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Buch des Monats August 2024
(2024)
Experimental data from the NA49 collaboration show an unexpectedly steep rise of the rapidity width of the ϕ meson as function of beam energy, which was suggested as possible interesting signal for novel physics. In this work we show that the Ultra-relativistic Quantum-Molecular-Dynamics (UrQMD) model is able to reproduce the shapes of the rapidity distributions of most measured hadrons and predicts a common linear increase of the width for all hadrons. Only when following the exact same analysis technique and experimental acceptance of the NA49 and NA61/SHINE collaborations, we find that the extracted value of the rapidity width of the ϕ increases drastically for the highest beam energy. We conclude that the observed steep increase of the ϕ rapidity width is a problem of limited detector acceptance and the simplified Gaussian fit approximation.
Autophagy is an important degradation pathway mediating the engulfment of cellular material (cargo) into autophagosomes followed by degradation in autophagosomes.
Different stress stimuli, e.g. nutrient deprivation, oxidative stress or organelle damage, engage autophagy to maintain cellular homeostasis, recycle nutrients or remove damaged cell organelles. Autophagy not only degrades bulk cytoplasmic material but also selective autophagic cargo, for example lysosomes (lysophagy), mitochondria (mitophagy), ER (ER-phagy), lipid droplets (lipophagy), protein aggregates (aggrephagy) or pathogens (xenophagy). Selective autophagy pathways are regulated by selective autophagy receptors which bind to ubiquitinated cargo proteins and link them to LC3 on the autophagosomal membrane.
Ubiquitination is an essential post-translational modification controlling different cellular processes such as proteasomal and lysosomal degradation or innate immune signaling.
M1-linked (linear) poly-Ubiquitin (poly-Ub) chains are exclusively assembled by the E3 ligase linear ubiquitin chain assembly complex (LUBAC) and removed by the M1 poly-Ub-specific OTU domain-containing deubiquitinase with linear linkage specificity (OTULIN). In addition to key functions in innate immune signaling and nuclear factor-κB (NF-κB) activation, M1 ubiquitination is also implicated in the regulation of autophagy.
LUBAC and OTULIN control autophagy initiation and maturation and the autophagic clearance of invading bacteria via xenophagy. However, additional functions of LUBAC- and OTULIN-regulated M1 ubiquitination in autophagy are largely unknown and it also remains unexplored if LUBAC and OTULIN control other selective autophagy pathways in addition to xenophagy. This study aimed to unravel the role of LUBAC- and OTULIN-controlled M1 ubiquitination in bulk and selective autophagy in more detail.
In this study, characterization of OTULIN-depleted MZ-54 glioblastoma (GBM) cells revealed that OTULIN deficiency results in enhanced LC3 lipidation in response to autophagy induction and upon blockade of late stage autophagy with Bafilomycin A1 (BafA1). Furthermore, electron microscopy analysis showed that OTULIN-deficient cells have an increased number of degradative compartments (DGCs), confirming enhanced autophagy activity upon loss of OTULIN. APEX2-based autophagosome content profiling identified various OTULIN-dependent autophagy cargo proteins. Among these were the autophagy receptor TAX1BP1 which regulates different forms of selective autophagy (e.g. lysophagy, aggrephagy) and the glycan-binding protein galectin-3 which serves key functions in lysophagy, suggesting a role of OTULIN and M1 poly-Ub in the regulation of aggrephagy and lysophagy.
Abstract 2
To study aggrephagy, protein aggregation was induced with puromycin which causes premature termination of translation and accumulation of defective ribosomal products (DRiPs). Loss of OTULIN increased the number of M1 poly-Ub-positive foci and insoluble proteins and reduced the levels of soluble TAX1BP1 and p62 in response to puromycin-induced proteotoxic stress.
Intriguingly, upon induction of lysosomal membrane permeabilization (LMP) with the lysosomotropic drug L-Leucyl-L-Leucine methyl ester (LLOMe), M1 poly-Ub strongly accumulated at damaged lysosomes and colocalized with TAX1BP1- and galectin-3-positive puncta. M1 poly-Ub-modified lysosomes formed a platform for NF-κB essential modulator (NEMO) and inhibitor of κB (IκB) kinase (IKK) complex recruitment and local NF-κB activation in a K63 poly-Ub- and OTULIN-dependent manner. Furthermore, inhibition of lysosomal degradation enhanced LLOMe-induced cell death, suggesting pro-survival functions of lysophagy following LMP. Enrichment of M1 poly-Ub at damaged lysosomes was also observed in human dopaminergic neurons and in primary mouse embryonic cortical neurons, confirming the importance of M1 poly-Ub in the response to lysosomal damage.
Together, these results identify OTULIN as a negative regulator of autophagy induction and the autophagic flux and reveal OTULIN-dependent autophagy cargo proteins.
Furthermore, this study uncovers novel and important roles of M1 poly-Ub in the response to lysosomal damage and local NF-κB activation at damaged lysosomes.
In der Welt der wilden Kerle : eine populäre Serie im Zeichen des russisch-ukrainischen Krieges
(2024)
Zum Jahreswechsel 2023/2024 gelang einer russischen Fernsehserie, was während Russlands Krieg gegen die Ukraine eigentlich unvorstellbar scheint: Innerhalb weniger Tage entwickelte sich "Ehrenwort eines Kerls. Blut auf dem Asphalt" ("Slowo pazana. Krow na asfalte", 2023) beiderseits der Schützengräben zur populärsten Serie des Jahres. Die Zuschauer- und Klickzahlen erreichten Rekordhöhen und der Titelsong "Pyjala" (dt. 'Glas') der tatarischen Band Aigel schaffte es an die Spitze diverser Hitparaden in beiden Ländern. In der Russischen Föderation war die Serie zwar mit der Altersgrenze "18+" versehen und nur bei den privaten Streamingdiensten Wink und START zu sehen. Doch schon während der Ausstrahlung der acht Folgen der ersten Staffel vom 9. November bis 21. Dezember 2023 verbreitete die Serie sich blitzschnell über Telegram und andere digitale Kanäle. Sätze wie "Kerle entschuldigen sich nicht" oder "Denk dran, du bist jetzt ein Kerl, du bist jetzt auf der Straße, und ringsherum sind Feinde" wurden zu geflügelten Worten. Pädagogen und Politikerinnen schlugen Alarm, als in der Presse Berichte auftauchten, die von durch die Serie inspirierten Schlägereien berichteten, und zwar sowohl in Russland als auch in der Ukraine. Bevor die letzten Folgen überhaupt ausgestrahlt worden waren, gab es auf "Ehrenwort eines Kerls" bereits in beiden Ländern ein breites Medienecho, wobei die Kritiken kontrovers ausfielen und von enthusiastischer Begeisterung bis zu hellem Entsetzen und kategorischer Ablehnung reichten. In der Ukraine kreiste die Diskussion vor allem um die Frage, ob die Fernsehserie allein schon deshalb gefährliche Kriegspropaganda sei, weil sie aus dem Feindesland kommt. In Russland erregte die vermeintliche Romantisierung der Verbrecherwelt Anstoß. Manche Kritiker deuteten die Serie aber auch als subversiven Zerrspiegel der militärischen Aggression. Was war das aber für ein populärkulturelles Werk, das für so viel Aufmerksamkeit und Aufregung sorgte?
