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Taking advantage of ATRP and using functionalized initiators, different functionalities were introduced in both α and ω chain-ends of synthetic polymers. These functionalized polymers could then go through modular synthetic pathways such as click cycloaddition (copper-catalyzed or copper-free) or amidation to couple synthetic polymers to other synthetic polymers, biomolecules or silica monoliths. Using this general strategy and designing these co/polymers so that they are thermoresponsive, yet bioinert and biocompatible with adjustable cloud point values (as it is the case in the present thesis), the whole generated system becomes "smart" and potentially applicable in different branches. The applications which were considered in the present thesis were in polymer post-functionalization (in situ functionalization of micellar aggregates with low and high molecular weight molecules), hydrophilic/hydrophobic tuning, chromatography and bioconjugation (enzyme thermoprecipitation and recovery, improvement of enzyme activity). Different α-functionalized co/polymers containing cholesterol moiety, aldehyde, t-Boc protected amine, TMS-protected alkyne and NHS-activated ester were designed and synthesized in this work.
The underlying motivation for the work carried out for this thesis was the growing need for more sustainable technologies. The aim was to synthesize a “palette” of functional nanomaterials using the established technique of hydrothermal carbonization (HTC). The incredible diversity of HTC was demonstrated together with small but steady advances in how HTC can be manipulated to tailor material properties for specific applications. Two main strategies were used to modify the materials obtained by HTC of glucose, a model precursor representing biomass. The first approach was the introduction of heteroatoms, or “doping” of the carbon framework. Sulfur was for the first time introduced as a dopant in hydrothermal carbon. The synthesis of sulfur and sulfur/nitrogen doped microspheres was presented whereby it was shown that the binding state of sulfur could be influenced by varying the type of sulfur source. Pyrolysis may additionally be used to tune the heteroatom binding states which move to more stable motifs with increasing pyrolysis temperature. Importantly, the presence of aromatic binding states in the as synthesized hydrothermal carbon allows for higher heteroatom retention levels after pyrolysis and hence more efficient use of dopant sources. In this regard, HTC may be considered as an “intermediate” step in the formation of conductive heteroatom doped carbon. To assess the novel hydrothermal carbons in terms of their potential for electrochemical applications, materials with defined nano-architectures and high surface areas were synthesized via templated, as well as template-free routes. Sulfur and/or nitrogen doped carbon hollow spheres (CHS) were synthesized using a polystyrene hard templating approach and doped carbon aerogels (CA) were synthesized using either the albumin directed or borax-mediated hydrothermal carbonization of glucose. Electrochemical testing showed that S/N dual doped CHS and aerogels derived via the albumin approach exhibited superior catalytic performance compared to solely nitrogen or sulfur doped counterparts in the oxygen reduction reaction (ORR) relevant to fuel cells. Using the borax mediated aerogel formation, nitrogen content and surface area could be tuned and a carbon aerogel was engineered to maximize electrochemical performance. The obtained sample exhibited drastically improved current densities compared to a platinum catalyst (but lower onset potential), as well as excellent long term stability. In the second approach HTC was carried out at elevated temperatures (550 °C) and pressure (50 bar), corresponding to the superheated vapor regime (htHTC). It was demonstrated that the carbon materials obtained via htHTC are distinct from those obtained via ltHTC and subsequent pyrolysis at 550 °C. No difference in htHTC-derived material properties could be observed between pentoses and hexoses. The material obtained from a polysaccharide exhibited a slightly lower degree of carbonization but was otherwise similar to the monosaccharide derived samples. It was shown that in addition to thermally induced carbonization at 550 °C, the SHV environment exhibits a catalytic effect on the carbonization process. The resulting materials are chemically inert (i.e. they contain a negligible amount of reactive functional groups) and possess low surface area and electronic conductivity which distinguishes them from carbon obtained from pyrolysis. Compared to the materials presented in the previous chapters on chemical modifications of hydrothermal carbon, this makes them ill-suited candidates for electronic applications like lithium ion batteries or electrocatalysts. However, htHTC derived materials could be interesting for applications that require chemical inertness but do not require specific electronic properties. The final section of this thesis therefore revisited the latex hard templating approach to synthesize carbon hollow spheres using htHTC. However, by using htHTC it was possible to carry out template removal in situ because the second heating step at 550 °C was above the polystyrene latex decomposition temperature. Preliminary tests showed that the CHS could be dispersed in an aqueous polystyrene latex without monomer penetrating into the hollow sphere voids. This leaves the stagnant air inside the CHS intact which in turn is promising for their application in heat and sound insulating coatings. Overall the work carried out in this thesis represents a noteworthy development in demonstrating the great potential of sustainable carbon materials.
Jochen Pahl un de Subrekter
(2012)
"O du fröhliche ..."
(2012)
Der Begriff „Kindjees“ (Kind Jesus) bezeichnete lange Zeit in ländlichen Gegenden Norddeutschlands den Weihnachtsmann. Peters erinnert sich hier an die Weihnachtsbräuche seiner Kindheit und schildert gleichzeitig die eigene Entwicklung von dem blind der Macht des Kindjees vertrauenden Knaben zu dem Friedrich Schiller verehrenden Vierzehnjährigen, der selbst für die Kleineren die Rolle des Kindjees übernimmt. Die Schönheit der in der Schule gesungenen Kirchenlieder von Gerhard Tersteegen, die Faszination der Kinder für die Neuruppiner Bilderbogen (plattdeutsch: Lex) tragen viel zu der märchenhaften Stimmung bei, in der die Weihnachtsvorbereitungen in Luhnstedt, dem Heimatdorf des Dichters, stattfinden: „Überhaupt kam es vor Weihnachten sehr darauf an, alles, auch das Geringste, in der vertrauten Form wiederkehren zu lassen, Tradition zu schaffen. Die periodische, unbedingt gleichförmige Wiederkehr äußerer Ereignisse ist eine Quelle der Poesie.“
Goethe in Vicenza 1952
(2012)
We study the Dirichlet problem in a bounded plane domain for the heat equation with small parameter multiplying the derivative in t. The behaviour of solution at characteristic points of the boundary is of special interest. The behaviour is well understood if a characteristic line is tangent to the boundary with contact degree at least 2. We allow the boundary to not only have contact of degree less than 2 with a characteristic line but also a cuspidal singularity at a characteristic point. We construct an asymptotic solution of the problem near the characteristic point to describe how the boundary layer degenerates.
A linear differential operator L is called weakly hypoelliptic if any local solution u of Lu = 0 is smooth. We allow for systems, i.e. the coefficients may be matrices, not necessarily of square size. This is a huge class of important operators which covers all elliptic, overdetermined elliptic, subelliptic and parabolic equations. We extend several classical theorems from complex analysis to solutions of any weakly hypoelliptic equation: the Montel theorem providing convergent subsequences, the Vitali theorem ensuring convergence of a given sequence, and Riemann's first removable singularity theorem. In the case of constant coefficients we show that Liouville's theorem holds, any bounded solution must be constant and any L^p solution must vanish.
We introduce renormalized integrals which generalize conventional measure theoretic integrals. One approximates the integration domain by measure spaces and defines the integral as the limit of integrals over the approximating spaces. This concept is implicitly present in many mathematical contexts such as Cauchy's principal value, the determinant of operators on a Hilbert space and the Fourier transform of an L^p function. We use renormalized integrals to define a path integral on manifolds by approximation via geodesic polygons. The main part of the paper is dedicated to the proof of a path integral formula for the heat kernel of any self-adjoint generalized Laplace operator acting on sections of a vector bundle over a compact Riemannian manifold.
We consider orthogonal connections with arbitrary torsion on compact Riemannian manifolds. For the induced Dirac operators, twisted Dirac operators and Dirac operators of Chamseddine-Connes type we compute the spectral action. In addition to the Einstein-Hilbert action and the bosonic part of the Standard Model Lagrangian we find the Holst term from Loop Quantum Gravity, a coupling of the Holst term to the scalar curvature and a prediction for the value of the Barbero-Immirzi parameter.
We study boundary value problems for linear elliptic differential operators of order one. The underlying manifold may be noncompact, but the boundary is assumed to be compact. We require a symmetry property of the principal symbol of the operator along the boundary. This is satisfied by Dirac type operators, for instance. We provide a selfcontained introduction to (nonlocal) elliptic boundary conditions, boundary regularity of solutions, and index theory. In particular, we simplify and generalize the traditional theory of elliptic boundary value problems for Dirac type operators. We also prove a related decomposition theorem, a general version of Gromov and Lawson's relative index theorem and a generalization of the cobordism theorem.
This is an introduction to Wiener measure and the Feynman-Kac formula on general Riemannian manifolds for Riemannian geometers with little or no background in stochastics. We explain the construction of Wiener measure based on the heat kernel in full detail and we prove the Feynman-Kac formula for Schrödinger operators with bounded potentials. We also consider normal Riemannian coverings and show that projecting and lifting of paths are inverse operations which respect the Wiener measure.
We consider compact Riemannian spin manifolds without boundary equipped with orthogonal connections. We investigate the induced Dirac operators and the associated commutative spectral triples. In case of dimension four and totally anti-symmetric torsion we compute the Chamseddine-Connes spectral action, deduce the equations of motions and discuss critical points.
Fußverkehr findet im gesamten öffentlichen Raum statt und ermöglicht die lückenlose Verbindung von Tür zu Tür. Jeder Mensch steht vor Beginn einer Fortbewegung vor den Fragen „Wo bin ich?“, „Wo liegt mein Ziel?“ und „Wie komme ich dahin?“. Ein Großteil der auf dem Markt befindlichen Navigationssysteme für Fußgänger stellen reduzierte Varianten aus Fahrzeugen dar und basieren auf 2D- Kartendarstellungen oder bilden die Realität als dreidimensionales Modell ab. Navigationsprobleme entstehen dann, wenn es dem Nutzer nicht gelingt, die Information aus der Anweisung auf die Wirklichkeit zu beziehen und umzusetzen. Ein möglicher Grund dafür liegt in der Visualisierung der Navigationsanweisung. Die räumliche Wahrnehmung des Menschen erfolgt ausgehend von einem bestimmten Betrachtungsstandpunkt und bringt die Lage von Objekten und deren Beziehung zueinander zum Ausdruck. Der Einsatz von Augmented Reality (erweiterte Realität) entspricht dem Erscheinungsbild der menschlichen Wahrnehmung und ist für Menschen eine natürliche und zugleich vertraute Ansichtsform. Im Unterschied zu kartographischer Visualisierung wird die Umwelt mittels Augmented Reality nicht modelliert, sondern realitätsgetreu abgebildet und ergänzt. Das Ziel dieser Arbeit ist ein Navigationsverfahren, das der natürlichen Fort-bewegung und Sichtweise von Fußgängern gerecht wird. Das Konzept basiert auf dem Einsatz einer Kombination aus Realität und virtueller Realität zu einer erweiterten Ansicht. Da keine Darstellungsform als die Route selbst besser geeignet ist, um einen Routenverlauf zu beschreiben, wird die Realität durch eine virtuelle Route erweitert. Die perspektivische Anpassung der Routendarstellung erfordert die sensorische Erfassung der Position und Lage des Betrachtungsstandpunktes. Das der Navigation zu Grunde liegende Datenmodell bleibt dem Betrachter dabei verborgen und ist nur in Form der erweiterten Realität sichtbar. Der im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Prototyp trägt die Bezeichnung RealityView. Die Basis bildet ein freies und quelloffenes Navigationssystem, das für die Fußgängernavigation modular erweitert wurde. Das Ergebnis ist ein smartphonebasierter Navigationsprototyp, in dem die Ansichtsform einer zweidimensionalen Bildschirmkarte im Grundriss und die Darstellung einer erweiterten Realität im Aufriss kombiniert werden. Die Evaluation des Prototyps bestätigt die Hypothese, dass der Einsatz von Augmented Reality für die Navigation von Fußgängern möglich ist und von der Nutzergruppe akzeptiert wird. Darüber hinaus bescheinigen Wissenschaftler im Rahmen von Experten-interviews den konzeptionellen Ansatz und die prototypische Umsetzung des RealityView. Die Auswertung einer Eye-Tracking-Pilotstudie erbrachte den Nachweis, dass Fußgänger die Navigationsanweisung auf markante Objekte der Umwelt beziehen, deren Auswahl durch den Einsatz von Augmented Reality begünstigt wird.
