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Die vorliegende Arbeit behandelt das Forschungsthema der Entstehung des flüssigen Eisenkerns im Zentrum unseres Planeten. Dieses bislang wenig verstandene Gebiet ist reich an Fragestellungen, sowohl für Experimentatoren als auch für die Geodynamik. Es gibt sehr viele Arbeiten, die den Bildungsprozess experimentell untersuchen, jedoch wurde in den letzten Jahren die numerische Untersuchung in diesem Gebiet kaum vorangetrieben. Der experimentelle Teil der Arbeit stellt sich hierbei der aktuellen Frage nach der Perkolationsschwelle
1 von Eisenschmelze in der Silikatmatrix der Protoerde, während numerisch die Effekte von Potenzgesetzkriechen, Dissipation und Schmelzsegregation beim Absinken eines Eisendiapirs nach Ausbildung eines ersten flachen Magmaozeans in der Protoerde behandelt werden. Die genauen Fragestellungen könnnen dabei im letzten Abschnitt der Einleitung gefunden werden.
Im Rahmen dieser Arbeit wird der aktuelle Stand auf dem Gebiet des Lokalen Lovász Lemmas (LLL) beschrieben und ein Überblick über die Arbeiten zu konstruktiven Beweisen und Anwendungen gegeben. Ausgehend von Jószef Becks Arbeit zu einer algorithmischen Herangehensweise, haben sich in den letzten Jahren im Umfeld von Moser und Tardos und ihren Arbeiten zu einem konstruktiven Beweis des LLL eine erneute starke Beschäftigung mit dem Thema und eine Fülle von Verbesserungen entwickelt.
In Kapitel 1 wird als Motivation eine kurze Einführung in die probabilistische Methode gegeben. Mit der First- und Second Moment Method werden zwei einfache Vorgehensweisen vorgestellt, die die Grundidee dieses Beweisprinzips klar werden lassen. Von Paul Erdős eröffnet, beschreibt es Wege, Existenzbeweise in nicht-stochastischen Teilgebieten der Mathematik mithilfe stochastischer Überlegungen zu führen. Das Lokale Lemma als eine solche Überlegung entstammt dieser Idee.
In Kapitel 2 werden verschiedene Formen des LLL vorgestellt und bewiesen, außerdem wird anhand einiger Anwendungsbeispiele die Vorgehensweise bei der Verwendung des LLL veranschaulicht.
In Kapitel 3 werden algorithmische Herangehensweisen beschrieben, die geeignet sind, von der (mithilfe des LLL gezeigten) Existenz gewisser Objekte zur tatsächlichen Konstruktion derselben zu gelangen.
In Kapitel 4 wird anhand von Beispielen aus dem reichen Schatz neuerer Veröffentlichungen gezeigt, welche Bewegung nach der Arbeit von Moser und Tardos entstanden ist. Dabei beleuchtet die Arbeit nicht nur einen anwendungsorientierten Beitrag von Haeupler, Saha und Srinivasan, sondern auch einen Beitrag Terence Taos, der die Beweistechnik Mosers aus einem anderen Blickwinkel beleuchtet.