Als Carlo Ginzburg die These formulierte, dass die Geisteswissenschaften wie die Kriminalliteratur im sog. "Indizienparadigma" gründeten, hatte er mit Sherlock Holmes einen Detektiv vor Augen, der persönlich den Tatort besichtigte. Dort erhob er Spuren, kombinierte sie und kam in oftmals ingeniösen, aber auch höchst spekulativen Schlussfolgerungen zur Lösung seines Falls. Vor dem Hintergrund aktueller Entwicklungen in Forschung und Fahndung muss dieses materiell und empirisch grundierte "Indizienparadigma" jedoch einer Revision unterzogen werden. Denn seit der Privatdetektiv von "Kommissar Computer" Konkurrenz bekommen hat, haben sich die Investigationspraktiken grundlegend gewandelt: So können computergestützte Fahndungs- und Aufklärungsmethoden eine Besichtigung des Tatorts ersetzen, während algorithmische Wahrscheinlichkeitsrechnung vergangene wie zukünftige Fälle erhellt. Der vorliegende Sammelband mit Beiträgen aus der Literatur-, Medien- und Designwissenschaft untersucht, inwiefern solche "virtuellen Investigationen" in Literatur und Kunst der Gegenwart eine Revision des Indizienparadigmas einschließen - und inwiefern Begriffe der Virtualität bereits die Investigativarbeit im 19. Jahrhundert prägten
Jet-hadron correlations with respect to the event plane in √sNN = 200 GeV Au+Au collisions in STAR
(2024)
Angular distributions of charged particles relative to jet axes are studied in sNN−−−√ = 200 GeV Au+Au collisions as a function of the jet orientation with respect to the event plane. This differential study tests the expected path-length dependence of energy loss experienced by a hard-scattered parton as it traverses the hot and dense medium formed in heavy-ion collisions. A second-order event plane is used in the analysis as an experimental estimate of the reaction plane formed by the collision impact parameter and the beam direction. Charged-particle jets with 15<pT,jet< 20 and 20<pT,jet< 40 GeV/c were reconstructed with the anti-kT algorithm with radius parameter setting of (R=0.4) in the 20-50\% centrality bin to maximize the initial-state eccentricity of the interaction region. The reaction plane fit method is implemented to remove the flow-modulated background with better precision than prior methods. Yields and widths of jet-associated charged-hadron distributions are extracted in three angular bins between the jet axis and the event plane. The event-plane (EP) dependence is further quantified by ratios of the associated yields in different EP bins. No dependence on orientation of the jet axis with respect to the event plane is seen within the uncertainties in the kinematic regime studied. This finding is consistent with a similar experimental observation by ALICE in sNN−−−√ = 2.76 TeV Pb+Pb collision data.
Die dritte universitätsweite Studierendenbefragung fand zwischen Ende November 2022 und Ende Januar 2023 statt und setzte damit den fünfjährigen Turnus der Befragung fort (Wintersemester 2012/13, Wintersemester 2017/18). Im vorliegenden Bericht werden die Informationen des Basisbogens der Studierendenbefragung 2023 dargestellt, wobei vornehmlich einzelne (univariate) Fragestellungen deskriptiv betrachtet und die Ergebnisse als Grafiken und/oder Tabellen dargestellt werden.
A taxonomic study on the Afrotropical genera Afrepipona Giordani Soika, 1965 and Afrepsilon gen. nov. is presented. Twenty new species are described, of which 15 are in Afrepipona (Afrepipona anomala sp. nov., Afrepipona cellularis sp. nov., Afrepipona clonata sp. nov., Afrepipona cuprea sp. nov., Afrepipona lamellata sp. nov., Afrepipona lamptula sp. nov., Afrepipona lobulata sp. nov., Afrepipona meridionalis sp. nov., Afrepipona occidentalis sp. nov., Afrepipona orientalis sp. nov., Afrepipona punctatissima sp. nov., Afrepipona scabra sp. nov., Afrepipona segregata sp. nov., Afrepipona ulterior sp. nov., Afrepipona vulcanica sp. nov.) and five are in Afrepsilon (Afrepsilon aterrimum gen. et sp. nov., Afrepsilon ferrugineoaureum gen. et sp. nov., Afrepsilon hybridum gen. et sp. nov., Afrepsilon minor gen. et sp. nov., and Afrepsilon pictum gen. et sp. nov.). Afrepipona lamptoensis Giordani Soika, 1965 is withdrawn from synonymy with A. angusta (de Saussure, 1863) and subsequently revalidated. Afrepipona unifasciata Gusenleitner, 2012 is transferred to the genus Antodynerus de Saussure, 1855 (Antodynerus unifasciatus comb. nov.). Keys to all known species are provided.
Species lists play an important role in biology and practical domains like conservation, legislation, biosecurity and trade regulation. However, their effective use by non-specialist scientific and societal users is sometimes hindered by disagreements between competing lists. While it is well-known that such disagreements exist, it remains unclear how prevalent they are, what their nature is, and what causes them. In this study, we argue that these questions should be investigated using methods based on taxon concept rather than methods based on Linnaean names, and use such a concept-based method to quantify disagreement about bird classification and investigate its relation to research effort. We found that there was disagreement about 38% of all groups of birds recognized as a species, more than three times as much as indicated by previous measures. Disagreement about the delimitation of bird groups was the most common kind of conflict, outnumbering disagreement about nomenclature and disagreement about rank. While high levels of conflict about rank were associated with lower levels of research effort, this was not the case for conflict about the delimitation of bird groups. This suggests that taxonomic disagreement cannot be resolved simply by increasing research effort.
In this study, we describe two new species of Mesobiotus based on morphological data collected through light and scanning electron microscopy. Descriptions include DNA sequences of four commonly used molecular markers (18S rDNA, 28S rDNA, ITS-2, and COI). Mesobiotus efa sp. nov. was discovered in North-West Russia and belongs to the group of species with smooth cuticle, harmsworthi-type OCA, typical Mesobiotus claws IV with unindented lunules, and egg chorion with reticulated processes in form of ‘sharp wide cones’ or ‘cones with long slender endings’, egg process bases with well-developed crone of dark thickenings without finger-like projections, and egg shell surface between the processes with ridges without reticulation, areolation or semi-areolation. It can be distinguished from all know species of this group by a unique combination of morphological and morphometric characters. Mesobiotus vulpinus sp. nov. was found in the Russian Far East, and is similar to Mesobiotus mauccii by having an egg chorion with polygonal relief. The new species can be distinguished from M. mauccii by having a narrower buccal tube, by details of oral cavity armature, and by longer egg chorion processes. Furthermore, we provide results of the phylogenetic analyses of the genus Mesobiotus conducted in this study.
A comprehensive checklist and host plants of Aphididae (Aphidomorpha: Hemiptera) from Pakistan
(2024)
The family Aphididae (Hemiptera) represents one of the most diverse groups of sap-sucking insect pests referred to as aphids or plant-lice, with 366 species reported in Pakistan, associated with wide array of agricultural and horticultural crops, including fruit and forest trees, weeds, grasses, shrubs, and vines. This work aims to provide an updated checklist of aphids and their associated host plants documented across various regions of Pakistan. The checklist consolidates information from various published literature sources, including annotated checklists, regional distribution data, and host plant records from Pakistan. In this study, we present an annotated checklist of 366 aphid species, belonging to 134 genera and 11 subfamilies, associated with a total of 359 host plant species stretched over 84 families in Pakistan.
Although semi-aquatic cockroaches have been known for a long time, these insects remain little studied and their diversity underestimated. While a few species are known from Asia or South America, only a single one is known to be associated with water in Africa. Here, we report two species of semi-aquatic cockroaches of the subfamily Epilamprinae from Cameroon. One of these species is new: Rhabdoblatta fotoi Nyame Mbia, Legendre & Biram à Ngon sp. nov. Africalolampra camerunensis (Borg, 1902) comb. nov. was also found associated to these streams and we provide an extended description of this species, as well as for Africalolampra stipata comb. nov., also known from streams in West Africa. Another species was found in Cameroonian streams and is described here, although only identified at the family level (Blattellidae). The descriptions are based on morpho-anatomic characters, including male genitalia. Because nymphs were found primarily associated with water – more than adults – we provide a description of nymphs whenever possible. We provide molecular data (12S rRNA marker) for two of these water-associated species that we compared with published and unpublished sequences of Epilamprinae in a Maximum Likelihood approach. We also illustrate all but one species from continental Africa in the genera Africalolampra and Rhabdoblatta, including R. punctipennis (Saussure, 1895) which we reinstate. We provide a map and list of localities for Africalolampra and Rhabdoblatta spp. from continental Africa and Madagascar, as well as an identification key for species of Africalolampra. We finally discuss putative adaptations of semi-aquatic cockroaches.