In this work, the synthesis of biopolymer-based hydrogel networks with defined architecture is presented. In order to obtain materials with defined properties, the chemoselective copper-catalyzed azide-alkyne cycloaddition (or Click Chemistry) was used for the synthesis of gelatin-based hydrogels. Alkyne-functionalized gelatin was reacted with four different diazide crosslinkers above its sol-gel transition to suppress the formation of triple helices. By variation of the crosslinking density and the crosslinker flexibility, the swelling (Q: 150-470 vol.-%;) and the Young’s and shear moduli (E: 50 kPa - 635 kPa, G’: 0.1 kPa - 16 kPa) could be tuned in the kPa range. In order to understand the network structure, a method based on the labelling of free functional groups within the hydrogel was developed. Gelatin-based hydrogels were incubated with alkyne-functionalized fluorescein to detect the free azide groups, resulting from the formation of dangling chains. Gelatin hydrogels were also incubated with azido-functionalized fluorescein to check the presence of alkyne groups available for the attachment of bioactive molecules. By using confocal laser scanning microscopy and fluorescence spectroscopy, the amount of crosslinking, grafting and free alkyne groups could be determined. Dangling chains were observed in samples prepared by using an excess of crosslinker and also when using equimolar amounts of alkyne:azide. In the latter case the amount of dangling chains was affected by the crosslinker structure. Specifically, 0.1% of dangling chains were found using 4,4’-diazido-2,2’-stilbene-disulfonic acid as cosslinker, 0.06% with 1,8-diazidooctane, 0.05% with 1,12-diazidododecane and 0.022 % with PEG-diazide. This observation could be explained considering the structure of the crosslinkers. During network formation, the movements of the gelatin chains are restricted due to the formation of covalent netpoints. A further crosslinking will be possible only in the case of crosslinker that are flexible and long enough to reach another chain. The method used to obtain defined gelatin-based hydrogels enabled also the synthesis of hyaluronic acid-based hydrogels with tailorable properties. Alkyne-functionalized hyaluronic acid was crosslinked with three different linkers having two terminal azide functionalities. By variation of the crosslinking density and crosslinker type, hydrogels with elastic moduli in the range of 0.5-3 kPa have been prepared. The variation of the crosslinking density and crosslinker type had furthermore an influence also on the hydrolytic and enzymatic degradation of gelatin-based hydrogels. Hydrogels with a low crosslinker amount experienced a faster decrease in mass loss and elastic modulus compared to hydrogels with higher crosslinker content. Moreover, the structure of the crosslinker had a strong influence on the enzymatic degradation. Hydrogels containing a crosslinker with a rigid structure were much more resistant to enzymatic degradation than hydrogels containing a flexible crosslinker. During hydrolytic degradation, the hydrogel became softer while maintaining the same outer dimensions. These observations are in agreement with a bulk degradation mechanism, while the decrease in size of the hydrogels during enzymatic degradation suggested a surface erosion mechanism. Because of the use of small amount of crosslinker (0.002 mol.% 0.02 mol.%) the networks synthesized can still be defined as biopolymer-based hydrogels. However, they contain a small percentage of synthetic residues. Alternatively, a possible method to obtain biopolymer-based telechelics, which could be used as crosslinkers, was investigated. Gelatin-based fragments with defined molecular weight were obtained by controlled degradation of gelatin with hydroxylamine, due to its specific action on asparaginyl-glycine bonds. The reaction of gelatin with hydroxylamine resulted in fragments with molecular weights of 15, 25, 37, and 50 kDa (determined by SDS-PAGE) independently of the reaction time and conditions. Each of these fragments could be potentially used for the synthesis of hydrogels in which all components are biopolymer-based materials.
Ernährung garantiert?
(2012)
Alle Menschen haben elementare Gemeinsamkeiten: Um zu überleben, müssen sie atmen, trinken – und essen. Doch ist Ernährung garantiert? Der Diskurs über globale Ernährungssicherung führte Jahrzehnte lang ein Schattendasein. Nun erfährt die Agrarwirtschaft eine Renaissance, doch ob dies den Hungernden zugutekommen wird, ist fraglich: Immer mehr Produkte sollen nicht den Energiebedarf der Menschen, sondern den der Maschinen decken. In unserem aktuellen Thema diskutieren Experten die Möglichkeiten und Risiken dieser veränderten Wertschätzung der Landwirtschaft.
Wahlen im Schatten des organisierten Verbrechens : Mexiko zwischen State Capture und Staatsversagen
(2012)
Kurz vor der Wahl am 1. Juli steht Mexiko vor großen Turbulenzen: Parteien beschuldigen sich gegenseitig, Mitglieder oder -läufer der organisierten Kriminalität zu sein. Der Krieg gegen die Drogen, der zuvor noch nationale Einheit heraufbeschwor, wird jetzt zum Instrument der Verleumdung des politischen Gegners. Wie kann angesichts brüchiger Staatlichkeit eine sichere Wahl gewährleistet werden?
Europa ohne Kompass
(2012)
Die noch nicht ausgestandene Staatsschuldenkrise seit Ende 2009 hat Europa stärker verändert, als viele wahrhaben wollen. Es stellt sich die grundsätzliche Frage des Sinns der europäischen Integration. Vor allem die Glaubwürdigkeit des europäischen politischen Führungspersonals hat gelitten. Ohne Kompass wurstelt man sich seit mehr als zwei Jahren durch. Keine "rote Linie", die nicht nach wenigen Wochen überschritten wurde, kein Masterplan, der nicht bald Makulatur geworden ist.
Charakterisierung der neuen centrosomalen Proteine CP148 und CP55 in Dictyostelium discoideum
(2012)
Das im Cytosol liegende Dictyostelium Centrosom ist aus einer geschichteten Core-Region aufgebaut, die von einer Mikrotubuli-nukleierenden Corona umgeben ist. Zudem ist es über eine spezifische Verbindung eng an den Kern geknüpft und durch die Kernmembran hindurch mit den geclusterten Centromeren verbunden. Beim G2/M Übergang dissoziiert die Corona vom Centrosom und der Core verdoppelt sich so dass zwei Spindelpole entstehen. CP55 und CP148 wurden in einer Proteom-Analyse des Centrosoms identifiziert. CP148 ist ein neues coiled-coil Protein der centrosomalen Corona. Es zeigt eine zellzyklusabhängige An- und Abwesenheit am Centrosom, die mit der Dissoziation der Corona in der Prophase und ihrer Neubildung in der Telophase korreliert. Während der Telophase erschienen in GFP-CP148 exprimierenden Zellen viele, kleine GFP-CP148-Foci im Cytoplasma, die zum Teil miteinander fusionierten und zum Centrosom wanderten. Daraus resultierte eine hypertrophe Corona in Zellen mit starker GFP-CP148 Überexpression. Ein Knockdown von CP148 durch RNAi führte zu einem Verlust der Corona und einem ungeordneten Interphase Mikrotubuli-Cytoskelett. Die Bildung der mitotischen Spindel und der astralen Mikrotubuli blieb davon unbeeinflusst. Das bedeutet, dass die Mikrotubuli-Nukleationskomplexe während der Interphase und Mitose über verschiedene Wege mit dem Core assoziiert sind. Des Weiteren bewirkte der Knockdown eine Dispersion der Centromere sowie eine veränderte Sun1 Lokalisation in der Kernhülle. Somit spielt CP148 ebenso eine Rolle in der Centrosomen-Centromer-Verbindung. Zusammengefasst ist CP148 ein essentielles Protein für die Bildung und Organisation der Corona, welche wiederum für die Centrosom/Centromer Verbindung benötigt wird. CP55 wurde als Protein der Core-Region identifiziert und verbleibt während des Zellzyklus am Centrosom. Dort besitzt es strukturelle Aufgaben, da die Mehrheit der GFP-CP55 Moleküle in der Interphase keine Mobilität zeigten. Die GFP-CP55 Überexpression führte zur Bildung von überzähligen Centrosomen mit der üblichen Ausstattung an Markerproteinen der Corona und des Cores. CP55 Knockout-Zellen waren durch eine erhöhte Ploidie, eine weniger strukturierte und leicht vergrößerte Corona sowie zusätzliche cytosolische Mikrotubuli-organisierende Zentren charakterisiert. Letztere entstanden in der Telophase und enthielten nur Corona- aber keine Core-Proteine. In CP55 k/o Zellen erfolgte die Rekrutierung des Corona-Organisators CP148 an den Spindelpol bereits in der frühen Metaphase anstatt, wie üblich, erst in der Telophase. Außerdem zeigten die Knockout-Zellen Wachstumsdefekte, deren Grund vermutlich Schwierigkeiten bei der Centrosomenverdopplung in der Prophase durch das Fehlen von CP55 waren. Darüber hinaus konnten die Knockout-Zellen phagozytiertes Material nicht verwerten, obwohl der Vorgang der Phagozytose nicht beeinträchtigt war. Dieser Defekt kann dem im CP55 k/o auftretenden dispergierten Golgi-Apparat zugeschrieben werden.
The constantly growing capacity of reconfigurable devices allows simultaneous execution of complex applications on those devices. The mere diversity of applications deems it impossible to design an interconnection network matching the requirements of every possible application perfectly, leading to suboptimal performance in many cases. However, the architecture of the interconnection network is not the only aspect affecting performance of communication. The resource manager places applications on the device and therefore influences latency between communicating partners and overall network load. Communication protocols affect performance by introducing data and processing overhead putting higher load on the network and increasing resource demand. Approaching communication holistically not only considers the architecture of the interconnect, but communication-aware resource management, communication protocols and resource usage just as well. Incorporation of different parts of a reconfigurable system during design- and runtime and optimizing them with respect to communication demand results in more resource efficient communication. Extensive evaluation shows enhanced performance and flexibility, if communication on reconfigurable devices is regarded in a holistic fashion.
Klimapolitik International
(2012)
Der Klimawandel birgt globale Risiken. Dies ist weithin anerkannt. Umstritten ist die Frage, wie diesen Gefahren zu begegnen ist. 14 Jahre nach Kyoto ist klar: Klimapolitik ist Interessenpolitik. Das zeigte zuletzt die UN-Klimakonferenz 2011 in Durban mit ihren unverbindlichen Ergebnissen. In diesem Sammelband analysieren Experten Ursachen für das Scheitern der vergangenen Klima-Konferenzen und Konsequenzen für die künftige Klimapolitik. Insbesondere geht es um die Politik der Akteure China und Indien, um die Rolle der NGOs und die Klimafrage in der Entwicklungspolitik. Zugleich wird die deutsche Klimapolitik diskutiert und die Politik Brandenburgs von der verantwortlichen Ministerin vorgestellt.
Essstörungen bei Jugendlichen im Hochleistungssport : eine Analyse sportbezogener Einflussfaktoren
(2012)
Essstörungen, wie Anorexia Nervosa oder Bulimia Nervorsa, gehen mit einer hohen psychischen Belastung einher und können gesundheitliche Schäden zur Folge haben. Bei Athleten mit einer Essstörung kann es darüber hinaus zu Einbußen in der Sportleistung kommen. Gerade für den Hochleistungssport ist es daher wichtig zu wissen, welches Risiko für Essstörungen besteht und wodurch das Risiko bedingt wird. Bisherige Studien zeigen deutliche Unterschiede zwischen den Sportarten. Eliteathleten aus ästhetischen Sportarten, wie rhythmische Sportgymnastik oder Eiskunstlauf, scheinen ein besonders hohes Essstörungsrisiko aufzuweisen. Deutlich geringere Prävalenzraten finden sich in Ballsportarten, wie Handball oder Basketball. Um zu verstehen, welche Aspekte der Sportart das Essstörungsrisiko beeinflussen, beschäftigt sich die vorliegende Arbeit mit der Rolle sportbezogener Variablen. In die Studien einbezogen wurden insgesamt 171 Athleten zwischen 11 und 18 Jahren (im Mittel 14.1 ± 1.8 Jahre) aus ästhetischen Sportarten und Ballsportarten, die einen Fragebogenpaket mit Instrumenten zu gestörtem Essverhalten, allgemeiner Körperunzufriedenheit, sozialem Druck im Sport, sportbezogener Körperunzufriedenheit, Schlankheitsstreben zur Leistungssteigerung und negativen Gefühle bei Trainingsausfall ausfüllten. Nach einem Jahr wieder befragt wurden 65 Athleten aus ästhetischen Sportarten. Nach Kontrolle von Alter, Geschlecht, BMI und allgemeiner Körperunzufriedenheit trugen sportbezogene Variablen signifikant zur weiteren Varianzaufklärung gestörten Essverhaltens bei. Die Längsschnittanalysen bestätigten einen Risikofaktorstatus für Schlankheitsstreben zur Leistungssteigerung. Zusammenhänge zwischen sportbezogenen Aspekten und gestörtem Essverhalten zeigten sich sowohl in Hochrisikosportarten für gestörtes Essverhalten (ästhetischen Sportarten), als auch in Niedrigrisikosportarten für gestörtes Essverhalten (Ballsportarten). Mit Ausnahme von negativen Gefühlen nach Trainingsausfall traten die sportbezogenen Variabeln häufiger in den ästhetischen Sportarten auf als in den Ballsportarten. Die eigenen Befunde verdeutlichen somit, dass der Einbezug potentieller sportbezogener Risikofaktoren − zusätzlich zu den allgemeinen Risikofaktoren − zum besseren Verständnis der Essstörungssymptomatik von Athleten beiträgt. Vor allem die Bedeutung von Gewicht für die Leistung beeinflusst das Essstörungsrisiko bei Athleten und ist stärker ausgeprägt in Hochrisikosportarten für Essstörungssymptomatik.