Im Rahmen der vorliegenden Diplomarbeit wurde die Rolle der putativen mitochondrialen Kinase PINK1 untersucht. Die Mutationen in diesem Gen sind für die PARK6 Form von Morbus Parkinson ursächlich. Dies ist eine neurodegenerative Erkrankung, welche die Lebensqualität der Betroffenen weitgehend beeinträchtigt. Sie wird mit Dopamin-Ersatzmitteln und DBS (Deep Brain Stimulation) behandelt, beide nicht frei von Nebenwirkungen. Levodopa können bekannterweise zu schweren Fällen von Dyskinesie führen. Die Aufklärung der physiologischen Rolle von PINK1 würde den Wissenschaftlern auf dem Weg zur Früherkennung und anderen Therapiemöglichkeiten verhelfen. Die PARK6 Form der Parkinson Erkrankung wird derzeit anhand von verschiedenen Modellorganismen (M. musculus, D. melanogaster, D. rerio, C. elegans), sowie von verschiedenen Zellmodellen (HeLa, PC12, Fibroblasten aus PARK6 Patienten) untersucht. Als neuronale Zelllinie eignen sich die SH-SY5Y Zellen besonders gut für die Forschung an der durch den Verlust von dopaminergen Neuronen gekennzeichneten Parkinson-Erkrankung und sind diesbezüglich als ein relevantes Zellmodell breit akzeptiert (Xie et al.2010). In der vorliegenden Diplomarbeit wurden mit einem adenoviralen Konstrukt generierte PINK1 knockdown SH-SY5Y Zellen (M. Klinkenberg) als ein potentielles Zellmodell für die PARK6 Form von M. Parkinson analysiert. Als Kontrolle für die PINK1- abhängigen Effekte wurden NT (non target) Zellen herangezogen. Ausschlaggebend für die Wahl dieses Zellmodells war die Beobachtung, dass die PINK1 KD SH-SY5Y Zellen bei einer Reduktion des Serumgehaltes im Medium wesentlich langsamer wachsen als die NT Zellen (M. Jendrach). Die Serumdeprivation schien also der notwendige Stressfaktor zu sein, welcher zur Auslösung eines PINK1-abhängigen Phänotyps führen könnte. Daraus ergab sich die Frage, welche anderen PINK1-abhängigen Veränderungen unter Serumentzug zur Ausprägung kommen. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde zunächst die relative Genexpression der PINK1 KD SH-SY5Y Zellen in Bezug auf die NT Zellen untersucht. Es zeigte sich, dass der PINK1 KD bei reduziertem Serumgehalt zur Herunterregulation weiterer Parkinsonrelevanter Gene führt, deren Produkte an verschiedenen zellulären Prozessen beteiligt sind. Die Effekte traten nur bei stabil transfizierten Zellen auf und waren durch einen transienten PINK1 KD nicht reproduzierbar. Viele dieser Gene sind für die Aufrechterhaltung der mitochondrialen Homöostase bedeutsam und deshalb wurde die mitochondriale Funktion und Erscheinung in den PINK1 KD SH-SY5Y Zellen genauer erforscht. Im Gegensatz zu früheren Befunden (Mai et al. 2010) wurde eine Herunterregulation des für die mitochondriale Teilung zuständigen Fis1-Proteins ermittelt, darüber hinaus aber keine Änderung der mitochondrialen Morphologie auch nach induziertem Zellstress beobachtet (Dagda et al. 2009, Lutz et al. 2009). Ein Defizit in der mitochondrialen Atmung wurde festgestellt, nachdem die Zellen bei 1g/L Glucose kultiviert und für 24h auf ein Galaktose-haltiges Medium transferiert wurden. Außerdem wurde ähnlich zu Amo et. 2010 al eine leicht verminderte Energieladung der betreffenden Zellen gefunden. Keine Beeinträchtigung der mtDNA-Integrität oder der Überlebensrate bei H2O2-induziertem oxidativen Stress wurde beobachtet. Weiterhin wurde untersucht, inwiefern die in den PINK1 KD SH-SY5Y Zellen beobachteten Veränderungen in der Genexpression auf weitere Zellmodelle (PINK1 KD HeLa, kortikale Neurone aus PINK1 KO und PINK1 KO / A53T alpha Synuclein überexprimierenden Mäusen) übertragbar sind. Dabei wurden einige Gemeinsamkeiten zwischen den PINK1 KD SH-SY5Y Zellen und den PINK1 KO /A53T α Synuclein überexprimierenden kortikalen Neuronen ermittelt. Angesichts des Verlustes von dopaminergen Neuronen in M. Parkinson wäre es bedeutsam nachzuvollziehen, ob und wie die verminderte Expression Parkinson-relevanter Gene in diesen PINK1 KD Zellmodellen kompensiert wird, so dass die Zellen trotz der genetischen Einschränkung bei idealisierten in vitro Bedingungen gut überleben können. Hier ist es vorstellbar, dass zusätzlicher Zellstress die Gemeinsamkeiten zwischen den PINK1 KD SH-SY5Y Zellen und den PINK1 KO / A53T SNCA überexprimierenden Neuronen erweitern könnte. Diesbezüglich wäre es auch relevant zu erforschen, unter welchen Umständen die potentiellen Kompensationsmechanismen versagen, so dass das Zellüberleben nicht mehr gewährleistet wird. Im Licht des altersbedingten Ausbruchs der Symptome bei M. Parkinson würden diese neuen Erkenntnisse dazu beitragen, die möglichen auslösenden Faktoren zu erfassen und so ein tieferes Verständnis der molekularen Mechanismen dieser schwerwiegenden Erkrankung zu erhalten.