Ophioderma teres (Lyman, 1860), an ophiuroid previously believed to have a wide distribution in the eastern Pacific, has been found to have an unclear taxonomic identity. While considered a well-known species, recent studies have revealed that O. teres lacks a holotype and has vague boundaries with its congeners Ophioderma teres unicolor H.L. Clark, 1940 and Ophioderma sodipallaresi Caso, 1986, as well as with two additional new morphotypes detected in Mexico and Nicaragua, causing continuous misidentifications. This study utilized an integrative taxonomy approach based on morphologic, morphometric, and molecular evidence to clarify the taxonomic status of O. teres, O. sodipallaresi, O. teres unicolor, and the two new morphotypes. Data integration led to the following results: 1) the neotype designation and redescription of O. teres; 2) the proposal of O. sodipallaresi as a junior synonym of O. teres; 3) the status change of O. unicolor stat. nov. from subspecies to species, and 4) the description of the morphotypes as the new species Ophioderma aija sp. nov. and Ophioderma bichi sp. nov. An identification key to the eastern Pacific species of Ophioderma was also developed. This work contributes to the knowledge of Ophioderma in the region, increasing the number of described species and providing resources for their accurate identification.
The monophyly of Theraphosinae is supported by both morphological and molecular phylogenies. However, intergeneric relationships often show polytomies and branches with low support. A previous phylogenetic study proposed an intergeneric relationship for the subfamily based on molecular data and divided it into three tribes: Grammostolini, Hapalopini and Theraphosini. However, not all genera of Theraphosinae were sampled, and some relationships were inferred based on morphological similarities. Regarding the Hapalopini from Brazil, the relationships of some genera are still uncertain, such as Kochiana, Catanduba, and Munduruku. In this paper, we describe four new species of Hapalopini from Brazil: Cyriocosmus paresi sp. nov., Hapalopus akroa sp. nov., H. guidonae sp. nov., and K. fukushimae sp. nov. In addition, we propose an updated diagnosis for these three genera and for the species K. brunnipes and M. bicoloratum.
Scalibregmatidae Malmgren, 1867 is a family of annelids, with only few taxa reported from Brazil. In this work, we describe two new species of Asclerocheilus Ashworth, 1901. The new species A. geiseae sp. nov. and A. blakei sp. nov. were collected during scientific expeditions to the Espírito Santo and Campos sedementary basins. These expeditions were coordinated by PETROBRAS/CENPES. The species A. geiseae sp. nov. is unique among its congeners by the presence of acicular spines with rounded and curved tips in two rows. The second species, A. blakei sp. nov., differs from its congeners by the combination of the presence of a trapezoidal prostomium, acicular spines on chaetigers 1–3, lyrate chaetae from chaetiger 3 on notopodia and 2 on neuropodia. Moreover, we report the species A. tropicus Blake, 1981 from the localities sampled on this study. We also provide an identification key to all species of Asclerocheilus of the world.
Description of four new species of the Neotropical genus Scione Walker, 1850 (Diptera: Tabanidae)
(2024)
After 94 years after the last revision of the genus and after 22 years since the last species was named, we describe four new species of Scione from Ecuador and Peru: S. cooperi sp. nov., S. gertrudeae sp. nov., S. kroeberi sp. nov. and S. merianae sp. nov. We provide diagnoses, descriptions, photographs and discussions for each of the species.
Five new species of the spider genus Heteropoda Latreille, 1804 (Araneae: Sparassidae) from China
(2024)
Five new species of Heteropoda (Araneae, Sparassidae, Heteropodinae) are described from China: H. bawanglingensis sp. nov. (female; Hainan), H. dulongensis sp. nov. (male, female; Yunnan), H. hainanensis sp. nov. (male, female; Hainan), H. longa sp. nov. (female; Guizhou), and H. vaginalis sp. nov. (female; Yunnan). We provide descriptions and illustrations for each species as well as a distribution map in the current paper.
Sipunculans are a poorly studied group in the Tropical Eastern Pacific. For the Southern Mexican Pacific (SMP) there is only one record of a sipunculan species. The main objective of this work was to determine the species composition of the phylum Sipuncula present in the SMP. The study area covered three Mexican states: Guerrero, Oaxaca and Chiapas; specimens from 28 localities were examined from both intertidal and subtidal zones. A total of 551 specimens were reviewed, from which 11 species were identified. Five of them have previously been recorded in the Tropical Eastern Pacific (TEP): Apionsoma (A.) hespera comb. nov., A. (Edmondsius) pectinatum, Aspidosiphon (A.) elegans, Phascolosoma (P.) puntarenae and Themiste (T.) hennahi; four species are similar to nominal species: Sipunculus (S.) cf. polymyotus, Siphonosoma cf. vastum, Siphonosoma cf. cumanense and Phascolosoma (P.) cf. perlucens; and two new species are described: Aspidosiphon (Paraspidosiphon) cutleri sp. nov. and Aspidosiphon (Paraspidosiphon) pastori sp. nov. A checklist and an identification key for all sipunculan species from the TEP are presented. The checklist includes 53 taxa, 25 of which are questionable records. This work generated 11 new records of sipunculans in the SMP and five new records in the TEP.
Hintergrund: Bei der Operation einer ATAD sind Patienten aufgrund multipler komplexer Faktoren gefährdet perioperative permanente neurologische Defizite zu erleiden. Da perioperative PND die Mortalität signifikant steigern, ist die Kenntnis über potentielle Risikofaktoren für ein PND von großem Wert, nicht zuletzt um bestmöglich auf jeden Patientenfall vorbereitet sein zu können und Therapiestrategien zu optimieren.
Diese retrospektive Studie soll prä- und intraoperative Risikofaktoren für die Entstehung eines PND nach der Operation einer ATAD herausfiltern.
Material und Methoden: Patientendaten von Patienten mit ATAD (n=305), die sich im Zeitraum von 2001 – 2017 am Universitätsklinikum Frankfurt in der Abteilung für Herz- und Gefäßchirurgie einer Operation unterzogen haben, wurden retrospektiv mittels univariater Analyse und multivariater logistischer Regression analysiert.
Ergebnisse: Die PND-Rate innerhalb der Studienpopulation betrug 13%. Mit hoher statistischer Signifikanz konnte eine Form der hämodynamischen Instabilität als präoperativer Risikofaktor für die Entstehung eines perioperativen PND identifiziert werden (OR 9,53; p<0.001). Weiterhin konnte gezeigt werden, dass das Vorhandensein einer Karotisstenose das perioperative PND-Risiko ungünstig beeinflusst (OR 2,68, p=0,04). Ein präoperativer Sinusrhythmus kann die perioperative PND-Rate günstig beeinflussen (OR 0,2, p=0,01). Die univariate Analyse konnte signifikant belegen, dass Operationszeiten > 300 Minuten und EKZ-Zeiten > 160 Minuten das PND-Risiko ungünstig beeinflussen. Andere Risikofaktoren wie z.B. die Art der Hirnperfusion oder der Grad des hypothermischen Kreislausstillstandes, die zumindest klinische Signifikanz zu haben scheinen, konnten in dieser Arbeit keine statistische Signifikanz erzielen, was ggf. Ausdruck der Limitationen retrospektiver Arbeiten ist.
Fazit: Eine hämodynamische Instabilität stellt einen präoperativen Risikofaktor für die Entstehung eines PND nach der Operation einer ATAD dar. Zu den identifizierten präoperativen Risikofaktoren, die die PND-Rate ungünstig beeinflussen gehört außerdem das Vorhandensein einer Karotisstenose, während das Vorhandensein eines Sinusrhythmus die PND-Rate günstig beeinflusst.
Das Zeitmanagement bei der Operation einer ATAD ist entscheidend, um peri-operativen PND vorbeugen zu können. Eine Operationszeit > 300 Minuten und eine EKZ-Zeit von > 160 Minuten sind mit wesentlich höheren PND-Raten assoziiert und stellen somit intraoperative Risikofaktorenfür die Entstehung eines PND bei der Operation einer ATAD dar.