This work describes the synthesis and characterization of stimuli-responsive polymers made by reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization and the investigation of their self-assembly into “smart” hydrogels. In particular the hydrogels were designed to swell at low temperature and could be reversibly switched to a collapsed hydrophobic state by rising the temperature. Starting from two constituents, a short permanently hydrophobic polystyrene (PS) block and a thermo-responsive poly(methoxy diethylene glycol acrylate) (PMDEGA) block, various gelation behaviors and switching temperatures were achieved. New RAFT agents bearing tert-butyl benzoate or benzoic acid groups, were developed for the synthesis of diblock, symmetrical triblock and 3-arm star block copolymers. Thus, specific end groups were attached to the polymers that facilitate efficient macromolecular characterization, e.g by routine 1H-NMR spectroscopy. Further, the carboxyl end-groups allowed functionalizing the various polymers by a fluorophore. Because reports on PMDEGA have been extremely rare, at first, the thermo-responsive behavior of the polymer was investigated and the influence of factors such as molar mass, nature of the end-groups, and architecture, was studied. The use of special RAFT agents enabled the design of polymer with specific hydrophobic and hydrophilic end-groups. Cloud points (CP) of the polymers proved to be sensitive to all molecular variables studied, namely molar mass, nature and number of the end-groups, up to relatively high molar masses. Thus, by changing molecular parameters, CPs of the PMDEGA could be easily adjusted within the physiological interesting range of 20 to 40°C. A second responsivity, namely to light, was added to the PMDEGA system via random copolymerization of MDEGA with a specifically designed photo-switchable azobenzene acrylate. The composition of the copolymers was varied in order to determine the optimal conditions for an isothermal cloud point variation triggered by light. Though reversible light-induced solubility changes were achieved, the differences between the cloud points before and after the irradiation were small. Remarkably, the response to light differed from common observations for azobenzene-based systems, as CPs decreased after UV-irradiation, i.e with increasing content of cis-azobenzene units. The viscosifying and gelling abilities of the various block copolymers made from PS and PMDEGA blocks were studied by rheology. Important differences were observed between diblock copolymers, containing one hydrophobic PS block only, the telechelic symmetrical triblock copolymers made of two associating PS termini, and the star block copolymers having three associating end blocks. Regardless of their hydrophilic block length, diblock copolymers PS11 PMDEGAn were freely flowing even at concentrations as high as 40 wt. %. In contrast, all studied symmetrical triblock copolymers PS8-PMDEGAn-PS8 formed gels at low temperatures and at concentrations as low as 3.5 wt. % at best. When heated, these gels underwent a gel-sol transition at intermediate temperatures, well below the cloud point where phase separation occurs. The gel-sol transition shifted to markedly higher transition temperatures with increasing length of the hydrophilic inner block. This effect increased also with the number of arms, and with the length of the hydrophobic end blocks. The mechanical properties of the gels were significantly altered at the cloud point and liquid-like dispersions were formed. These could be reversibly transformed into hydrogels by cooling. This thesis demonstrates that high molar mass PMDEGA is an easily accessible, presumably also biocompatible and at ambient temperature well water-soluble, non-ionic thermo-responsive polymer. PMDEGA can be easily molecularly engineered via the RAFT method, implementing defined end-groups, and producing different, also complex, architectures, such as amphiphilic triblock and star block copolymers, having an analogous structure to associative telechelics. With appropriate design, such amphiphilic copolymers give way to efficient, “smart” viscosifiers and gelators displaying tunable gelling and mechanical properties.
Jahresbericht 2010/2011
(2012)
Inhalt: 1. Allgemeiner Überblick 2. Organisationsstruktur des MRZ 2.1 Angehörige des MRZ 2.2 Beirat 2.3 Förderverein 3. Aktivitäten im Berichtszeitraum 3.1 Wissenschaftliche Projekte und Veranstaltungen 3.2 Promotionen 3.3 Vorträge und Lehrveranstaltungen 3.4 Publikationen - Neuerscheinungen 2010/2011 4. Anhang - Satzung des MRZ
This thesis contains several theoretical studies on optomechanical systems, i.e. physical devices where mechanical degrees of freedom are coupled with optical cavity modes. This optomechanical interaction, mediated by radiation pressure, can be exploited for cooling and controlling mechanical resonators in a quantum regime. The goal of this thesis is to propose several new ideas for preparing meso- scopic mechanical systems (of the order of 10^15 atoms) into highly non-classical states. In particular we have shown new methods for preparing optomechani-cal pure states, squeezed states and entangled states. At the same time, proce-dures for experimentally detecting these quantum effects have been proposed. In particular, a quantitative measure of non classicality has been defined in terms of the negativity of phase space quasi-distributions. An operational al- gorithm for experimentally estimating the non-classicality of quantum states has been proposed and successfully applied in a quantum optics experiment. The research has been performed with relatively advanced mathematical tools related to differential equations with periodic coefficients, classical and quantum Bochner’s theorems and semidefinite programming. Nevertheless the physics of the problems and the experimental feasibility of the results have been the main priorities.
Modelling of environmental change impacts on water resources and hydrological extremes in Germany
(2012)
Water resources, in terms of quantity and quality, are significantly influenced by environmental changes, especially by climate and land use changes. The main objective of the present study is to project climate change impacts on the seasonal dynamics of water fluxes, spatial changes in water balance components as well as the future flood and low flow conditions in Germany. This study is based on the modeling results of the process-based eco-hydrological model SWIM (Soil and Water Integrated Model) driven by various regional climate scenarios on one hand. On the other hand, it is supported by statistical analysis on long-term trends of observed and simulated time series. In addition, this study evaluates the impacts of potential land use changes on water quality in terms of NO3-N load in selected sub-regions of the Elbe basin. In the context of climate change, the actual evapotransipration is likely to increase in most parts of Germany, while total runoff generation may decrease in south and east regions in the scenario period 2051-2060. Water discharge in all six studied large rivers (Ems, Weser, Saale, Danube, Main and Neckar) would be 8 – 30% lower in summer and autumn compared to the reference period (1961 – 1990), and the strongest decline is expected for the Saale, Danube and Neckar. The 50-year low flow is likely to occur more frequently in western, southern and central Germany after 2061 as suggested by more than 80% of the model runs. The current low flow period (from August to September) may be extended until the late autumn at the end of this century. Higher winter flow is expected in all of these rivers, and the increase is most significant for the Ems (about 18%). No general pattern of changes in flood directions can be concluded according to the results driven by different RCMs, emission scenarios and multi-realizations. An optimal agricultural land use and management are essential for the reduction in nutrient loads and improvement of water quality. In the Weiße Elster and Unstrut sub-basins (Elbe), an increase of 10% in the winter rape area can result in 12-19% more NO3-N load in rivers. In contrast, another energy plant, maize, has a moderate effect on the water environment. Mineral fertilizers have a much stronger effect on the NO3-N load than organic fertilizers. Cover crops, which play an important role in the reduction of nitrate losses from fields, should be maintained on cropland. The uncertainty in estimating future high flows and, in particular, extreme floods remain high due to different RCM structures, emission scenarios and multi-realizations. In contrast, the projection of low flows under warmer climate conditions appears to be more pronounced and consistent. The largest source of uncertainty related to NO3-N modelling originates from the input data on the agricultural management.
The dissertation examines the use of performance information by public managers. “Use” is conceptualized as purposeful utilization in order to steer, learn, and improve public services. The main research question is: Why do public managers use performance information? To answer this question, I systematically review the existing literature, identify research gaps and introduce the approach of my dissertation. The first part deals with manager-related variables that might affect performance information use but which have thus far been disregarded. The second part models performance data use by applying a theory from social psychology which is based on the assumption that this management behavior is conscious and reasoned. The third part examines the extent to which explanations of performance information use vary if we include others sources of “unsystematic” feedback in our analysis. The empirical results are based on survey data from 2011. I surveyed middle managers from eight selected divisions of all German cities with county status (n=954). To analyze the data, I used factor analysis, multiple regression analysis, and structural equation modeling. My research resulted in four major findings: 1) The use of performance information can be modeled as a reasoned behavior which is determined by the attitude of the managers and of their immediate peers. 2) Regular users of performance data surprisingly are not generally inclined to analyze abstract data but rather prefer gathering information through personal interaction. 3) Managers who take on ownership of performance information at an early stage in the measurement process are also more likely to use this data when it is reported to them. 4) Performance reports are only one source of information among many. Public managers prefer verbal feedback from insiders and feedback from external stakeholders over systematic performance reports. The dissertation explains these findings using a deductive approach and discusses their implications for theory and practice.
One of the key challenges in service-oriented systems engineering is the prediction and assurance of non-functional properties, such as the reliability and the availability of composite interorganizational services. Such systems are often characterized by a variety of inherent uncertainties, which must be addressed in the modeling and the analysis approach. The different relevant types of uncertainties can be categorized into (1) epistemic uncertainties due to incomplete knowledge and (2) randomization as explicitly used in protocols or as a result of physical processes. In this report, we study a probabilistic timed model which allows us to quantitatively reason about nonfunctional properties for a restricted class of service-oriented real-time systems using formal methods. To properly motivate the choice for the used approach, we devise a requirements catalogue for the modeling and the analysis of probabilistic real-time systems with uncertainties and provide evidence that the uncertainties of type (1) and (2) in the targeted systems have a major impact on the used models and require distinguished analysis approaches. The formal model we use in this report are Interval Probabilistic Timed Automata (IPTA). Based on the outlined requirements, we give evidence that this model provides both enough expressiveness for a realistic and modular specifiation of the targeted class of systems, and suitable formal methods for analyzing properties, such as safety and reliability properties in a quantitative manner. As technical means for the quantitative analysis, we build on probabilistic model checking, specifically on probabilistic time-bounded reachability analysis and computation of expected reachability rewards and costs. To carry out the quantitative analysis using probabilistic model checking, we developed an extension of the Prism tool for modeling and analyzing IPTA. Our extension of Prism introduces a means for modeling probabilistic uncertainty in the form of probability intervals, as required for IPTA. For analyzing IPTA, our Prism extension moreover adds support for probabilistic reachability checking and computation of expected rewards and costs. We discuss the performance of our extended version of Prism and compare the interval-based IPTA approach to models with fixed probabilities.
