es um die Ukrainekrise, um China sowie um russische Interessen in Afghanistan.
Cloud security mechanisms
(2014)
Cloud computing has brought great benefits in cost and flexibility for provisioning services. The greatest challenge of cloud computing remains however the question of security. The current standard tools in access control mechanisms and cryptography can only partly solve the security challenges of cloud infrastructures. In the recent years of research in security and cryptography, novel mechanisms, protocols and algorithms have emerged that offer new ways to create secure services atop cloud infrastructures. This report provides introductions to a selection of security mechanisms that were part of the "Cloud Security Mechanisms" seminar in summer term 2013 at HPI.
Mehr Verantwortung?
(2014)
Ein neues Paradigma deutscher Außenpolitik? Auf die Reden der Münchner Sicherheitskonferenz 2014 gab es ein kontroverses Echo. Von den einen als wegweisend für Deutschlands zukünftige Rolle in der Welt gelobt, wurden sie von anderen als Plädoyer für militärisches Engagement gegeißelt. Aus unterschiedlichen Blickwinkeln nähert sich WeltTrends der jüngsten Kontroverse um ein Mehr an deutscher Verantwortung. Weitere Themen im Heft: Elitenkampf in Thailand, Chinas Rolle in der Weltpolitik, iranische und pakistanische Interessen in Afghanistan sowie die Abrüstung syrischer Chemiewaffen.
Dysphagieforum
(2014)
Die Arbeitsbibliothek von Dieter Adelmann befindet sich in der Universitätsbibliothek Potsdam und ist in diesem Band verzeichnet; der Nachlass und das Findbuch befinden sich im Universitätsarchiv Potsdam. Dieter Adelmann wurde am 1. Februar 1936 in Eisenach, Thüringen, geboren. Er studierte Philosophie, Germanistik und Soziologie an der Freien Universität Berlin und an der Universität Heidelberg und wurde dort 1968 mit der Arbeit Einheit des Bewusstseins als Grundlage der Philosophie Hermann Cohens bei Dieter Henrich und Hans-Georg Gadamer promoviert. Von 1968 bis 1970 war Adelmann Leiter des „Collegium Academicum“ der Universität Heidelberg; von 1970 bis 1974 Landesgeschäftsführer der SPD in Baden-Württemberg (Zuständigkeit: Politische Planung) und zeitweise auch Wahlkreisassistent des SPD-Bundestagsabgeordneten Horst Ehmke. Anschließend arbeitete Adelmann publizistisch mit dem Grafiker und gegenwärtigen Präsidenten der Berliner Akademie der Künste, Klaus Staeck zusammen, bevor er von Juli 1977 bis einschließlich September 1979 beim Vorwärts im Ressort Parteien und Programme beschäftigt war. Nach seinem Abschied vom Vorwärts war Adelmann freiberuflich in Bonn tätig, u.a. als Journalist. 1995 war er wissenschaftlicher Mitarbeiter im Rahmen der Herausgabe der Werke Hermann Cohens am „Moses-Mendelssohn-Zentrum“ und am Lehrstuhl für Innenraumgestaltung an der Technischen Universität Dresden. Nach dem Ende der Tätigkeit in Potsdam war Adelmann bis zu seinem Tod am 30. September 2008 freiberuflicher Philosoph und Cohen-Forscher.
In der verdienstvollen Reihe der Abhandlungen der Studiengruppe für Politik und Völkerrecht ist ein gerade jetzt – Ukraine/Krim-Krise! – höchst aktueller Band zum Thema Selbstbestimmungsrecht der Völker erschienen. Der Band, der die auf einer Tagung der Hanns-Seidel-Stiftung in Verbindung mit der Kulturstiftung der deutschen Vertriebenen im Dezember 2010 gehaltenen Vorträge umfasst, präsentiert keine grundstürzend neuen Erkenntnisse, aber die mit dem Selbstbestimmungsrecht verbundenen Probleme werden in aller Regel übersichtlich dargestellt und erörtert. So ist das Fundament bereitet, auf dem auch die neueren Ereignisse sinnvoll diskutiert werden können. In diesem Zusammenhang soll auch auf frühere Arbeiten der Studiengruppe aufmerksam gemacht werden, die im vorliegenden Band freilich erstaunlich wenig, jedenfalls nicht erkennbar, ausgewertet werden.
Am 17. Dezember 2014 feiert der langjährige Arbeitsstellenleiter der Alexander-von-Humboldt-Forschungsstelle der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften Ingo Schwarz seinen 65. Geburtstag. Aus diesem Anlass haben Freunde, Kollegen und Wegbegleiter Beiträge zusammengetragen, die die Bandbreite der jahrzehntelangen Forschungen Ingo Schwarz’ zu Alexander von Humboldt widerspiegeln.
Über die Autoren
(2014)
HPI Future SOC Lab
(2014)
The “HPI Future SOC Lab” is a cooperation of the Hasso-Plattner-Institut (HPI) and industrial partners. Its mission is to enable and promote exchange and interaction between the research community and the industrial partners.
The HPI Future SOC Lab provides researchers with free of charge access to a complete infrastructure of state of the art hard- and software. This infrastructure includes components, which might be too expensive for an ordinary research environment, such as servers with up to 64 cores. The offerings address researchers particularly from but not limited to the areas of computer science and business information systems. Main areas of research include cloud computing, parallelization, and In-Memory technologies.
This technical report presents results of research projects executed in 2014. Selected projects have presented their results on April 9th and September 29th 2014 at the Future SOC Lab Day events.
HPI Future SOC Lab
(2014)
The “HPI Future SOC Lab” is a cooperation of the Hasso-Plattner-Institut (HPI) and industrial partners. Its mission is to enable and promote exchange and interaction between the research community and the industrial partners. The HPI Future SOC Lab provides researchers with free of charge access to a complete infrastructure of state of the art hard- and software. This infrastructure includes components, which might be too expensive for an ordinary research environment, such as servers with up to 64 cores. The offerings address researchers particularly from but not limited to the areas of computer science and business information systems. Main areas of research include cloud computing, parallelization, and In-Memory technologies. This technical report presents results of research projects executed in 2013. Selected projects have presented their results on April 10th and September 24th 2013 at the Future SOC Lab Day events.