Die Epoche der Weimarer Republik war gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Umbrüchen im politischen, ökonomischen und gesellschaftlichen Bereich. Diese durch den Ersten Weltkrieg verursachten radikalen Veränderungen der Lebensverhältnisse hatten auch einen weitreichenden Einfluss auf den Alltag und die öffentliche Wahrnehmung der Frauen dieser Zeit: So konnten diese ab 1918 an den Wahlen teilnehmen, konnten sich an allen deutschen Universitäten einschreiben und in bestimmtem Maße finanziell unabhängig werden. Das Bild der so genannten "Neuen Frau", das gleichzeitig in der Öffentlichkeit generiert wurde, war insbesondere gekennzeichnet durch innerliche und äußerliche Emanzipation und stellte damit einen radikalen Gegenpol zur traditionellen Weiblichkeit des 19. Jahrhunderts dar. Viele Facetten der "Neuen Frau" sind in der Forschung weitgehend erschlossen - die sportliche Frau, die automobile Frau, die Frau als flapper oder garçonne - nur einer Ausprägung des neuen Frauentypus wurde bisher wenig Beachtung geschenkt: der Frau als Verbrecherin. Ziel der vorliegenden interdisziplinär und medienkomparatistisch angelegten Dissertation ist es daher, übergreifende Semantiken und Ästhetiken der geschlechtsspezifischen Verbrechensdarstellung in der Weimarer Republik offenzulegen und die unterschiedlich erzeugten, vermittelten und klassifizierenden Vorstellungen von Verbrecherinnen zu analysieren und zu kontextualisieren. Das zugrundeliegende Material umfasst dabei fachwissenschaftliche, publizistische und literarische Darstellungen von Verbrecherinnen, wobei das Hauptaugenmerk auf der Analyse von Artikeln aus Illustrierten Magazinen liegt, da diese, neben Radio und Film, zu den wirkungsmächtigsten Medien der Weimarer Republik gehören.
The PhD addresses the feasibility of reconstructing open charm mesons with the Compressed Baryonic Matter experiment, which will be installed at the FAIR accelerator complex at Darmstadt/Germany. The measurements will be carried out by means of a dedicated Micro Vertex Detector (MVD), which will be equipped with CMOS Monolithic Active Pixel Sensors (MAPS). The feasibility of reconstructing the particles with a proposed detector setup was studied.
To obtain conclusive results, the properties of a MAPS prototype were measured in a beam test at the CERN-SPS accelerator. Based on the results achieved, a dedicated simulation software for the sensors was developed and implemented into the software framework of CBM (CBMRoot). Simulations on the reconstruction of D0-mesons were carried out. It is concluded that the reconstruction of those particles is possible.
The PhD introduces the physics motivation of doing open charm measurements, represents the results of the measurements of MAPS and introduces the innovative simulation model for those sensors as much as the concept and results of simulations of the D0 reconstruction.
Why do banks issue contingent convertible debt? To answer this question we study comprehensive data covering all issues by publicly traded banks in Europe of contingent convertible bonds (CoCos) that count as additional tier 1 capital (AT1). We find that banks with lower asset volatility are more likely to issue AT1 CoCos than their riskier counterparts, but that CDS spreads do not react following issue announcements. Our estimates therefore suggest that agency costs play a crucial role in banks' ability to successfully issue CoCos. The agency costs may be higher for CoCos than for equity explaining why we observe riskier or lowly capitalized banks to issue equity rather than CoCos.
Over the last few decades, considerable attention has focused on small-scale studies of invasive plants and invaded systems. Unfortunately, small scale studies rarely provide comprehensive insight into the complexities of biological invasions at macroscales. Systematic and repeated monitoring of biological invasions at broad scales are rare. In this report, we highlight a unique invasive plant database from the national Forest Inventory and Analysis (FIA) program of the United States Forest Service. We demonstrate the importance and capability of this subcontinental-wide database by showcasing several critical macroscale invasion patterns that have emerged from its initial analysis: (1) large portion of the forests systems (39%) in the United States are impacted by invasive plants, (2) forests in the eastern United States harbor more invasive species than the western regions, (3) human land-use legacies at regional to national scalesb may drive large-scale invasion patterns. This accumulated dataset, which continues to grow in temporal richness with repeated measurements, will allow the understanding of invasion patterns and processes at multi-spatial and temporal scales. Such insights are not possible from smaller-scale studies, illustrating the benefit that can be gained by investing in the development of regional to continental-wide invasion monitoring programs elsewhere.
Ziel: Nebennierenraumforderungen können sonographisch mit guter Sensitivität und Spezifität erkannt werden. Ziel der vorliegenden Studie war es, die Wertig-keit der Kontrastmittel-Sonographie (CEUS = contrast enhanced ultrasound) unter Verwendung von Zeit-Intensitäts-Kurven für die Charakterisierung von Nebennierenraumforderungen zu bewerten.
Material und Methoden: 108 Patienten mit 116 Raumforderungen der Neben-niere erhielten einen Ultraschall der Nebenniere, inklusive einer Kontrastmittel-Sonographie mit dem Kontrastmittel SonoVue®. Die Kontrastmitteldynamik wurde mittels Zeit-Intensitätskurven aufgezeichnet. Anhand der Kontrastmittel-anflutungszeit wurden folgende vier Kontrastmittelanreicherungsmuster ver-wendet, welche in einer Pilotstudie1 entwickelt wurden: Anreicherungsmuster I = früh arterielle Kontrastmittelanreicherung, Anreicherungsmuster II = arterielle Kontrastmittelanreicherung, Anreicherungsmuster III = späte Kontrastmittelan-reicherung, Anreicherungsmuster IV = keine Kontrastmittelanreicherung. Zu-sätzlich erhielten alle Patienten eine Beurteilung der Nebenniere durch ein zweite Bildgebendes Verfahren (Computertomographie (CT) oder Magnetresonanztomographie (MRT)) sowie eine laborchemische Hormondiagnostik. In Fällen mit malignitätsverdächtigem Befund erfolgte eine Biopsie oder Adrenalektomie.
Ergebnisse: CEUS- Anreicherungsmuster I und II konnten bei allen Patienten mit primärem oder sekundärem Malignom der Nebenniere (n = 16) nachgewie-sen werden. Die Sensitivität der CEUS für die Diagnose einer malignen Neben-nierenraumforderung betrug 100% (95% CI [75; 100]) und die Spezifität 67% (95% CI [56; 75]). Bei 40 Nebennierenraumforderungen war die Histologie die Referenzmethode. In 68% dieser Nebennierenraumforderungen waren MRT/CT und CEUS kongruent in der Beurteilung der Dignität. Schlussfolgerung: Die Kontrastmittel-Sonographie ist eine nützliche ergän-zende Methode in der Aufarbeitung von Nebennierenraumforderungen mit exzellenter Sensitivität für die Diagnose eines Malignoms.
Most elements heavier than iron are synthesized in stars during neutron capture reactions in the r- and s-process. The s-process nucleosynthesis is composed of the main and weak component. While the s-process is considered to be well understood, further investigations using nucleosynthesis simulations rely on measured neutron capture cross sections as crucial input parameters. Neutron capture cross sections
relevant for the s-process can be measured using various experimental methods. A prominent example is the activation method relying on the 7Li(p,n)7Be reaction as a neutron source, which has the advantage of high neutron intensities and is able to create a quasi-stellar neutron spectrum at kBT = 25 keV. Other neutron sources able to provide quasi-stellar spectra at different energies suffer from lower neutron intensities. Simulations using the PINO tool suggest the neutron activation of samples with different neutron spectra, provided by the 7Li(p,n)7Be reaction, and a subsequent linear combination of the obtained spectrum-averaged cross sections
to determine the Maxwellian-averaged cross section (MACS) at various energies of astrophysical relevance. To investigate the accuracy of the PINO tool at proton energies between the neutron emission threshold at Ep = 1880.4 keV and 2800 keV,
measurements of the 7Li(p,n)7Be neutron fields are presented, which were carried out at the PTB Ion Accelerator Facility at the Physikalisch-Technische Bundesanstalt in Braunschweig. The neutron fields of ten different proton energies were measured.
The presented neutron fields show a good agreement at proton energies Ep = 1887, 1897, 1907, 1912 and 2100 keV. For the other proton energies, E p = 2000, 2200, 2300, 2500, and 2800 keV, differences between measurement and simulation were found and discussed. The obtained results can be used to benchmark and adapt the PINO tool and provide crucial information for further improvement of the neutron activation method for astrophysics.