Neben der Frequenz eines cues ist es dessen Zuverlässigkeit, die Kindern hilft, die an sie gerichtete Sprache zu segmentieren, Worteinheiten zu erkennen sowie diese syntaktisch zu kategorisieren. Im Deutschen weist die Subsilbe „Langvokal+Konsonant+/t/“ (z.B. in fehlt, wohnt) zuverlässig auf eine -t-flektierte Verbform hin. Die in kindgerichteter Sprache höher frequente Subsilbe „Kurzvokal+Konsonant+/t/“ (z.B. in Feld, Hemd, fällt, rund) gibt hingegen keinen derartig eindeutigen Hinweis. Es wurde der Frage nachgegangen, inwiefern diese unterschiedlichen Zuverlässigkeiten und Frequenzen der Subsilben auf die Nomen-, Verb- und Verbflexionsverarbeitung einwirken. Drei Altersgruppen wurden untersucht: achtzehn Monate alte Kinder, drei- bis fünfjährige sprachunauffällige und -auffällige Kinder sowie erwachsene Sprecher. Einflüsse der unterschiedlichen Zuverlässigkeiten und Frequenzen der ausgewählten Subsilben konnten für alle Probandengruppen gefunden werden. Die Subsilbe stellt damit eine linguistische Größe dar, die in der frühen Sprachwahrnehmung als cue dienen sowie die Sprachverarbeitung Erwachsener lenken kann und auch für die Sprachdiagnostik und -therapie sprachauffälliger Kinder berücksichtigt werden sollte.
The need to reduce humankind reliance on fossil fuels by exploiting sustainably the planet renewable resources is a major driving force determining the focus of modern material research. For this reason great interest is nowadays focused on finding alternatives to fossil fuels derived products/materials. For the short term the most promising substitute is undoubtedly biomass, since it is the only renewable and sustainable alternative to fossil fuels as carbon source. As a consequence efforts, aimed at finding new synthetic approaches to convert biomass and its derivatives into carbon-based materials, are constantly increasing. In this regard, hydrothermal carbonisation (HTC) has shown to be an effective means of conversion of biomass-derived precursors into functional carbon materials. However the attempts to convert raw biomass, in particular lignocellulosic one, directly into such products have certainly been rarer. Unlocking the direct use of these raw materials as carbon precursors would definitely be beneficial in terms of HTC sustainability. For this reason, in this thesis the HTC of carbohydrate and protein-rich biomass was systematically investigated, in order to obtain more insights on the potentials of this thermochemical processing technique in relation to the production of functional carbon materials from crude biomass. First a detailed investigation on the HTC conversion mechanism of lignocellulosic biomass and its single components (i.e. cellulose, lignin) was developed based on a comparison with glucose HTC, which was adopted as a reference model. In the glucose case it was demonstrated that varying the HTC temperature allowed tuning the chemical structure of the synthesised carbon materials from a highly cross-linked furan-based structure (T = 180oC) to a carbon framework composed of polyaromatic arene-like domains. When cellulose or lignocellulosic biomass was used as carbon precursor, the furan rich structure could not be isolated at any of the investigated processing conditions. These evidences were indicative of a different HTC conversion mechanism for cellulose, involving reactions that are commonly observed during pyrolytic processes. The evolution of glucose-derived HTC carbon chemical structure upon pyrolysis was also investigated. These studies revealed that upon heat treatment (Investigated temperatures 350 – 900 oC) the furan-based structure was progressively converted into highly curved aromatic pre-graphenic domains. This thermal degradation process was observed to produce an increasingly more hydrophobic surface and considerable microporosity within the HTC carbon structure. In order to introduce porosity in the HTC carbons derived from lignocellulosic biomass, KOH chemical activation was investigated as an HTC post-synthesis functionalisation step. These studies demonstrated that HTC carbons are excellent precursors for the production of highly microporous activated carbons (ACs) and that the porosity development upon KOH chemical activation is dependent on the chemical structure of the HTC carbon, tuned by employing different HTC temperatures. Preliminary testing of the ACs for CO2 capture or high pressure CH4 storage yielded very promising results, since the measured uptakes of both adsorbates (i.e. CO2 and CH4) were comparable to top-performing and commercially available adsorbents, usually employed for these end-applications. The combined use of HTC and KOH chemical activation was also employed to produce highly microporous N-doped ACs from microalgae. The hydrothermal treatment of the microalgae substrate was observed to cause the depletion of the protein and carbohydrate fractions and the near complete loss (i.e. 90%) of the microalgae N-content, as liquid hydrolysis/degradation products. The obtained carbonaceous product showed a predominantly aliphatic character indicating the presence of alkyl chains presumably derived from the lipid fractions. Addition of glucose to the initial reaction mixture was found out to be extremely beneficial, because it allowed the fixation of a higher N amount, in the algae derived HTC carbons (i.e. 60%), and the attainment of higher product yields (50%). Both positive effects were attributed to Maillard type cascade reactions taking place between the monosaccharides and the microalgae derived liquid hydrolysis/degradation products, which were in this way recovered from the liquid phase. KOH chemical activation of the microalgae/glucose mixture derived HTC carbons produced highly microporous N-doped carbons. Although the activation process led to a major reduction of the N-content, the retained N-amount in the ACs was still considerable. These features render these materials ideal candidates for supercapacitors electrodes, since they provide extremely high surface areas, for the formation of electric double-layer, coupled to abundant heteroatom doping (i.e. N and O) necessary to obtain a pseudocapacitance contribution.
Die eingehende Analyse ausgewählter Aspekte der Wort-Ton-Gestaltung in Gustav Mahlers Vokalsinfonik ist Schwerpunkt der vorliegenden Untersuchung. Prämisse ist Mahlers Ausarbeitung ideenprogrammatischer Intentionen, wobei er sich die besondere Stärke der Musik, geistige Sachverhalte in gewisser Weise präziser als Sprache (die hier ins Symbolhafte ausweichen muss) verdeutlichen zu können, offensichtlich bewusst zunutze gemacht hatte. Die Differenziertheit der musikalischen Textinterpretation, zugleich Fokus der Analysen, weist deutliche graduelle Unterschiede auf. Sie reicht vom ,Vertonungscharakter‘ bis hin zur innigsten Anverwandlung von Musik und Textaussage bzw. -semantik. Wesentlich ist das oft proportionale Verhältnis von Grad der Freiheit, die sich Mahler hinsichtlich der Beziehung der Musik zur formalen Topographie des Textes nimmt, zu Intensität und Vielschichtigkeit der musikalischen Textexegese. Je stärker sich ihre musikalische Umsetzung in Richtung ‚Semantik-Ausarbeitung‘ bewegt, verliert die äußerliche Sprache an Materialität, wobei das im Lied von der Erde zutage tretende Amalgam von sprachlicher Semantik und Musik gesondert zu nennen ist. Letztendlich wird die überwiegend eher unbestimmte Textsemantik durch Mahlers Musik denotiert und in zuvor im Bereich der Vokalsinfonik nicht erreichter Intensität zum Klingen gebracht.
One of the major problems for the implementation of water resources planning and management in arid and semi-arid environments is the scarcity of hydrological data and, consequently, research studies. In this thesis, the hydrology of dryland river systems was analyzed and a semi-distributed hydrological model and a forecasting approach were developed for flow transmission processes in river-systems with a focus on semi-arid conditions. Three different sources of hydrological data (streamflow series, groundwater level series and multi-temporal satellite data) were combined in order to analyze the channel transmission losses of a large reach of the Jaguaribe River in NE Brazil. A perceptual model of this reach was derived suggesting that the application of models, which were developed for sub-humid and temperate regions, may be more suitable for this reach than classical models, which were developed for arid and semi-arid regions. Summarily, it was shown that this river reach is hydraulically connected with groundwater and shifts from being a losing river at the dry and beginning of rainy seasons to become a losing/gaining (mostly losing) river at the middle and end of rainy seasons. A new semi-distributed channel transmission losses model was developed, which was based primarily on the capability of simulation in very different dryland environments and flexible model structures for testing hypotheses on the dominant hydrological processes of rivers. This model was successfully tested in a large reach of the Jaguaribe River in NE Brazil and a small stream in the Walnut Gulch Experimental Watershed in the SW USA. Hypotheses on the dominant processes of the channel transmission losses (different model structures) in the Jaguaribe river were evaluated, showing that both lateral (stream-)aquifer water fluxes and ground-water flow in the underlying alluvium parallel to the river course are necessary to predict streamflow and channel transmission losses, the former process being more relevant than the latter. This procedure not only reduced model structure uncertainties, but also reported modelling failures rejecting model structure hypotheses, namely streamflow without river-aquifer interaction and stream-aquifer flow without groundwater flow parallel to the river course. The application of the model to different dryland environments enabled learning about the model itself from differences in channel reach responses. For example, the parameters related to the unsaturated part of the model, which were active for the small reach in the USA, presented a much greater variation in the sensitivity coefficients than those which drove the saturated part of the model, which were active for the large reach in Brazil. Moreover, a nonparametric approach, which dealt with both deterministic evolution and inherent fluctuations in river discharge data, was developed based on a qualitative dynamical system-based criterion, which involved a learning process about the structure of the time series, instead of a fitting procedure only. This approach, which was based only on the discharge time series itself, was applied to a headwater catchment in Germany, in which runoff are induced by either convective rainfall during the summer or snow melt in the spring. The application showed the following important features: • the differences between runoff measurements were more suitable than the actual runoff measurements when using regression models; • the catchment runoff system shifted from being a possible dynamical system contaminated with noise to a linear random process when the interval time of the discharge time series increased; • and runoff underestimation can be expected for rising limbs and overestimation for falling limbs. This nonparametric approach was compared with a distributed hydrological model designed for real-time flood forecasting, with both presenting similar results on average. Finally, a benchmark for hydrological research using semi-distributed modelling was proposed, based on the aforementioned analysis, modelling and forecasting of flow transmission processes. The aim of this benchmark was not to describe a blue-print for hydrological modelling design, but rather to propose a scientific method to improve hydrological knowledge using semi-distributed hydrological modelling. Following the application of the proposed benchmark to a case study, the actual state of its hydrological knowledge and its predictive uncertainty can be determined, primarily through rejected hypotheses on the dominant hydrological processes and differences in catchment/variables responses.
This paper examines and develops matrix methods to approximate the eigenvalues of a fourth order Sturm-Liouville problem subjected to a kind of fixed boundary conditions, furthermore, it extends the matrix methods for a kind of general boundary conditions. The idea of the methods comes from finite difference and Numerov's method as well as boundary value methods for second order regular Sturm-Liouville problems. Moreover, the determination of the correction term formulas of the matrix methods are investigated in order to obtain better approximations of the problem with fixed boundary conditions since the exact eigenvalues for q = 0 are known in this case. Finally, some numerical examples are illustrated.
Carbohydrate recognition is a ubiquitous principle underlying many fundamental biological processes like fertilization, embryogenesis and viral infections. But how carbohydrate specificity and affinity induce a molecular event is not well understood. One of these examples is bacteriophage P22 that binds and infects three distinct Salmonella enterica (S.) hosts. It recognizes and depolymerizes repetitive carbohydrate structures of O antigen in its host´s outer membrane lipopolysaccharide molecule. This is mediated by tailspikes, mainly β helical appendages on phage P22 short non contractile tail apparatus (podovirus). The O antigen of all three Salmonella enterica hosts is built from tetrasaccharide repeating units consisting of an identical main chain with a distinguished 3,6 dideoxyhexose substituent that is crucial for P22 tailspike recognition: tyvelose in S. Enteritidis, abequose in S. Typhimurium and paratose in S. Paratyphi. In the first study the complexes of P22 tailspike with its host’s O antigen octasaccharide were characterized. S. Paratyphi octasaccharide binds less tightly (ΔΔG≈7 kJ/mol) to the tailspike than the other two hosts. Crystal structure analysis of P22 tailspike co crystallized with S. Paratyphi octasaccharides revealed different interactions than those observed before in tailspike complexes with S. Enteritidis and S. Typhimurium octasaccharides. These different interactions occur due to a structural rearrangement in the S. Paratyphi octasaccharide. It results in an unfavorable glycosidic bond Φ/Ψ angle combination that also had occurred when the S. Paratyphi octasaccharide conformation was analyzed in an aprotic environment. Contributions of individual protein surface contacts to binding affinity were analyzed showing that conserved structural waters mediate specific recognition of all three different Salmonella host O antigens. Although different O antigen structures possess distinct binding behavior on the tailspike surface, all are recognized and infected by phage P22. Hence, in a second study, binding measurements revealed that multivalent O antigen was able to bind with high avidity to P22 tailspike. Dissociation rates of the polymer were three times slower than for an octasaccharide fragment pointing towards high affinity for O antigen polysaccharide. Furthermore, when phage P22 was incubated with lipopolysaccharide aggregates before plating on S. Typhimurium cells, P22 infectivity became significantly reduced. Therefore, in a third study, the function of carbohydrate recognition on the infection process was characterized. It was shown that large S. Typhimurium lipopolysaccharide aggregates triggered DNA release from the phage capsid in vitro. This provides evidence that phage P22 does not use a second receptor on the Salmonella surface for infection. P22 tailspike binding and cleavage activity modulate DNA egress from the phage capsid. DNA release occurred more slowly when the phage possessed mutant tailspikes with less hydrolytic activity and was not induced if lipopolysaccharides contained tailspike shortened O antigen polymer. Furthermore, the onset of DNA release was delayed by tailspikes with reduced binding affinity. The results suggest a model for P22 infection induced by carbohydrate recognition: tailspikes position the phage on Salmonella enterica and their hydrolytic activity forces a central structural protein of the phage assembly, the plug protein, onto the host´s membrane surface. Upon membrane contact, a conformational change has to occur in the assembly to eject DNA and pilot proteins from the phage to establish infection. Earlier studies had investigated DNA ejection in vitro solely for viruses with long non contractile tails (siphovirus) recognizing protein receptors. Podovirus P22 in this work was therefore the first example for a short tailed phage with an LPS recognition organelle that can trigger DNA ejection in vitro. However, O antigen binding and cleaving tailspikes are widely distributed in the phage biosphere, for example in siphovirus 9NA. Crystal structure analysis of 9NA tailspike revealed a complete similar fold to P22 tailspike although they only share 36 % sequence identity. Moreover, 9NA tailspike possesses similar enzyme activity towards S. Typhimurium O antigen within conserved amino acids. These are responsible for a DNA ejection process from siphovirus 9NA triggered by lipopolysaccharide aggregates. 9NA expelled its DNA 30 times faster than podovirus P22 although the associated conformational change is controlled with a similar high activation barrier. The difference in DNA ejection velocity mirrors different tail morphologies and their efficiency to translate a carbohydrate recognition signal into action.