Die Arbeit analysiert den Begriff sowie den Wert der Freiheit in den Schriften des kanadischen Philosophen Charles Taylor, unter Bezugnahme auf dessen politische Philosophie und philosophische Anthropologie. Die begriffliche Klärung basiert auf einer Systematisierung der positiven Verwendung des Freiheitsbegriffes in Taylors Gesamtwerk. Die Wertanalyse interpretiert die Ergebnisse der Systematisierung in Bezug auf die Frage, ob Freiheit in Taylors Verständnis ein extrinsischer oder ein intrinsischer Wert ist.
Das HADES-Experiment (High Acceptance DiElectron Spectrometer) am SIS der GSI wurde zur Messung der e+e−-Paare dileptonischer Zerfälle der leichten Vektormesonen im Energiebereich von 1 − 2 AGeV entwickelt. Eine der Hauptanforderungen an das Spurverfolgungssystem des Spektrometers ist eine Ortsauflösung von 100 μm, die benötigt wird, um die geforderte Massenauflösung von 1 % im Bereich der !-Masse zu erzielen. Das Spurverfolgungssystem besteht aus vier Ebenen mit Vieldrahtdriftkammern (Multi-wire Drift Chambers (MDCs)) niedriger Massenbelegung (low-mass), die aus je 6 Auslesedrahtebenen bestehen. Die primäre Messgröße von Driftkammern ist die Driftzeit der entlang einer Teilchenspur generierten Elektronen der Primärionisation zum Auslesedraht. Um die gemessene Driftzeit in eine Ortskoordinate umrechnen zu können, ist eine genaue Kenntnis der Ort-Zeit-Korrelation der Driftzellen und eine präzise Kalibrierung der gemessenen Zeiten nötig. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine neue Methode zur Bestimmung der Kalibrierungsparameter der Driftzeiten mittels der Einkoppelung eines externen elektrischen Pulses auf die Drahtebenen der Driftkammern entwickelt und mit der herkömmlichen Methode der Kalibrierung verglichen. Zur Kalibrierung wurden elektrische Pulse durch die Hochspannungsverteilung der Driftkammern auf die Potentialdrahtebenen geleitet und somit Signale auf die Signaldrähte induziert. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Signale auf den Drähten, die zur Berücksichtigung der Laufzeiten benötigt wird, wurde experimentell bestimmt. Die Genauigkeit der Methode zur Bestimmung der Kalibrierungsparameter übertrifft die Auflösung der Driftzeitmessung der Driftkammern. Die Kalibrierung der Driftzeiten benötigt nur wenig Rechen- und Zeitaufwand und stellt die Kalibrierungsparameter in gleich hoher Präzision für alle Driftzellen zur Verfügung. Die Qualität der Kalibrierung wird im Gegensatz zur herkömmlichen Methode prinzipbedingt nicht durch Fluktuationen der Startzeit des jeweiligen Stoßereignisses und die Flugzeit der dabei emittierten Teilchen zu den Driftzellen, sowie des elektronischen Rauschens beeinflusst. Die Qualität der Kalibrierung konnte gegenüber der herkömmlichen Methode signifikant verbessert werden. Die Auswirkung der Kalibrierungsparameter auf die Spurrekonstruktion wurde untersucht und für die beiden Kalibrierungsmethoden verglichen. Die Ergebnisse lassen keinen eindeutigen Schluss auf die Auswirkung der Fehler in der Kalibrierung auf die Qualität der Spurrekonstruktion zu, da die Ergebnisse der Spurrekonstruktion von anderen Effekten dominiert werden.
Im Sommer 1992 wurde an Abschnitten der Rur und ihres Nebenflusses Inde (Niederrheinische Bucht, Nordrhein-Westfalen) die Ufervegetation pflanzensoziologisch untersucht und die lokale Verbreitung von Neophyten mit Hilfe einer speziell entwickelten Methode der Feinkartierung erfaßt.
Die Ufervegetation der Rur weist nur in zwei Teilbereichen natürliche bzw. naturnahe Vegetationstypen der Flußufer in guter Ausbildung auf; hier treten flächenhaft Gesellschaften der Convolvuletalia, des Phragmition und Sparganio-Glycerion, des Bidention und des Salicion purpureae auf. Die übrigen Bereiche der Rur und ebenso die Inde sind ausgebaut und durch relativ intensiv "gepflegte", botanisch verarmte Ufer gekennzeichnet.