An application for the 7Li(p,n)7Be neutron fields is presented as an activation experiment campaign of gallium, an element that is mostly produced during the weak s-process in massive stars. The available cross section data for the 69,71Ga(n,γ)
reactions, mostly determined by activation measurements, show differences up toa factor of three. To improve the data situation, activation measurements were carried out using the 7Li(p,n)7Be reaction. The neutron capture cross sections for
a quasi-stellar neutron spectrum at kBT = 25 keV were determined for 69Ga and 71Ga.
In this dissertation the formal abstraction and verification of analog circuit is examined. An approach is introduced that automatically abstracts a transistor level circuit with full Spice accuracy into a hybrid automaton (HA) in various output languages. The generated behavioral model exhibits a significant simulation speed-up compared to the original netlist, while maintaining an acceptable accuracy, and can be therefore used in various verification and validation routines. On top of that, the generated models can be formally verified against their Spice netlists, making the obtained models correct by construction.
The generated abstract models can be extended to enclose modeling as well as technology dependent parameter variations with little over approximations. As these models enclose the various behaviors of the sampled netlists, the obtained models are of significant importance as they can replace several simulations with just a single reachability analysis or symbolic simulation. Moreover, these models can be as well be used in different verification routines as demonstrated in this dissertation.
As the obtained models are described by HAs with linear behaviors in the locations, the abstract models can be as well compositionally linked, allowing thereby the abstraction of complex analog circuits.
Depending on the specified modeling settings, including for example the number of locations of the HA and the description of the system behavior, the accuracy, speedup, and various additional properties of the HA can be influenced. This is examined in detail in this dissertation. The underlying abstraction process is first covered in detail. Several extensions are then handled including the modeling of the HAs with parameter variations. The obtained models are then verified using various verification methodologies. The accuracy and speed-up of the abstraction methodology is finally evaluated on several transistor level circuits ranging from simple operational amplifiers up to a complex circuits.
Intelligenz ist einer der stärksten Einzelprädikatoren für berufliche Leistungen. Hochintelligente Personen, sogenannte Hochbegabte, müssten daher generell hohe berufliche Leistungen erbringen. Dies steht jedoch im Widerspruch zu Darstellungen von Schwierigkeiten Hochbegabter im Beruf. Sollten die negativen Stereotype zutreffen, wäre dies aus ressourcenorientierter Sicht problematisch, da Organisationen das der Hochbegabung zugrunde liegende Potenzial der Mitarbeiter*innen nicht hinreichend nutzen. Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag dazu, diese Diskrepanz aufzuklären, indem sie untersucht wie Hochbegabte ihre berufliche Situation (erfolgreich) gestalten. Nach einer Begriffsklärung und Darstellung des Zusammenhangs von Intelligenz und Beruf wird im ersten Beitrag der internationale Forschungsstand mithilfe eines Literature Reviews systematisiert. Aufbauend darauf werden im zweiten Beitrag mithilfe einer Fragebogenerhebung die überwiegend internationalen Beiträge durch eine deutsche Stichprobe und die bisher wenig betrachtete Gruppe von Hochbegabten gemäß Kompetenzdefinition ergänzt. Schließlich fokussiert der dritte Beitrag den Widerspruch, dass Hochbegabte generell erfolgreich und zufrieden im Beruf sind, jedoch individuell von Schwierigkeiten berichten. Dazu werden teilstrukturierte Interviews durchgeführt, um ein tieferes Verständnis für den Einfluss der Hochbegabung auf den Beruf sowie etwaige bestehende Unterschiede zu nicht-hochbegabten Personen zu gewinnen. Zudem werden Strategien erfasst, die Hochbegabte nutzen, um Unterschiede und eventuell daraus resultierende Schwierigkeiten zu bewältigen. Abschließend werden Implikationen für die Berufspraxis und Forschung diskutiert.
Mast cells are long-lived tissue-resident leukocytes, located most abundantly in the skin and mucosal surfaces. They belong to the first line of defence of the body, protecting against invading pathogens, toxins and allergens. Their secretory granules are densely packed with a plethora of mediators, which can be released immediately upon activation of the cell. Next to their role in IgE-mediated allergic diseases and in promoting inflammation, potential anti-inflammatory functions have been assigned to mast cells, depending on the biological setting. The aim of this thesis was to contribute to a better understanding of the role of mast cells during the resolution of a local inflammation. Therefore, in a first of step a suitable model of a local inflammation had to be identified. Since comparison of the two Toll-like receptor (TLR)-agonists zymosan and lipopolysaccharide (LPS), which are most commonly used to locally induce inflammation, revealed a systemic response after LPS-injection and a local inflammation after zymosan-injection, the TLR2 agonist zymosan was chosen for the subsequent experiments. Multi epitope ligand cartography (MELC) combined with statistical neighbourhood analysis showed that mast cells are located in an anti-inflammatory microenvironment next to M2 macrophages during resolution of inflammation, while neutrophils and M1 macrophages are located in the zymosan-filled core of the inflammation. Furthermore, infiltrating neutrophils during peak inflammation and an increasing population of macrophages phagocytosing neutrophils during resolution of inflammation could be observed. MELC as well as flow cytometry analysis of mast cell-deficient mice revealed a decreased phagocytosing activity of macrophages in the absence of mast cells. As an untargeted approach to identify mast cell-derived mediators induced by zymosan, mRNA sequencing of bone marrow-derived mast cells (BMMCs) was performed. Gene ontology term analysis of the sequencing data revealed the induction of the type I interferon (IFN) pathway as the dominant response. Contradicting previous studies, I could validate the production of IFN-β by mast cells in response to zymosan and LPS in vitro. Furthermore IFN-β expression by mast cells was also detected in vivo. In accordance with previous studies regarding other cell types the release of IFN-β by mast cells depends on endosomal signaling. The potential of IFN-β to enhance the phagocytosing activity of macrophages has been demonstrated recently. Besides IFN-β, various other mediators with reported enhancing effects on macrophage phagocytosis were also induced by zymosan in BMMCs, including Interleukin (IL)-1β, IL-4, IL-13, and Prostaglandin (PG) E2. Thus, either one of these mediators alone or a combination of them could promote macrophage phagocytosis.
In conclusion, I herein present mast cells as a novel source for IFN-β induced by non-viral TLR ligands and demonstrate their enhancing effect on macrophage phagocytosis, thereby contributing to the resolution of inflammation.
Dass Geschlechter-Dramen nicht zwingend in einer Eskalation der Verhältnisse münden müssen, beweist der Beitrag von Stephanie Polek, die sich dem Thema "No Drama in Drama. Poetische Dekonstruktionen geschlechtsspezifischer Räume in der Romanverfilmung "Carol" von Todd Haynes" widmet. Im Vordergrund der Betrachtungen steht die Inszenierung einer homosexuellen Beziehung zweier Frauen in den 1950er Jahren, die bereits in der literarischen Vorlage, die 1952 unter dem Titel "The Price of Salt" erschien, in den Termini der aristotelisch geprägten Tragödientradition gesprochen, nicht in einer Katastrophe mündet, sondern ein (stilles) Happy End für die Protagonistinnen vorsieht. Polek stellt heraus, dass der im Jahr 2015 erschienene Film nicht nur die Thematisierung von Homosexualität vornimmt, sondern diese vor allem mit den damit kollidierenden Lebensentwürfen verbindet, die in den gesellschaftlichen Verhältnissen im nordamerikanischen Raum der 1950er Jahre vorherrschten. Dies gelingt dem Regisseur Todd Haynes im Medium des Films durch formale Gestaltungsmittel in Form der Montage sowie der visuellen Darstellung geschlechtsspezifischer Räume, die eine entscheidende Bedeutung für die Veränderung und Dekonstruktion scheinbar stabiler Entwürfe der Geschlechterrollen einnehmen.