In continuation of a successful series of events, the 4th Many-core Applications Research Community (MARC) symposium took place at the HPI in Potsdam on December 8th and 9th 2011. Over 60 researchers from different fields presented their work on many-core hardware architectures, their programming models, and the resulting research questions for the upcoming generation of heterogeneous parallel systems.
Wissenschaft hat einen großen Anteil daran, internationale Umweltprobleme auf die politische Tagesordnung zu bringen und Maßnahmen zu ihrer technischen Lösung zu entwerfen. Dies gilt sowohl für den Abbau der Ozonschicht als auch für den Klimawandel. So relevant die Generierung von wissenschaftlichen Erkenntnissen in diesen Feldern ist, so komplex ist die Interaktion zwischen Wissenschaft und Politik und so schwierig ist es, Verlässliches darüber zu sagen. Thomas Hickmann analysiert das Verhältnis von Wissenschaft und Politik in internationalen Umweltregimen aus einer neuen Perspektive. Er untersucht nicht den Einfluss wissenschaftlicher Erkenntnisse auf die Politik, sondern rückt die Frage in den Fokus, inwieweit Regierungen Einfluss auf die Wissenschaft nehmen, um nationale Interessen durchzusetzen. Diese Perspektive wurde in der Forschung bislang weitgehend vernachlässigt, weshalb eine systematische Analyse dieser Frage in der Literatur fehlt.
Diese Publikation einer Masterarbeit leistet einen Beitrag, die bestehende Forschungslücke hinsichtlich der Rolle rechtspopulistischer Parteien in Regierungsbildungsprozessen zu füllen. Warum haben sich etablierte Parteien und Rechtspopulisten für eine bestimmte Konstellation entschieden? Welche Probleme traten durch den spezifisch rechtspopulistischen Charakter bei der Regierungsbildung auf? Welche Alternativen gibt es? Mittels eines vergleichenden Ansatzes werden dabei als Fallbeispiele die Regierungsbildungsprozesse nach drei Wahlen zu nationalen Parlamenten im Jahr 2010 in Belgien, den Niederlanden und Schweden analysiert.
Der Gewaltige und der Poet
(2012)
Der Herr Major
(2012)
Ein alter Major stößt zu einer Reisegesellschaft, die sich auf einem Dampfer nach Hallig Hooge befindet. Durch seine verbalen Ausfälle und seine Trunksucht verspielt der Major allmählich die Achtung, die ihm anfangs entgegengebracht wurde. Eine genaue Beobachtung von gesellschaftlicher Gruppendynamik und unterschiedlichen Rollenverhalten in der Konfrontation mit einem Außenseiter.
"Hinnerk Pick und der Steernkieker" ist ein poetischer Text, der sich mit dem Astronomen J. J. Sievers, der an der Altonaer Sternwarte tätig war, befasst. J. J. Sievers (1804-1881) stammte aus Stafstedt (Kreis Rendsburg-Eckernförde), einem Dorf in der Nähe von Luhnstedt, dem Heimatdorf von F. E. Peters. Er wird beschrieben als märchenhaft geheimnisvolle Gestalt und zugleich liebenswerter Sonderling, in dessen Augen sich eine Pascalsche Scheu vor der Unendlichkeit des Raumes widerspiegelt. "Immer aber wird mir der Steernkieker teuer bleiben als ein Zeugnis dafür, dass aus der Enge eines holsteinischen Dorfes zum Geist geführt werden kann, wen der Geist gerufen hat. Am Ende ist eines Menschen Drang ins Weite doch vergeblich, wenn er sie nach unruhigen Jahren des Suchens nicht findet in sich selbst." In den Mund des Astronomen Sievers ("de ool Steernkieker", "de ool Klooksnacker") legt Peters am Anfang der "Baasdörper Krönk" die berühmte Beschreibung von Baasdorp und der Anlage des Dorfes in drei sozial definierte konzentrische Kreise (reiche Bauern; Halbhufner und kleine Bauern; schließlich Handwerker und Katenbauern).
Das Opfer
(2012)
Der alte Timm Wieben sieht die natürliche gottgewollte Ordnung durch den Fortschritt, d. h. den Bau eines Bahndammes in seinem Dorf, gefährdet. Er prophezeit die Notwendigkeit eines Menschenopfers, das die Erde besänftigen soll: "Es muss etwas Lebiges in die Grund". Daraufhin ereignet sich ein schwerer Unfall. Der aus dem Nachlass veröffentlichte Text gehört eindeutig zu dem Umfeld der "Baasdörper Krönk". Er kontrastiert Aberglaube und aufgeklärtes Denken, , ohne in Schwarz-Weiß-Malerei zu verfallen. In Peters' Autobiographie Preis der guten Mächte (1940) erscheint der Großvater als ein Fürsprecher des Rationalismus und, wie Hans Lohse in der Erzählung, als ein Gegenentwurf zu Timm Wieben ("Dat geiht all natürlich to"). Aber auch er erkennt trotz allem die Macht des Übernatürlichen an. Für Peters löst sich der Gegensatz zwischen Licht und Dunkel, Aufklärung und Dämonie in der Religion auf: "Und wenn wir auch den beschränkten Geltungsbereich unserer Leuchte erkennen, so haben wir dennoch die Pflicht, sie ins Dunkel hinauszutragen bis an den alleräußersten Rand unseres Vermögens. Wer aber vor dem letzten, undurchleuchtbaren Dunkel steht, der suche seine Zuflucht nicht bei verdächtigen Mächten des Zaubers, sondern fasse die Hand Gottes, die sich ihm aus der deutschen Bibel Martin Luthers hilfreich entgegenstreckt." (Ausgewählte Werke, Bd II, Hamburg, Hoffmann und Campe, S. 111)
This thesis aims at a better mechanistic understanding of animal communities. Therefore, an allometry- and individual-based model has been developed which was used to simulate mammal and bird communities in heterogeneous landscapes, and to to better understand their response to landscape changes (habitat loss and fragmentation).
Structuring process models
(2012)
One can fairly adopt the ideas of Donald E. Knuth to conclude that process modeling is both a science and an art. Process modeling does have an aesthetic sense. Similar to composing an opera or writing a novel, process modeling is carried out by humans who undergo creative practices when engineering a process model. Therefore, the very same process can be modeled in a myriad number of ways. Once modeled, processes can be analyzed by employing scientific methods. Usually, process models are formalized as directed graphs, with nodes representing tasks and decisions, and directed arcs describing temporal constraints between the nodes. Common process definition languages, such as Business Process Model and Notation (BPMN) and Event-driven Process Chain (EPC) allow process analysts to define models with arbitrary complex topologies. The absence of structural constraints supports creativity and productivity, as there is no need to force ideas into a limited amount of available structural patterns. Nevertheless, it is often preferable that models follow certain structural rules. A well-known structural property of process models is (well-)structuredness. A process model is (well-)structured if and only if every node with multiple outgoing arcs (a split) has a corresponding node with multiple incoming arcs (a join), and vice versa, such that the set of nodes between the split and the join induces a single-entry-single-exit (SESE) region; otherwise the process model is unstructured. The motivations for well-structured process models are manifold: (i) Well-structured process models are easier to layout for visual representation as their formalizations are planar graphs. (ii) Well-structured process models are easier to comprehend by humans. (iii) Well-structured process models tend to have fewer errors than unstructured ones and it is less probable to introduce new errors when modifying a well-structured process model. (iv) Well-structured process models are better suited for analysis with many existing formal techniques applicable only for well-structured process models. (v) Well-structured process models are better suited for efficient execution and optimization, e.g., when discovering independent regions of a process model that can be executed concurrently. Consequently, there are process modeling languages that encourage well-structured modeling, e.g., Business Process Execution Language (BPEL) and ADEPT. However, the well-structured process modeling implies some limitations: (i) There exist processes that cannot be formalized as well-structured process models. (ii) There exist processes that when formalized as well-structured process models require a considerable duplication of modeling constructs. Rather than expecting well-structured modeling from start, we advocate for the absence of structural constraints when modeling. Afterwards, automated methods can suggest, upon request and whenever possible, alternative formalizations that are "better" structured, preferably well-structured. In this thesis, we study the problem of automatically transforming process models into equivalent well-structured models. The developed transformations are performed under a strong notion of behavioral equivalence which preserves concurrency. The findings are implemented in a tool, which is publicly available.
Arabische Brüche
(2012)
Können Araber Demokratie? Im Jahr II des Arabischen Frühlings werden erste zarte Triebe der Hoffnungen, die in diese Richtung neigten, von Soldatenstiefeln und flüchtenden Demonstranten zertreten. Die versiegelte Zeit brach auf, doch was ist erreicht worden? In der neuen Ausgabe ziehen wir eine Bilanz, die ebenso sachlich wie zwiespältig ist. Sie zeigt Erfolge, ohne zu beschönigen. Probleme werden sichtbar gemacht, aber auch Wege zu ihrer Lösung. Auch Europa ist gefragt: Wir müssen zu einem neuen, partnerschaftlichen Verhältnis mit den sich wandelnden arabischen Nationen finden!
Krieg in Sicht?
(2012)
Säbelrasseln und Bombendrohungen am Persischen Golf. Israelische Politiker sprechen sich für Angriffe auf iranische Nuklearanlagen aus, bevor es zu "spät" sei. US-Verteidigungsminister Panetta hält einen Angriff Israels auf den Iran im Frühling für wahrscheinlich, während sein Präsident abwiegelt: Israel habe noch keine Entscheidung getroffen, man müsse den Sanktionen mehr Zeit geben. Mittlerweile werden aber die Instrumente scharf gemacht. Die 5. Flotte überwacht den Golf; in der Region sind etwa 40.000 US-Soldaten stationiert. Der Iran setzt auf Seemanöver.