Insgesamt wurden knapp 60 Kilometer Uferstrecke abgegangen und dabei etwa 30 neophytische Sippen nachgewiesen; hiervon wurden 15 ausgewählte Sippen systematisch kartiert. Für etwa ein Dutzend im Untersuchungsgebiet häufigere Neophyten wurden Verbreitungskarten erstellt und diskutiert.
Parallel zur Feinkartierung von Neophyten wurden im Gelände und aus schriftlichen Quellen verschiedene Formen anthropogener Standortveränderungen erfaßt, um Hinweise auf Zusammenhänge mit der Ausbreitung der Neophyten zu erhalten.
Aus einer Sichtung der diesbezüglichen Literatur ergaben sich zwei Gruppen von Hypothesen darüber, welcher Typ von anthropogenen Einflüssen die Ausbreitung von Neophyten an Flüssen besonders begünstigt: von einigen Autoren wurden direkte mechanische Eingriffe im Uferbereich, wie Kanalisierung und Auwaldrodung, als maßgeblich betrachtet, von anderen Autoren wurde dagegen in den chemischen Belastungen des Flußwassers der Hauptfaktor vermutet. Es wurde in der vorliegenden Arbeit aber davon ausgegangen, daß die Daten, die bisher zu Aussagen über die Neophyten-Problematik an Flußufern herangezogen wurden, im wesentlichen auf zu kleinmaßstäbigen Kartierungen und auf zu spezieller Betrachtung einzelner neophytischer Arten beruhten.
Deshalb wurde in der vorliegenden Arbeit versucht, zusätzlich zur Feinkartierung einen neuen methodischen Ansatz zu entwickeln, um die Bedeutung, die Neophyten insgesamt in der Vegetation eines bestimmten Flußabschnitts haben, synthetisch zu analysieren.
Es wurde ein "Neophyten-Index" als Maß des Neophytenreichtums ermittelt; er bezieht sich immer auf einen bestimmten Flußabschnitt und ergibt sich aus der Gesamtzahl und Häufigkeit der in dem Abschnitt gefundenen neophytischen Sippen. Der Neophyten-Index als synthetischer Ausdruck floristischer Veränderungen ermöglichte einen groben Vergleich mit Daten zu anthropogenen Standortveränderungen. Die Probleme derartiger schematischer Berechnungen wurden diskutiert; alle Aussagen über die Ergebnisse mußten vorbehaltlich der Notwendigkeit kritischer Interpretation erfolgen.
Eine wichtige Rolle bei den Untersuchungen spielte die Frage des Status von Neophyten-Vorkommen; wesentlich war auch die Kenntnis der aktuellen Phase der Einwanderung eines Neophyten in das Untersuchungsgebiet. Vorkommen mit zufälligem Charakter, also unbeständige oder vorpostenartige Vorkommen, erlauben nur begrenzt ökologische Aussagen. Deshalb waren nicht alle gefundenen Neophyten gleichermaßen für die Berechnung eines Neophyten-Index verwendbar. Neben Beobachtungen im Gelände waren zur Beurteilung dieser Fragen umfangreiche Auswertungen der Literatur notwendig. Als Ergebnis wurde also zunächst sippenbezogen die Geschichte der Ausbreitung rekonstruiert, sowie die gegenwärtige Verbreitung und der Status im Untersuchungsgebiet ermittelt. Acht Neophyten wurden dann als geeignet befunden, in die Berechnung des Neophyten-Index einzugehen.
Es ergaben sich deutliche Unterschiede im Neophyten-Index verschiedener Flußabschnitte: für den unteren Bereich der Rur unterhalb der Einmündung der Inde und besonders für die Inde selbst ergaben sich deutlich höhere Neophyten-Indices als für den oberen Bereich der Rur.
Entgegen häufigen allgemeinen Angaben in der Literatur gab es im Untersuchungsgebiet keinen erkennbaren Zusammenhang zwischen dem Ausbauzustand eines Flußabschnittes und dessen Neophytenreichtum; einige naturnah mäandrierende Abschnitte der Rur waren deutlich neophytenreicher als andere, regulierte Abschnitte.