Die vorliegende Arbeit mit dem Titel Multiphoton Processes and Photocontrol of Biochemical Reaction Pathways befasst sich mit verschiedenen Strategien zur Implementierung von optischer Kontrolle in biochemisch relevanten Systemen. Auf systemischer Ebene wurde einerseits die Licht-getriebene Natriumpumpe Krokinobacter Eikastus Rhodopsin 2 (KR2) vor dem Hintergrund optogenetischer Anwendungen untersucht, und andererseits die Optimierung der wichtigsten photochemischen Parameter von photolabilen Schutzgruppen (PPG, engl. photolabile protecting group) angestrebt. Von der technisch-photophysikalischen Seite wurde ein weiterer Fokus auf den Aktivierungs- und Deaktivierungsschritt gelegt. Hierbei wurden vor allem Mehrphotonen-Prozesse betrachtet, die entweder durch simultane Absorption zweier Photonen zu einer spezifischen hoch-energetischen Anregung führen, oder durch sequentielle Absorption eine sukzessive Aktivierung und Deaktivierung eines Systems bewerkstelligen können. Auch wenn der Schwerpunkt dieser schriftlichen Arbeit auf den spektroskopischen Ergebnissen liegt, waren alle hier diskutierten Projekte stark kollaborativ und umfassten eine große Bandbreite verschiedener Techniken. Dies spiegelt den interdisziplinären Charakter vieler aktueller Fragestellungen in der photochemischen Forschung wider, die - in vielen Fällen - letztlich auf medizinische oder pharmazeutische Fortschritte abzielen.
Zunächst wurde die lichtgetriebene Natriumpumpe KR2 untersucht, die durch ihre mögliche Anwendung als optogenetisches Werkzeug bekannt wurde. In einer vergleichenden Studie der Natrium- und Protonenpumpmodi von KR2 konnten wichtige mechanistische Prinzipien für die Funktionalität des Proteins identifiziert werden. Dazu gehört die direkte Beteiligung spezifischer Strukturmerkmale wie die Aminosäure N112 und/oder der ECL1-Domäne am Ionen-Translokationsweg, sowie das enge Zusammenspiel zwischen dem Retinal und seinem Gegenion D116. Gleichzeitig bot diese IR-Studie einen der ersten mechanistischen Einblicke in den Protonenpump-Photozyklus in KR2, der deutlich weniger erforscht war. In Zusammenarbeit mit dem Arbeitskreis Glaubitz wurden die strukturellen Veränderungen des Chromophors und seiner Umgebung während der verschiedenen Photointermediate mittels DNP-verstärkter Festkörper-NMR und optischer Spektroskopie näher untersucht. Hier trugen zeitaufgelöste IR-Messungen in der HOOP (engl. hydrogen out of plane)-Moden-Region dazu bei, die dynamischen Veränderungen der Chromophorkonfiguration und -Verdrillung zu verfolgen. Es konnte gezeigt werden, dass Retinal im O-Intermediat tatsächlich zu seiner all-trans-Konfiguration reisomerisiert wird, aber im Vergleich zu seiner Dunkelzustandskonfiguration deutlich stärker verdreht vorliegt.
Dies wurde auch durch die Ergebnisse im nahen UV-Bereich bestätigt, welcher bei der Charakterisierung von mikrobiellen Rhodopsinen oft ausgelassen wird. Die neu gefundene Signatur erwies sich als SBS (engl. second bright state) der 13-cis-Konfiguration des Retinals, die mit der Bildung des O-Intermediats in KR2 verschwindet. Neben der offensichtlichen Verwendung als spektraler Marker wurde der SBS-Übergang auch bezüglich seiner Anwendbarkeit für optische Kontrollexperimente untersucht. Ähnlich wie beim BLQ (engl. blue light quenching)-Effekt war es möglich, den KR2-Dunkelzustand durch Anwendung von fs-Pulsen im nahen UV - ausgehend von einem photostationären Zustand - zu regenerieren. Durch Variation der Probenbedingungen war es möglich, gezielt K (pH~5) oder M (pH~9) anzusteuern, was sich auch in unterschiedlichen Deaktivierungs-Dynamiken äußerte. Diese Ergebnisse können zusammen mit dem hier vorgeschlagenen experimentellen Konzept als Grundlage für komplexere Multiphotonen-Sequenzen im Zusammenhang optogenetischer Fragestellungen verwendet werden.
Im Gegensatz zu den recht großen und komplexen Photorezeptoren bieten unter anderem PPGs einen feineren Weg, um biochemische Reaktionen gezielt zu steuern und auszulesen. In diesem Zusammenhang sind zwei Eigenschaften von großer Bedeutung: Einerseits die Fähigkeit der PPG, Photonen bestimmter Wellenlängen zu absorbieren, und andererseits die Effizienz der gewünschten photochemischen Reaktion. Der letztgenannte Aspekt wurde unter der Hypothese untersucht, dass die Verringerung der konkurrierenden Deaktivierungskanäle in PPGs zu einer höheren Quantenffizienz der Freisetzung führt. Dies wurde an DEACM-basierten Modellverbindungen getestet, die systematisch modifiziert wurden, um verschiedene Deaktivierungsprozesse des angeregten Zustands zu identifizieren. Durch das Hinzufügen eines zusätzlichen sechsgliedrigen Rings wurde die Freisetzungsausbeute im Vergleich zu DEACM um das 2- bis 3-fache erhöht. Dies konnte durch eine weitere Planarisierung des Systems mit einer zusätzlichen Doppelbindung an der C6-Position sogar noch weiter verbessert werden (bis zu einem Faktor von 5-6). Die Anregung des Cumarin-Rückgrats führt zu einem lokal-angeregten Zustand, der sich im Gleichgewicht mit einem Ladungstransferzustand befindet. In Abhängigkeit der lokalen Umgebung, die vor allem durch die Protizität und Polarität des Lösungsmittels bestimmt wird, wird der Ladungstransfercharakter eher stabilisiert oder gar destabilisiert. Die Ladungsverschiebung führt auch zu einer Abschwächung der spaltbaren C-C-Bindung, die eine Voraussetzung für die Freisetzungsreaktion ist. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass der mit der Freisetzungsreaktion verbundene zusätzliche Zerfallskanal zu einer mehr als 2-fachen Verringerung der Lebensdauer des angeregten Zustands in den funktionalisierten PPGs führt. Diese Eigenschaft ist ein vielversprechender photophysikalischer Indikator für die Freisetzung der Abgangsgruppe, der durch spektroskopische oder - mit zusätzlicher räumlicher Auflösung - auch durch mikroskopische Techniken wie in der Fluoreszenzlebensdauer-Mikroskopie ausgelesen werden könnte...
Die Arbeit befasst sich mit einer Vereinfachung des von Devroye (1999) geprägten Begriffs der random split trees und verallgemeinert diesen im Sinne von Janson (2019) auf unbeschränkten Verzweigungsgrad. Diese Verallgemeinerung deckt auch preferential attachment trees mit linearen Gewichten ab, wofür ein Beweis von Janson (2019) aufbereitet wird. Zusätzlich bleiben die von Devroye (1999) nachgewiesenen Eigenschaften über die Tiefe der hinzugefügten Knoten erhalten.
Die vorliegende Arbeit untersucht den Übergang von Mitarbeitenden zu Führungskräften. Der Fokus der Arbeit ist nicht die Konzeption der Führungskräfteentwicklung aus der Perspektive der Unternehmen, sondern die Untersuchung der Entstehung und Gestaltung dieses Übergangs durch die Mitarbeitenden innerhalb ihrer beruflichen Rahmenbedingungen. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass sich in der Gestaltung dieses Übergangs von Mitarbeitenden zur Führungskräften individuelle und organisatorische Aspekte verbinden – bzw. diese durch das Subjekt in eine Verbindung gebracht werden. Durch leitfadengestützte Interviews mit (berufs-) biografischem Schwerpunkt ließen sich die individuellen, wie auch die sozialen und organisatorischen Aspekte der Gestaltung des Übergangs von Mitarbeitenden zur Führungskräften rekonstruieren. Die Stichprobe dieser Arbeit umfasst neun Interviews aus unterschiedlichsten Branchen und beinhaltet sowohl öffentliche als auch privatwirtschaftliche Arbeitgeber. Die dadurch gewonnenen Erkenntnisse ermöglichen Einsichten in die Formen und Bedingungen der Gestaltung dieses Übergangs und können auch eine Grundlage für (organisations-)pädagogische Konzepte zur Unterstützung der Mitarbeitenden bei diesem Übergang bilden.