In this thesis, different aspects within the research field of protein spectro- and electro-chemistry on nanostructured materials are addressed. On the one hand, this work is related to the investigation of nanostructured transparent and conductive metal oxides as platform for the immobilization of electroactive enzymes. On the other hand the second part of this work is related to the immobilization of sulfite oxidase on gold nanoparticles modified electrode. Finally direct and mediated spectroelectrochemistry protein with high structure complexity such as the xanthine dehydrogenase from Rhodobacter capsulatus and its high homologues the mouse aldehyde oxidase homolog 1. Stable immobilization and reversible electrochemistry of cytochrome c in a transparent and conductive tin-doped and tin-rich indium oxide film with a well-defined mesoporosity is reported. The transparency and good conductivity, in combination with the large surface area of these materials, allow the incorporation of a high amount of electroactive biomolecules (between 250 and 2500 pmol cm-2) and their electrochemical and spectroscopic investigation. Both, the electrochemical behavior and the immobilization of proteins are influenced by the geometric parameters of the porous material, such as the structure and pore shape, the surface chemistry, as well as the protein size and charge. UV-Vis and resonance Raman spectroscopy, in combination with direct protein voltammetry, are employed for the characterization of cytochrome c immobilized in the mesoporous indium tin oxide and reveal no perturbation of the structural integrity of the redox protein. A long term protein immobilization is reached using these unmodified mesoporous indium oxide based materials, i.e. more than two weeks even at high ionic strength. The potential of this modified material as an amperometric biosensor for the detection of superoxide anions is demonstrated. A sensitivity of about 100 A M-1 m-2, in a linear measuring range of the superoxide concentration between 0.13 and 0.67 μM, is estimated. In addition an electrochemical switchable protein-based optical device is designed with the core part composed of cytochrome c immobilized on a mesoporous indium tin oxide film. A color developing redox sensitive dye is used as switchable component of the system. The cytochrome c-catalyzed oxidation of the dye by hydrogen peroxide is spectroscopically investigated. When the dye is co-immobilized with the protein, its redox state is easily controlled by application of an electrical potential at the supporting material. This enables to electrochemical reset the system to the initial state and repetitive signal generation. The case of negative charged proteins, which does not have a good interaction with the negative charged indium oxide based films, is also explored. The modification of an indium tin oxide film with a positive charged polymer and the employment of a antimony doped tin oxide film were investigated in this work in order to overcome the repulsion induced by similar charges of the protein and electrode. Human sulfite oxidase and its separated heme-containing domain are able to direct exchange electrons with the supporting material. A study of a new approach for sulfite biosensing, based on enhanced direct electron transfer of a human sulfite oxidase immobilized on a gold nanoparticles modified electrode is reported. The spherical gold nanoparticles were prepared via a novel method by reduction of HAuCl4 with branched poly(ethyleneimine) in an ionic liquid resulting in particles of about 10 nm in hydrodynamic diameter. These nanoparticles were covalently attached to a mercaptoundecanoic acid modified Au-electrode and act as platform where human sulfite oxidase is adsorbed. An enhanced interfacial electron transfer and electrocatalysis is therefore achieved. UV-Vis and resonance Raman spectroscopy, in combination with direct protein voltammetry, were employed for the characterization of the system and reveal no perturbation of the structural integrity of the redox protein. The proposed biosensor exhibited a quick steady-state current response, within 2 s and a linear detection range between 0.5 and 5.4 μM with high sensitivity (1.85 nA μM-1). The investigated system provides remarkable advantages, since it works at low applied potential and at very high ionic strength. Therefore these properties could make the proposed system useful in the development of bioelectronic devices and its application in real samples. Finally protein with high structure complexity such as the xanthine dehydrogenase from Rhodobacter capsulatus and the mouse aldehyde oxidase homolog 1 were spectroelectrochemically studied. It could be demonstrated that different cofactors present in the protein structure, like the FAD and the molybdenum cofactor, are able to directly exchange electrons with an electrode and are displayed as a single peak in a square wave voltammogram. Protein mutants bearing a serine substituted to the cysteines, bounding to the most exposed iron sulfur cluster additionally showed direct electron transfer which can be attributable to this cluster. On the other hand a mediated spectroelectrochemical titration of the protein bound FAD cofactor was performed in presence of transparent iron and cobalt complex mediators. The results showed the formation of the stable semiquinone and the fully reduced flavin. Two formal potentials for each single electron exchange step were then determined.
Mehr Privat statt Staat! Diese Kampfformel galt vielen noch vor kurzem als Schlüssel zur erfolgreichen Entlastung der angespannten kommunalen Haushalte. Immer mehr Kommunen beschritten den vermeintlichen Königsweg. So vielfältig wie die Gegenstände sind auch die in der Verwaltungspraxis zu beobachtenden Erscheinungsformen der Privatisierung: Vermögensprivatisierung, Organisationsprivatisierung, Aufgabenprivatisierung mit facettenreichen Mischformen namentlich der Public Private Partnerships. Zwar brachte der „Verkauf des Tafelsilbers“ den Kommunen kurzzeitig einen Geldsegen. Doch haben bei weitem nicht alle Privatisierungsmaßnahmen die in sie gesetzten Erwartungen erfüllt und es setzt sich zunehmend die Einsicht durch, dass die Privatwirtschaft nicht zwangsläufig besser, effizienter und kostengünstiger arbeitet als die Öffentliche Hand. Inzwischen deutet sich im kommunalen Bereich eine klare Trendumkehr in Richtung Rekommunalisierung an. Die 17. Fachtagung des Kommunalwissenschaftlichen Instituts (KWI) der Universität Potsdam greift in diese anlaufende Grundsatzdebatte ein und nimmt aktuelle Bestrebungen der Rekommunalisierung lokaler Aufgaben auf. Im Vordergrund stehen erste praktische Erfahrungen, Implementationsprobleme und nicht zuletzt die rechtlichen Rahmenbedingungen und normativen Direktiven für Rekommunalisierungen namentlich in Segmenten der öffentlichen Daseinsvorsorge.
Für den internationalen Vergleich von Gesellschaften wird ein System gesellschaftlicher Dauerbeobachtung vorgeschlagen, indem aufgrund einer Auseinandersetzung mit der sozialphilosophischen Diskussion acht Performanzkriterien für den internationalen Vergleich von Lebensbedingungen bzw. der „Wohlfahrt der Nationen“ entwickelt werden: Wohlstand und Wachstum; ökologische Nachhaltigkeit; Innovation; soziale Sicherung durch Unterstützungsleistungen im Risikofall sowie vorsorgend durch Bildungsinvestitionen; Anerkennung der Besonderheiten (Frauenfreundlichkeit und Migrantenfreundlichkeit); Gleichheit der Teilhabe; soziale Integration; Autonomie („freedom of choice and capabilities”). All dies betrachten wir als gesellschaftlich wünschenswerte Ziele. In unserem Ansatz gehen wir nicht von einem einheitlichen Pfad der Modernisierung in Richtung Wachstum, Partizipation und Inklusion aus, sondern unterscheiden in Erweiterung der „drei Welten des Wohlfahrtskapitalismus“ von Esping-Andersen (mindestens) fünf verschiedene institutionelle Entwicklungspfade der Modernisierung: Der sozialdemokratisch-universalistische Pfad, der wirtschaftsliberale Pfad, der Status-konservierende Pfad, der „familistische“ Pfad und die Entwicklung der Gruppe der ex-sozialistischen Länder, die sich in einem Prozess der Ausdifferenzierung befinden. Ab der 3. Auflage werden nun 36 Länder verglichen (incl. aller EU-Mitglieder) statt wie zuvor 28 Länder, in der 7. Auflage auf dem Stand von Januar 2012. Zur Analyse der Sozialstrukturen werden als Modelle sozialer Lagen berücksichtigt: Marx, Weber, Roemer/Wright; soziale Schichten, berufliche Lagen, Goldthorpe-Modell; Bourdieu, Vester, Hradil. Als Anwendungsbereiche werden behandelt: Dienstleistungsgesellschaften und Erwerbstätigkeit, Bildung; Wohlfahrtsregime und soziale Sicherung; Wohlstand, Einkommen, Vermögen und Armut; soziale Mobilität; soziale Ungleichheiten zwischen Frauen und Männern; Bevölkerungsstruktur und Lebensformen; Lebensstile; Individualisierung und ihre Gegenbewegungen; zusammenfassender Vergleich von Lebensbedingungen in verschiedenen Ländern und Wohlfahrtsregimen.
Räuber und Gendarm
(2012)
"Ulenspegel un Jan Dood"
(2012)
Charakterisierung des literarischen Schaffens von Moritz Jahn. Seine Bedeutung für das Plattdeutsche. F. E. Peters beschreibt, Moritz Jahn humorvoll folgend, "polare Spannungen" in Niederdeutschland: "Es gibt Niederdeutsche, die ihrem Lande nie so ganz trauen, die daheim in einer immerwährenden leisen Unruhe hinleben und die aufatmen, wenn sie in gebirgiger Gegend das nackte Gestein unter ihren Füßen fühlen. Dann wird klar, was sie sich bis dahin mühsam verhehlt haben: dass sie nämlich in einem geheimen Winkel ihrer Seele glauben, ihr Land sei vom Meere unterspült, könne an besonders dünnen Stellen durchbrechen, vom festen Kern der Erde losgerissen werden und in die Nebel der Unendlichkeit hinaustreiben. Auf felsigem Grund werden sie dann die neue und wohltuende Sicherheit mit großer Freude so lange genießen, bis das unwiderstehliche Heimweh sie zurücktreibt in die Unsicherheit."
In the context of cosmological structure formation sheets, filaments and eventually halos form due to gravitational instabilities. It is noteworthy, that at all times, the majority of the baryons in the universe does not reside in the dense halos but in the filaments and the sheets of the intergalactic medium. While at higher redshifts of z > 2, these baryons can be detected via the absorption of light (originating from more distant sources) by neutral hydrogen at temperatures of T ~ 10^4 K (the Lyman-alpha forest), at lower redshifts only about 20 % can be found in this state. The remain (about 50 to 70 % of the total baryons mass) is unaccounted for by observational means. Numerical simulations predict that these missing baryons could reside in the filaments and sheets of the cosmic web at high temperatures of T = 10^4.5 - 10^7 K, but only at low to intermediate densities, and constitutes the warm-hot intergalactic medium (WHIM). The high temperatures of the WHIM are caused by the formation of shocks and the subsequent shock-heating of the gas. This results in a high degree of ionization and renders the reliable detection of the WHIM a challenging task. Recent high-resolution hydrodynamical simulations indicate that, at redshifts of z ~ 2, filaments are able to provide very massive galaxies with a significant amount of cool gas at temperatures of T ~ 10^4 K. This could have an important impact on the star-formation in those galaxies. It is therefore of principle importance to investigate the particular hydro- and thermodynamical conditions of these large filament structures. Density and temperature profiles, and velocity fields, are expected to leave their special imprint on spectroscopic observations. A potential multiphase structure may act as tracer in observational studies of the WHIM. In the context of cold streams, it is important to explore the processes, which regulate the amount of gas transported by the streams. This includes the time evolution of filaments, as well as possible quenching mechanisms. In this context, the halo mass range in which cold stream accretion occurs is of particular interest. In order to address these questions, we perform particular hydrodynamical simulations of very high resolution, and investigate the formation and evolution of prototype structures representing the typical filaments and sheets of the WHIM. We start with a comprehensive study of the one-dimensional collapse of a sinusoidal density perturbation (pancake formation) and examine the influence of radiative cooling, heating due to an UV background, thermal conduction, and the effect of small-scale perturbations given by the cosmological power spectrum. We use a set of simulations, parametrized by the wave length of the initial perturbation L. For L ~ 2 Mpc/h the collapse leads to shock-confined structures. As a result of radiative cooling and of heating due to an UV background, a relatively cold and dense core forms. With increasing L the core becomes denser and more concentrated. Thermal conduction enhances this trend and may lead to an evaporation of the core at very large L ~ 30 Mpc/h. When extending our simulations into three dimensions, instead of a pancake structure, we obtain a configuration consisting of well-defined sheets, filaments, and a gaseous halo. For L > 4 Mpc/h filaments form, which are fully confined by an accretion shock. As with the one-dimensional pancakes, they exhibit an isothermal core. Thus, our results confirm a multiphase structure, which may generate particular spectral tracers. We find that, after its formation, the core becomes shielded against further infall of gas onto the filament, and its mass content decreases with time. In the vicinity of the halo, the filament's core can be attributed to the cold streams found in other studies. We show, that the basic structure of these cold streams exists from the very beginning of the collapse process. Further on, the cross section of the streams is constricted by the outwards moving accretion shock of the halo. Thermal conduction leads to a complete evaporation of the cold stream for L > 6 Mpc/h. This corresponds to halos with a total mass higher than M_halo = 10^13 M_sun, and predicts that in more massive halos star-formation can not be sustained by cold streams. Far away from the gaseous halo, the temperature gradients in the filament are not sufficiently strong for thermal conduction to be effective.