Ebensowenig war im gewählten Maßstabsbereich ein Zusammenhang zwischen der Beschattung der Ufer durch Gehölze und dem Neophytenreichtum festzustellen; der gesamte obere Bereich der Rur war trotz geringer Beschattung relativ neophytenarm.
Eine sehr auffällige Koinzidenz besteht jedoch zwischen Neophyten-Index und der Gewässergüteklasse der Teilabschnitte; die Inde ist durch vor allem industrielle Abwässer erheblich verschmutzt, während die Rur oberhalb der Einmündung der Inde nur geringere Belastungen aufzuweisen hat. Eine deutliche Abhängigkeit der Neophyten-Ausbreitung von der Gewässerbelastung wurde in der Literatur bisher zwar von einigen Autoren vermutet, jedoch nie durch exakte Kartierungen in geeigneten Untersuchungsgebieten nachgewiesen.
Die hier nachgewiesene Koinzidenz zwischen Gewässerbelastung und Neophytenreichtum muß mit Vorsicht interpretiert werden; weitere Faktoren unbekannter Bedeutung kommen hinzu. Als Einschleppungsort bzw. Ausbreitungszentrum von Neophyten könnte etwa die Industrieregion im Einzugsgebiet der Inde - oberhalb des Untersuchungsgebiets - eine Rolle spielen. Auch ein Einfluß des Abflußregimes auf die Ausbreitung von Neophyten kann nach den vorliegenden Daten nicht ausgeschlossen werden.
Abschließend werden die konkreten Standortfaktoren Wasserhaushalt und Bodensubstrat bezüglich ihrer noch weitgehend im Dunkeln liegenden Abwandlung durch anthropogene Einflüsse diskutiert.
Transnationale Verlagerung von Care-Arbeit in Hinblick auf Ausbeutungs- und Emanzipationsaspekte
(2010)
Chapter 1 contains the general background of our work. We briefly discuss important aspects of quantum chromodynamics (QCD) and introduce the concept of the chiral condensate as an order parameter for the chiral phase transition. Our focus is on the concept of universality and the arguments why the O(4) model should fall into the same universality class as the effective Lagrangian for the order parameter of (massless) two-flavor QCD. Chapter 2 pedagogically explains the CJT formalism and is concerned with the WKB method. In chapter 3 the CJT formalism is then applied to a simple Z(2) symmetric toy model featuring a one-minimum classical potential. As for all other models we are concerned with in this thesis, we study the behavior at nonzero temperature. This is done in 1+3 dimensions as well as in 1+0 dimensions. In the latter case we are able to compare the effective potential at its global minimum (which is minus the pressure) with our result from the WKB approximation. In chapter 4 this program is also carried out for the toy model with a double-well classical potential, which allows for spontaneous symmetry breaking and tunneling. Our major interest however is in the O(2) model with the fields treated as polar coordinates. This model can be regarded as the first step towards the O(4) model in four-dimensional polar coordinates. Although in principle independent, all subjects discussed in this thesis are directly related to questions arising from the investigation of this particular model. In chapter 5 we start from the generating functional in cartesian coordinates and carry out the transition to polar coordinates. Then we are concerned with the question under which circumstances it is allowed to use the same Feynman rules in polar coordinates as in cartesian coordinates. This question turns out to be non-trivial. On the basis of the common Feynman rules we apply the CJT formalism in chapter 6 to the polar O(2) model. The case of 1+0 dimensions was intended to be a toy model on the basis of which one could more easily explore the transition to polar coordinates. However, it turns out that we are faced with an additional complication in this case, the infrared divergence of thermal integrals. This problem requires special attention and motivates the explicit study of a massless field under topological constraints in chapter 8. In chapter 7 we investigate the cartesian O(2) model in 1+0 dimensions. We compare the effective potential at its global minimum calculated in the CJT formalism and via the WKB approximation. Appendix B reviews the derivation of standard thermal integrals in 1+0 and 1+3 dimensions and constitutes the basis for our CJT calculations and the discussion of infrared divergences. In chapter 9 we discuss the so-called path integral collapse and propose a solution of this problem. In chapter 10 we present our conclusions and an outlook. Since we were interested in organizing our work as pedagogical as possible within the narrow scope of a diploma thesis, we decided to make extensive use of appendices. Appendices A-H are intended for students who are not familiar with several important concepts we are concerned with. We will refer to them explicitly to establish the connection between our work and the general context in which it is settled.