Die Magisterarbeit in ein Beitrag zur Weiterentwicklung neuzeitlicher Subjekt- und Emanzipationstheorien. Im ersten Schritt werden die Grundkonzepte aus Baruch de Spinozas Ethik dargestellt und ihre Rolle fuer die Ideologietheorie Louis Althussers analysiert. Auf Grundlage dieser Analyse werden Grenzen der Subjekt- und Ideologietheorie Altussers aufgezeigt und der Versuch unternommen sie unter Zugriff auf spinozistische Begigriffe zu ueberwinden. Eine zentrale Rolle spielt hierbei die Perspektive auf den Menschen als körperliches, emotionales und begehrendes Wesen.
First-principles modeling techniques offer the ability to simulate a wide range of systems under different physical conditions, such as temperature, pressure, and composition, without relying on empirical knowledge. Density functional theory (DFT), a quantum mechanical method, has become an exceptionally successful framework for materials science modeling. Employing DFT makes it possible to gain valuable insights into the fundamental state of a system, enabling the reliable determination of equilibrium crystal structures. Over time, DFT has become an essential tool that can be incorporated into various schemes for predicting the properties of a material related to its structure, insulating/metallic behavior, magnetism, and optics. DFT is regularly applied in numerous fields, spanning from fundamental subjects in condensed matter physics to the study of large-scale phenomena in geosciences. In the latter, the effectiveness of DFT stems from its ability to simulate the properties found on the Earth, other planets, and meteorites, which may pose challenges for their direct study or laboratory investigation.
In this thesis, a comprehensive examination of a family of monosulfides and a perovskite heterostructure was conducted. These materials are relevant for their potential applications in technology, energy harvesting, and in the case of monosulfides, their speculated abundance on the planet Mercury.
Firstly, a DFT approach was used to analyze two non-magnetic monosulfides, CaS and MgS. We determined their structural properties and then focused on the modeling of their reflectivity in the infrared region. The calculation of the reflectivity considered both harmonic and anharmonic contributions. In the harmonic limit, the non-analytic correction was employed to accurately determine the LO/TO splitting, which is necessary to delimit the retstrahlend band, that is, the maximum of the reflectivity. The anharmonic effects given by up to three-phonon and isotopic scatterings, which were included using perturbation theory, primarily smeared the reflectivity spectra edges in the high-wave region.
Secondly, four polymorphs of MnS were studied using a combination of first-principles methods to simulate their antiferromagnetic (AFM) and paramagnetic (PM) states. The integration of DFT+$U$ with special quasirandom structures (SQS) supercells, and occupation matrix control techniques was crucial for achieving convergence, structural optimization accuracy, and obtaining finite energy band gaps and local magnetic moments in the PM phases. The addition of the Hubbard $U$ correction was necessary to treat the highly-correlated Mn $d$-electrons. The success of our approach was clear based on our electronic structure predictions for the PM rock-salt B1-MnS polymorph. Experimentally this phase has been observed to be an insulator, but multiple \emph{ab initio} works resulted previously in metallic behavior. Our computations, on the other hand, predicted insulating and magnetic properties that compare well with available measurements. Additionally, the pressure-field stability of the four MnS polymorphs was studied. In the case of the PM phases, B1-MnS was identified to be the most stable up to about 21 GPa, then transforming into the B31-MnS polymorph. This finding was in close agreement with high-pressure experiments reporting a similar phase transformation. The optical properties of B1-, B4-, and B31-MnS were also simulated. The SQS technique was used to obtain soft-mode-free phonon band structures within the harmonic approximation. Then, the anharmonic effects were included, and the reflectivity was calculated for B1-MnS and B4-MnS. In both cases, a good agreement for the LO/TO splitting was achieved in comparison to experimental results.
Lastly, the oxygen-deficient heterostructure of LaAlO$_{3-\delta}$ /SrTiO$_{3-\delta}$ was investigated also employing DFT+$U$, with a particular emphasis on the potential impact of vacancy clustering at the interface. Six distinct configurations of pairs of vacancies were studied and their energies were compared to find the most stable one. The orbital reconstruction of Ti orbitals was also examined based on their location with respect to the vacancies and the local magnetic moments were calculated. The final results showed that linearly arranged vacancies located opposite to Ti ions give the most energetically stable configuration.
Die vorliegende Dissertation befasst sich mit Flow-Zuständen beim Lesen fiktiver Texte. Das 1975 von Mihaly Csikszentmihalyi vorgestellte Konzept des Flow bezieht sich auf das völlige Aufgehen in einer optimal herausfordernden Tätigkeit, das mit Absorption, Verarbeitungsflüssigkeit und intrinsische Freude einhergeht. Bislang wurde Flow zumeist im Kontext motorischer und leistungsorientierter Aktivitäten empirisch untersucht und in erster Linie theoretisch mit Lesefreude in Verbindung gebracht. Ziel der drei Studien, die diese Dissertation umfasst, war es daher einerseits, Flow beim Lesen erstmals anhand größerer Leser-Stichproben und mithilfe von psychometrischen Gütekriterien genügenden Messinstrumenten nachzuweisen. Andererseits sollte Flow im Rahmen eines Modells für positives Leseerleben mit anderen in der Leseforschung diskutierten Konzepten in Verbindung gebracht und im Hinblick auf potenzielle psychophysiologische Korrelate untersucht werden.
In der ersten Studie wurde eine in der allgemeinen Flow-Forschung verbreitete Kurz-Skala an den Lesekontext adaptiert und anhand einer 229 Leser umfassenden Stichprobe psychometrisch getestet. Hierzu wurden die Teilnehmer im Rahmen einer Online-Studie gebeten, nach 20-minütigem Lesen in einem selbstgewählten Roman Fragebögen zu ihrem Leseerleben auszufüllen. Zufriedenstellende Reliabilitätskoeffizienten, positive Korrelationen mit konvergenten Maßen, die faktoranalytische Unterscheidbarkeit zu diskriminanten Maßen und die erwartete Assoziation mit einem Flow-Kriterium bestätigten die Güte der Flow-Skala. Eine Explorative Faktorenanalyse ergab jedoch, dass fast alle Items auf dem Faktor Absorption luden. Zudem ließ die zweifakorielle Skalenstruktur keine abschließende Aussage zur Legitimierung eines globalen Flow-Scores zu. Daher wurde in der zweiten Studie auf Basis der ersten Skala und der aus der Theorie bekannten Flow-Komponenten ein umfassenderer lesespezifischer Flow-Fragebogen entwickelt. Dessen Reliabilität und Validität konnte anhand einer Online-Studie mit 373 Teilnehmern, in deren Rahmen ein Kapitel aus Homers Odyssee gelesen wurde, bestätigt werden. Neben Hinweisen zur konvergenten und diskriminanten Konstrukt- und zur Kriteriumsvalidität stützten die Ergebnisse einer Konfirmatorischen Faktorenanalyse eine theoretisch angemessene Skalenstruktur, mit den einzelnen Komponenten, mit Absorption, Verarbeitungsflüssigkeit und intrinsischer Freude als Subdimensionen und mit Flow als übergeordnetem Faktor. Mittels eines Strukturgleichungsmodells konnte zudem demonstriert werden, dass der auf Basis dieses Fragebogens gemessene Flow eine zentrale Rolle beim Leseerleben einnehmen kann. So wurde Flow als Mediator für andere, ebenfalls erhobene Erlebnisformen beim Lesen wie etwa Identifikation oder Spannung bestätigt. Von diesen Konzepten klärte Flow den größten Anteil an Varianz in Lesefreude und Textverständnis auf, die als Outcomes von positivem Leseerleben modelliert wurden. Da Flow gegenüber anderen Konzepten der Leseforschung den Vorteil hat, die Ableitung experimenteller Paradigmen und psychophysiologischer Hypothesen zu ermöglichen, wurden in der dritten Studie über die Manipulation des stilistischen Herausforderungsgrades eines weiteren Odyssee-Kapitels unterschiedliche Lese-Bedingungen hergestellt und kardiovaskuläre Daten gemessen. Es zeigten sich zwar keine signifikanten Gruppenunterschiede im Flow-Erleben, jedoch Interaktionen zwischen der Lesebedingung und kardiovaskulären Indikatoren bei der Vorhersage von Flow. So scheinen parasympathische Dominanz und ein entsprechender innerer Entspannungszustand, indiziert durch eine geringe Herzrate und hohe Herzratenvariabilität, Flow beim Lesen zu begünstigen, wenn der Text stilistisch anspruchsvoll ist. Es fanden sich hingegen keine Hinweise dafür, dass Flow-Erleben die Herzaktivität von Lesern verändert oder sich durch sie objektiv erfassen lässt.