Unterschiedliche Moden
(2012)
Sächsische Ubiquität
(2012)
Timm Kröger
(2012)
Der norddeutsche Schriftsteller Timm Kröger ist in Haale (Kreis Rendsburg-Eckernförde) geboren, einem Dorf, das in nächster Nähe von Luhnstedt, dem Heimatdorf von F.E. Peters, liegt. Peters und Kröger sind sich nie persönlich begegnet, hatten aber gemeinsame Bekannte. „Timm Kröger – der Dichter unserer Heimat“ stammt aus dem Nachlass von F.E. Peters, der ein Bewunderer der Kunst Timm Krögers war und den „besonderen lyrischen Schimmer“ seiner Erzählkunst geliebt hat. Die Rede ist anlässlich des 110. Geburtstages von Timm Kröger entstanden. Peters nimmt das Jubiläum zum Anlass, anhand von Zitaten aus Krögers Vorwort zu einer Gesamtausgabe seiner Werke die Gattung Heimatdichtung kritisch zu beleuchten und zu unterscheiden zwischen einer ideologisch gefärbten schablonenhaften Heimatdichtung und einer Dichtung, welche die Landschaften der Heimat in den Mittelpunkt stellt, das Provinzielle jedoch überwindet: „Es sei zugegeben, dass von sogenannten Heimatdichtern viel plattes Zeug geliefert wird. Darum spreche ich heute von dem Dichter unserer Heimat, nicht von dem Heimatdichter Timm Kröger.“
Meissenheim
(2012)
Beschreibung einer Reise durch das Elsass verflochten mit Zitaten aus F. Hölderlins Gedicht „Der Rhein“ (1801) und Entdeckung des Friederike-Brion-Grabes in Meißenheim. Peters entzaubert den Friederike-Mythos mit einer empathisch-kritischen Frage, die literarische Überhöhung und Lebenswirklichkeit kontrastiert: „Dem Mädchen aus Sesenheim geschah Leid von dem Halbgott. Leid war der Preis für das Licht der Unsterblichkeit,… War der Preis zu hoch?“
Autoritarismus Global
(2012)
Autoritarismus global: Entgegen vieler Erwartungen der Politikwissenschaft und des gehobenen Feuilletons aus den frühen 1990er Jahren scheint sich der autoritäre Regimetyp durchzusetzen. Antworten, die politische Regime auf alte und neue Herausforderungen geben, sind immer weniger demokratischer und immer mehr autoritärer Natur. Wir analysieren diesen WeltTrend: von Lateinamerika und Ostasien über Russland und den Nahen Osten bis in die Mitte Europas.
Vonseiten Nordkoreas wurde der Tod Kim Jong-ils am 17. Dezember 2011 mitgeteilt. Kim Jong-il war der Zweite der Familie, der Nordkorea regierte, nach seinem Vater Kim Il-sung. Die fortfolgende Herrschaft der leiblichen Söhne gibt dem Ganzen eine archaisch traditionale Komponente. Das Erstaunliche ist, warum dies trotz allem auch im 21. Jahrhundert zu funktionieren scheint.
Weltweit brodelt es, Bürger gehen auf die Straße. In Chile will man sich die Ungerechtigkeiten des Bildungssystems nicht länger gefallen lassen. Nur wer zahlt, darf lernen – dagegen wehrt sich vor allem die Jugend mit aller Macht, auch mit der Macht der Neuen Medien. Öffentlichkeitswirksam werden die Proteste inszeniert. Wird die chilenische Regierung weiterhin mit Knüppeln auf Demonstranten einschlagen oder einlenken?
Duplicate detection is the task of identifying all groups of records within a data set that represent the same real-world entity, respectively. This task is difficult, because (i) representations might differ slightly, so some similarity measure must be defined to compare pairs of records and (ii) data sets might have a high volume making a pair-wise comparison of all records infeasible. To tackle the second problem, many algorithms have been suggested that partition the data set and compare all record pairs only within each partition. One well-known such approach is the Sorted Neighborhood Method (SNM), which sorts the data according to some key and then advances a window over the data comparing only records that appear within the same window. We propose several variations of SNM that have in common a varying window size and advancement. The general intuition of such adaptive windows is that there might be regions of high similarity suggesting a larger window size and regions of lower similarity suggesting a smaller window size. We propose and thoroughly evaluate several adaption strategies, some of which are provably better than the original SNM in terms of efficiency (same results with fewer comparisons).
Die deutsche Energiewirtschaft befindet sich im Umbruch. Ein neuer staatlicher Ordnungsrahmen wurde geschaffen. Zentrales Element für die Regulierung der Stromnetze ist die „Anreizregulierung“ ‒ simulierter Wettbewerb, zentral gesteuert von der Bundesnetzagentur, um missbräuchliches Verhalten auszuschließen. Ausgehend von der Entwicklung des Energiemarktes seit dem 19. Jahrhundert analysiert Kai Kleinwächter die unterschiedlichen Interessen der Bundes- und Länderregierungen, der Stadtwerke sowie der großen Energiekonzerne bei der Einführung dieses Steuerungsinstrumentes. Bewertet werden auch die politischen Machtpotenziale der Akteure sowie ihr Einfluss auf den Gesetzgebungsprozess.
In der aktuellen Performance-Management-Forschung wurden bereits eine Vielzahl von Einflussfaktoren untersucht, die eine zielgerichtete Verwendung von Kennzahlen beeinflussen. Verwaltungskultur spielte hierbei nur eine nachgeordnete Rolle. Die vorliegende Untersuchung verwendet die Daten einer Umfrage in allen kreisfreien Städten Deutschlands, um den Zusammenhang zwischen verschiedenen Kulturtypen und der Verwendung von Kennzahlen zu untersuchen. Als Analyseschema für Verwaltungskultur wird die Grid/Group-Analysis verwendet. Die Ergebnisse sind zum Teil überraschend. Individualistische Kulturen scheinen einen negativen, hierarchistische Kulturen einen positiven Einfluss zu haben. Dennoch wird das Fehlen eines geeigneten Operationalisierungsschemas bemängelt.
Das ewige Bündnis
(2012)
Rundfunkhörer in Form
(2012)
"Staken und Bretter"
(2012)
Eine aus der 1975 posthum veröffentlichten "Baasdörper Krönk" entwickelte Geschichte, die F.E. Peters in hochdeutscher Sprache veröffentlicht hat. Es geht um die Liebesgeschichte, aber auch den kleinen Machtkampf zwischen einem verwitweten Bauern mit vier Kindern und seiner Haushälterin, die für den Geschmack des angehenden Ehemannes zu viel Wert auf Äußerlichkeiten legt. „Staken und Bretter dienen dazu, das Fassungsvermögen eines Leiterwagens zu steigern.“ Der Ausdruck wird in Baasdorf im übertragenen Sinn für Anzeichen eines übertriebenen Geltungsbedürfnisses gebraucht. Berühmt ist die zu der Erzählung gehörende Episode aus der "Baasdörper Krönk" wegen des Ausspruchs von Johann-Detlef: „Dar fohrt Puls [hier: Thun] mit Tante längs.“ (Krönk, S. 67, Staken und Bretter, S. 8). In der "Krönk" folgen sprachsoziologisch interessante Ausführungen des Erzählers zu den vier Gründen, warum der Ausspruch von Johann-Detlef, der die Geziertheit der Haushälterin parodiert, im Dorf zu einem Lacherfolg wird. Nach Baasdorfer Meinung heißt es „föhrt“ und nicht „fahrt“, außerdem „lang“ und nicht „längs“. Zu allem Überfluss lässt sich die Haushälterin von den Kindern „Tante“ nennen, „wat ok dumm Tüüch weer“ und schließlich nennt sie Hansjörn Puls (hier: Ehler Thun) beim Nachnamen. Johann-Detlef macht also mit seinem Spott mobil gegen die Haushälterin, denn der Gebrauch des Hochdeutschen wird in Baasdorf als ein Zeichen von Hochnäsigkeit gewertet: „So’n Lö, de – mit een Woort geseggt – ümmer höger schieten wüllt, as se den Mors hebbt, de nehmt wi erst mal en betjen in’e Maak; de mööt erstmal wat ümlehren.“ (Krönk, S. 67). In der "Krönk" geht der sich später fortsetzende eheliche Kampf um „Staken und Bretter“ anders und weniger harmonisch aus als in der Erzählung.
F. E. Peters war während des Ersten Weltkriegs Gefangener in Adriers auf dem Hof der Familie G.-P. Zu der Erzählung von Karl Wildermuth und seiner Freundin Germaine hat er sich von Erlebnissen aus dieser Zeit inspirieren lassen. Die warmherzige Geschichte handelt von einem jähzornigen, aber gutmütigen deutschen Gefreiten, der sich in der Gefangenschaft zuerst mit französischen Tieren und zuletzt mit einem kleinen französischen Mädchen anfreundet, das nach Ende des Krieges Frieden stiftet zwischen ihm und dem heimkehrenden Vater, der seinerseits Kriegsgefangener in Deutschland war. F. E. Peters Erinnerungen an die französische Gefangenschaft sind festgehalten in dem Tagebuch „Kriegsgefangener in Frankreich (1914-1920)“.
The Riemann hypothesis is equivalent to the fact the the reciprocal function 1/zeta (s) extends from the interval (1/2,1) to an analytic function in the quarter-strip 1/2 < Re s < 1 and Im s > 0. Function theory allows one to rewrite the condition of analytic continuability in an elegant form amenable to numerical experiments.
On completeness of root functions of Sturm-Liouville problems with discontinuous boundary operators
(2012)
We consider a Sturm-Liouville boundary value problem in a bounded domain D of R^n. By this is meant that the differential equation is given by a second order elliptic operator of divergent form in D and the boundary conditions are of Robin type on bD. The first order term of the boundary operator is the oblique derivative whose coefficients bear discontinuities of the first kind. Applying the method of weak perturbation of compact self-adjoint operators and the method of rays of minimal growth, we prove the completeness of root functions related to the boundary value problem in Lebesgue and Sobolev spaces of various types.
We consider the Dirichlet, Neumann and Zaremba problems for harmonic functions in a bounded plane domain with nonsmooth boundary. The boundary curve belongs to one of the following three classes: sectorial curves, logarithmic spirals and spirals of power type. To study the problem we apply a familiar method of Vekua-Muskhelishvili which consists in using a conformal mapping of the unit disk onto the domain to pull back the problem to a boundary problem for harmonic functions in the disk. This latter is reduced in turn to a Toeplitz operator equation on the unit circle with symbol bearing discontinuities of second kind. We develop a constructive invertibility theory for Toeplitz operators and thus derive solvability conditions as well as explicit formulas for solutions.
Zwischen Morgen und Abend
(2012)
Diese tragische Geschichte von einem Jagdunfall, bei dem ein dreizehnjähriger Junge, einziger Sohn seiner Eltern, ums Leben kommt, ist die bekannteste Episode aus der 1975 posthum veröffentlichten Baasdörper Krönk. F.E. Peters hat sie zu Lebzeiten auf Hochdeutsch veröffentlicht. Die Erzählung variiert den Freischütz-Stoff.
Henning Rohwer wird im Dorf Esau genannt, weil sein Vater sich dazu entschieden hat, die Erbfolge zu durchbrechen und seinen Bauernhof nicht dem erstgeborenen Henning zu übertragen, sondern dem zweiten geeigneteren Sohn Fritz. Fritz soll Anna Harder heiraten. Henning versucht, durch Anritzen des Pferdegeschirrs die Brautfahrt der beiden mit einem tödlichen Unfall enden zu lassen und sich auf diese Weise den Hof zurückzuerobern. Diese Geschichte, die in der 1975 posthum publizierten Baasdörper Krönk andeutungsweise enthalten ist, wurde von F.E. Peters zu Lebzeiten auf Hochdeutsch veröffentlicht. Sie erzählt von dem sozialen Abstieg eines Verstoßenen und den archaischen Selektionsmechanismen und Abwehrstrategien einer Dorfgemeinschaft, die Verstöße ihrer Mitglieder gegen den bäuerlichen Sitten- und Ehrenkodex hart ahndet.
Weihnacht 1914 in Issoudun
(2012)
F. E. Peters wurde 1914 als junger Lehrer eingezogen und an der Marne von den Franzosen gefangengenommen. In seinen Kriegserinnerungen ("Kriegsgefangener in Frankreich (1914-1920)")beschreibt er die Zeit seiner Gefangenschaft und auch seine Freundschaft mit dem Schauspieler Willi Lohmann. In dieser Erzählung organisieren Kriegsgefangene ein Weihnachtsfest wider den Willen der Franzosen.
Am alten Markt
(2012)
Detlev von Liliencron
(2012)
Charakterisierung und Bewertung des Schaffens Detlevs von Liliencron und Überlegungen zu dessen Rezeption. Es werden Liliencrons Liebe zu Schleswig-Holstein, die Unmöglichkeit, ihn einer Schule zuzuordnen sowie die synästhetischen Qualitäten seines innovativen Werkes von dem Synästhetiker Peters hervorgehoben. Auch Humor und Menschlichkeit Liliencrons finden Erwähnung.
Der heilsame Umweg
(2012)
„Der heilsame Umweg”, 1939 mit dem Schleswig-Holsteinischen Literaturpreis ausgezeichnet, gehört zu der Gattung der deutsch-französischen Verständigungsromane, die in den dreißiger Jahren des 20. Jahrhunderts sehr erfolgreich waren. Der Roman beschreibt das Leben französischer Kriegsgefangener in einem holsteinischen Dorf während des Ersten Weltkriegs und ist das fiktionale Pendant zu den Kriegserinnerungen von F.E. Peters, der selbst von 1914 bis 1920 Gefangener in Frankreich war und dort als Dolmetscher eingesetzt wurde. Im Mittelpunkt der Handlung steht die junge Elisabeth Tormählen, die sich von der weltfremden Schülerin eines Mädchenpensionats zu einer tüchtigen Bäuerin und reifen Ehefrau entwickelt. Während ihr Mann an der Front ist, entspinnt sich eine kurze harmlose Romanze zwischen ihr und dem französischen Dolmetscher Gaston Marzais, die schnell beendet ist, als Elisabeth endgültig zu ihrem Mann findet und dieser sich nach Kriegsende von ihrer Treue überzeugen kann. Das vielschichtige Werk beschreibt unter Verzicht auf die gängigen nationalen Stereotypen oder mittels deren Demontage Deutsche und Franzosen als in ihrer Unterschiedlichkeit sehr ähnlich. Durch zahlreiche Symmetrie-Effekte und konsequent durchgeführte Perspektivwechsel, die sowohl die deutsche als auch die französische Sicht zu berücksichtigen suchen, wird das Gleiche im Fremden hervorgehoben. Gleicher Patriotismus und gleiche Opferbereitschaft auf beiden Seiten, aber auch gleiche Friedenssehnsüchte und gleiches Leiden unter den Grausamkeiten des Krieges sowie gleiche fachliche Kompetenz – denn auch die gefangenen Franzosen sind erfahrene Bauern und bewähren sich im täglichen Zusammenleben. Fanatiker wie die verbitterte Soldatenwitwe Greta Harders oder der hasserfüllte Brandstifter Maurice Thaudière werden als lebensuntüchtig dargestellt und begehen Selbstmord. Den ideologischen Grundtenor des Werkes betonen zum Schluss noch einmal die Intellektuellen: Gaston Marzais und sein deutscher Freund, der Jurist Georg Schmitt, beide erfüllt von dem Wissen um und dem Respekt vor der Kultur des anderen. Gemeinsam wollen sie nach der deutschen Niederlage weitere deutsch-französische Kriege verhindern und beschwören die pazifistische Vision eines Europas der Toleranz und der Aufklärung. „Der heilsame Umweg“ ist darüber hinaus eine Hymne an bäuerliche Kultur und familiäre Werte. So bewundert Marzais Interieur und Kleidung der alten Bäuerin Abel Schierholdt. Auch ein traditionelles norddeutsches Begräbnisritual wird detailliert beschrieben. Frankreichs Landleben ist präsent durch nostalgische Evozierungen der Gefangenen und deutliche Anklänge an den am Anfang des letzten Jahrhunderts sehr beliebten Roman von Henry Bordeaux „Les Roquevillard“ (1906), den F.E.Peters während seiner Kriegsgefangenschaft übersetzt hat. Schließlich reflektiert der Roman Macht und Ohnmacht von Sprache sowie die autobiographische Dimension literarischer Produktions- und Rezeptionsprozesse. Seine Heldin - und mit ihr der Leser - erkennt, "dass Dichtung nur echt ist als erlittenes Leben und dass sie nur aus der Erfahrung des Leides verstanden wird."
Die schmale Brücke
(2012)
"Die schmale Brücke" ist eine Dreiecksgeschichte, die das Ringen zweier ungleicher Männer um eine junge Frau schildert. Der fleißige und solide Mittelschulrektor Peter Hansen, der unter der Kinderlosigkeit und Kälte seiner Frau leidet, trifft nach dem Ersten Weltkrieg seinen "Jugendfeind", den redegewandten, bei den Damen hoch beliebten Werner Hagemann wieder, welcher im Zug die Lehrerin Ursula Wüstenhagen kennengelernt hat, eine Kollegin Peter Hansens, in die dieser sich verliebt hat. In schwüler Gesprächsatmosphäre entwickelt sich eine Rivalität, die zunehmend bedrohliche Züge annimmt. Mordgedanken keimen auf. Schließlich fordert Peter Hansen, auf ein Gottesurteil hoffend, Werner Hagemann zu einem lebensgefährlichen Kräftemessen auf einer Brücke auf. Die Erzählung ist das einzige Werk von F. E. Peters, das im Lehrermilieu spielt. Verwoben mit der spannungsreichen Dreiecksbeziehung sind Themen der Frauenemanzipation und modernen Pädagogik sowie zahlreiche literarische Reminiszenzen an den "Zauberberg" oder auch an Goethe und Hölderlin, insbesondere in der zentralen Frage der "Schicksalswürdigkeit". Der ursprünglich von Peters gewählte Titel ("Der Schicksalswürdige") wurde auf Wunsch des Verlages in "Die schmale Brücke" geändert.
"Die dröge Trina" erzählt eine von F. E. Peters in hochdeutscher Sprache veröffentlichte Geschichte aus der "Baasdörper Krönk", der bedeutenden niederdeutschen Dorfchronik desselben Autors. Der Roman, 1946 erschienen, beschreibt, wie die Bauerntochter Trina Dührsen, raffgierige Anbeterin des "Taler-Gottes", durch ihre Habgier das Leben ihres Bruders und ihres Ehemannes zerstört und versucht, ihren Neffen Wilhelm um sein Erbe zu bringen. Der Roman findet dennoch ein versöhnliches Ende, als Trina inmitten der Inflation der Jahre 1922/1923 die Entwertung ihres Geldes und damit die Vergänglichkeit irdischer Güter erlebt, gleichzeitig aber menschliche Werte schätzen lernt . Der eigenwillige Untertitel "Geschichte einer Poahr Dangoaß" bezieht sich auf den Spitz- und Schimpfnamen Trinas, eine Verballhornung des französischen Begriffs "poire d’angoisse" (für das Folterinstrument der Mundbirne), der ihr in Anspielung an ihren schlechten Charakter und die schönen, aber wenig schmackhaften Birnen ihres Hofes, die "Gurgelschnürer", verliehen wurde. "Die dröge Trina" schildert mit freundlich-ironischer Empathie mentalitätsgeschichtlich aufschlussreiche Verhaltensweisen, Sitten und Bräuche der norddeutschen Provinz im Zeitalter der Industrialisierung. Berühmtheit hat die Beschreibung eines Schweinewiegens erlangt. Die dröge Trina ist 1945 als Fortsetzungsroman unter dem Titel "Trina Dührsen" in den Flensburger Nachrichten erschienen.
Die Arbeit geht der Frage nach inwiefern die Capability Based View (CBV) einen Erklärungsbeitrag für die Verwaltungsforschung leisten kann. Dazu unterzieht sie die CBV einer kritischen Betrachtung und benennt die wichtigsten Merkmale dieses – nach wie vor unscharfen – Konzepts mit Bezug zum öffentlichen Sektor. Sie zeigt Parallelen von Ansätzen und Ergebnissen der Verwaltungsforschung zur CBV auf und stellt ihre generelle Verwendbarkeit in diesem Kontext fest. Ebenso diagnostiziert sie jedoch signifikanten Verbesserungsbedarf hinsichtlich der Klarheit des Konzepts. Eine Fokussierung auf den öffentlichen Sektor verspricht eher eine Konsolidierung und Weiterentwicklung der CBV als deren Erforschung im Privatsektor, da das multidimensionale und mehrstufige Verständnis von Performance im öffentlichen Sektor deutlich besser zur Wirkungslogik der CBV passt. Die Arbeit schließt mit einer Forschungsagenda, welche die wichtigsten Fragen zur Weiterentwicklung aufzeigt, und dem Appell für mehr qualitative empirische Forschung in diesem neuen Feld des Public Managements.
We study maximal subsemigroups of the monoid T(X) of all full transformations on the set X = N of natural numbers containing a given subsemigroup W of T(X), where each element of a given set U is a generator of T(X) modulo W. This note continues the study of maximal subsemigroups of the monoid of all full transformations on an infinite set.
The authors discuss the use of the discrepancy principle for statistical inverse problems, when the underlying operator is of trace class. Under this assumption the discrepancy principle is well defined, however a plain use of it may occasionally fail and it will yield sub-optimal rates. Therefore, a modification of the discrepancy is introduced, which takes into account both of the above deficiencies. For a variety of linear regularization schemes as well as for conjugate gradient iteration this modification is shown to yield order optimal a priori error bounds under general smoothness assumptions. A posteriori error control is also possible, however at a sub-optimal rate, in general. This study uses and complements previous results for bounded deterministic noise.
In the limit we analyze the generators of families of reversible jump processes in the n-dimensional space associated with a class of symmetric non-local Dirichlet forms and show exponential decay of the eigenfunctions. The exponential rate function is a Finsler distance, given as solution of certain eikonal equation. Fine results are sensitive to the rate functions being twice differentiable or just Lipschitz. Our estimates are similar to the semiclassical Agmon estimates for differential operators of second order. They generalize and strengthen previous results on the lattice.
We analyze a general class of difference operators containing a multi-well potential and a small parameter. We decouple the wells by introducing certain Dirichlet operators on regions containing only one potential well, and we treat the eigenvalue problem as a small perturbation of these comparison problems. We describe tunneling by a certain interaction matrix similar to the analysis for the Schrödinger operator, and estimate the remainder, which is exponentially small and roughly quadratic compared with the interaction matrix.
We say that (weak/strong) time duality holds for continuous time quasi-birth-and-death-processes if, starting from a fixed level, the first hitting time of the next upper level and the first hitting time of the next lower level have the same distribution. We present here a criterion for time duality in the case where transitions from one level to another have to pass through a given single state, the so-called bottleneck property. We also prove that a weaker form of reversibility called balanced under permutation is sufficient for the time duality to hold. We then discuss the general case.
For a sequence of Hilbert spaces and continuous linear operators the curvature is defined to be the composition of any two consecutive operators. This is modeled on the de Rham resolution of a connection on a module over an algebra. Of particular interest are those sequences for which the curvature is "small" at each step, e.g., belongs to a fixed operator ideal. In this context we elaborate the theory of Fredholm sequences and show how to introduce the Lefschetz number.
We introduce a theoretical framework for performing statistical hypothesis testing simultaneously over a fairly general, possibly uncountably infinite, set of null hypotheses. This extends the standard statistical setting for multiple hypotheses testing, which is restricted to a finite set. This work is motivated by numerous modern applications where the observed signal is modeled by a stochastic process over a continuum. As a measure of type I error, we extend the concept of false discovery rate (FDR) to this setting. The FDR is defined as the average ratio of the measure of two random sets, so that its study presents some challenge and is of some intrinsic mathematical interest. Our main result shows how to use the p-value process to control the FDR at a nominal level, either under arbitrary dependence of p-values, or under the assumption that the finite dimensional distributions of the p-value process have positive correlations of a specific type (weak PRDS). Both cases generalize existing results established in the finite setting, the latter one leading to a less conservative procedure. The interest of this approach is demonstrated in several non-parametric examples: testing the mean/signal in a Gaussian white noise model, testing the intensity of a Poisson process and testing the c.d.f. of i.i.d. random variables. Conceptually, an interesting feature of the setting advocated here is that it focuses directly on the intrinsic hypothesis space associated with a testing model on a random process, without referring to an arbitrary discretization.