Insgesamt sprechen die Ergebnisse dieses Forschungsprojektes somit für das Auf-treten von Flow beim Lesen sowie für dessen zentrale Rolle bei positiven Leseerlebnissen. Außerdem zeigen sie das Potenzial des Flow-Konzeptes für die Leseforschung auf, insbesondere hinsichtlich psychophysiologischer Experimentalstudien.
The introduction of a trigonal boron atom into a polyaromatic hydrocarbon (PAH) core is an extremely powerful tool to provide organic scaffolds with optoelectronic properties as well as optimal packing in the solid state. However, boron-doped PAHs (B-PAHs) often display low processability due to their poor solubility. The distortion of the molecular scaffold provides a suitable strategy to enhance the solubility properties of B-PAHs while maintaining good stacking properties and sufficient electronic conjugation.
Extreme distortion of the molecular structure can be achieved in helical-shaped PAHs, namely helicenes which are screw-shaped inherently chiral polycycles, formed by ortho-fused aromatic or heteroaromatic rings. The presence of a helical structure in B-PAHs is expected to strongly influence their physico-chemical properties leading to compounds characterized by peculiar features promising for applications in next generation functional materials. Despite the great potential of this class of compounds, only few examples of borahelicenes have been reported in the literature and those mainly consist of carbohelicene-based structures. However, the considerable structural diversity achievable by introducing different boraheterocycles (oxaborine, borole, borepin) and other heteroaromatic rings (thiophene, furan, pyrrole) into the same helical scaffold, suggests that a large variety of compounds with intriguing features could be accessible via currently unexplored synthetic routes. The design, synthesis, and properties investigation of new boraheterohelicenes (BHHs) is therefore a relevant research topic and is the object of this PhD project, aimed to obtain several BHHs with structural diversity, as well as to study their reactivity, electrochemical and photophysical features for better understanding their potential as building blocks for material science.
The thesis work was carried out in part at the University of Milan in the laboratories of Prof. Emanuela Licandro and in part at the Goethe Universität Frankfurt am Main under the supervision of Prof. Dr. Matthias Wagner, within a co-tutelle programme. Owing to the long-standing expertise of Prof. Licandro group in the synthesis of tetrathia helicenes and that of Prof. Dr. Wagner group in the synthesis of boron-doped PAHs (e.g. boron helicene 4BH; Figure 1), I conceived this PhD project designing a series of thiahelicenes containing one or more B-O bond into the helical scaffold.Tetrathia helicenes, consisting of thiophene and benzene rings fused in an alternating fashion, are configurationally stable heterohelicenes which exist as pair of enantiomers.
This class of molecules is particularly interesting since it merges the properties of oligothiophenes with those of helicenes, giving rise to systems with peculiar electronic and chiroptical properties which make them appealing building blocks for applications in manifold fields of science, including optoelectronics, catalysis and biology.
The introduction of trigonal boron atom into a thiahelicene scaffold gives rise to a novel class of unexplored boron π-conjugated molecules with potentially interesting features.
The present Ph.D. thesis was therefore intended to provide a meaningful contribution in the development of innovative and versatile syntheses of BO-doped tetrathia helicenes as well as the study of their stereochemical and optoelectronic properties to identify potential applications of these systems in material science. The first selected structures containing one or two oxaborine rings in the helical scaffold are shown in figure 2. The presence of the bulky mesityl group at the boron atom is necessary to ensure stability to the molecule.
It is noteworthy that compound 2 is the skeletal isomer of 1, as the direction of the B-O bond is opposite in the two molecules. In the course of the research work, after the evaluation of the photophysical properties of 1, helicene 2 was designed to get information on the structure-property relationship and evaluate how the position of the BO-bond into the helical scaffold can influence the electronic properties of BO-doped thiahelicenes.
This work deals with the theoretical investigation of the vibrationally promoted electronic resonance (VIPER) experiment, the intramolecular energy transfer within a rhodamine-BODIPY antenna system initiated by two-photon excitation and a computational study of the photochemical mechanism of the uncaging of the [7-(dimethylamino)coumarin-4-yl]methyl (DEACM) class of photocages . In continuation to Jan von Cosel’s work, the setup for the theoretical investigation of the VIPER experiment has been extended to two-photon absorption (TPA) also including the first-order Herzberg-Teller (HT) effects which are dependent on changes with respect to nuclear coordinates.
The VIPER experiment constitutes an extended form of two-dimensional infrared (2DIR) spectroscopy with a sequence of infrared (IR) and ultraviolet (UV) or visible (vis) pulses. The molecular system under probe is excited initially by a narrow-band IR pump pulse and then electronically excited by an off-resonant UV/vis pulse. An IR probe pulse is applied afterwards to probe the system and record a 2DIR spectrum in combination with the first pulse. Since the lifetime of the vibrational excitation is very short, the electronic excitation by the UV/vis pulse is used to enlarge the lifetime of the excitation in the molecule and thus enable measurements on a longer timescale. Therefore, it becomes easier to study dynamical photochemical processes on long timescales. In the VIPER experiment with TPA, the UV/vis pulse is replaced by a near-infrared (NIR) pulse which offers an intrinsic 3D resolution, minimzed photodamage, a lower noise level and an increased penetration depth. This makes TPA highly attractive for biological systems among a wide range of other possible applications.
The computation of the vibrationally resolved electronic absorption spectra accounts for the Franck-Condon (FC) contributions which are independent of the nuclear framework as well as the HT effects which are dependent on the nuclear coordinates. The FC contributions are dominant for electronically-allowed transitions whereas HT contributions could be important for weakly-allowed or forbidden transitions. Laying emphasis on TPA, the test systems used belong to the category of two-photon active compounds. The initial candidate is dimethylaminonitrodibenzofuran (DMA-NDBF) which has been reported to be a two-photon only caging compound. The other system is a well-known laser dye, a rhodamine derivative of the commercially available rhodamine 101 (Rh101). Rhodamines are also recognized for their excellent TPA characteristics.
The findings for both the test systems show interesting contrasts. The one-photon absorption (OPA) and TPA spectrum together with vibronic couplings present the same lineshape in case of DMA- NDBF and also the HT effects have very weak contributions to the vibronic spectrum. Insignificant HT effects are quite typical for electronically allowed transitions. Overall, the NO2 bending mode exhibits the strongest change in the absorption spectrum upon vibrational pre-excitation, even stronger than in the case of different ring distortion modes that usually show a high VIPER activity. In the case of rhodamine, the vibronic OPA spectrum is pre-dominantly the FC spectrum and the HT couplings have a very weak contribution. The vibronic TPA spectrum is entirely dominated by the HT contributions and hence, the vibrationally resolved TPA spectrum of the rhodamine is a HT-only spectrum. Explanations towards this behaviour have been reported by Milojevich et al. which are holding the change in symmetry of the molecular orbital transitions from the ground to the excited state accountable. No significantly VIPER-active normal modes could be determined owing to the low magnitudes of their dimensionless displacements that are connected to the Huang-Rhys factors. Two ring distortion modes however have been probed but the intensity of their vibrational pre-excitation is observed to be very low.
The other part of this work is concerned with the estimation of the rate of the intramolecular energy transfer within rhodamine-BODIPY dyads. After the investigations on the prospective rhodamine derivatives, the Rho101 derivative shows the highest TPA activity. This linked together with the BODIPY derivative with styryl substituents through an acetylene bond has been probed theoretically as well as experimentally for the excitation energy transfer (EET).
Time-resolved spectroscopic measurements reveal an ultrafast energy transfer process on femtosecond timescales. The theoretical estimation of the EET rates through the Förster theory and the determination of the coupling between the donor and acceptor groups by the transition density cube (TDC) method falls short of the experimental results. Because of this disagreement, quantum dynamics simulations with the multi-layer multi-configuration time-dependent Hartree (ML-MCTDH) method have been performed on an adapted rhodamine-BODIPY molecular dyad which reveal that the energy transfer occurs through transient coherence whose mechanism cannot be described by Förster theory ...