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The production rates and the transverse momentum distribution of strange hadrons at mid-rapidity ( |y |<0.5) are measured in proton-proton collisions at s√ = 13 TeV as a function of the charged particle multiplicity, using the ALICE detector at the LHC. It is found that the production rates of K0S, Λ, Ξ, and Ω increase with the multiplicity faster than what is reported for inclusive charged particles. The increase is found to be more pronounced for hadrons with a larger strangeness content. Possible auto-correlations between the charged particles and the strange hadrons are evaluated by measuring the event-activity with charged particle multiplicity estimators covering different pseudorapidity regions. The yields of strange hadrons are found to depend only on the mid-rapidity multiplicity for charged particle multiplicity estimators selecting in the forward region, which turn out to be more directly related to the number of Multiple Parton Interactions. Several features of the data are reproduced qualitatively by general purpose QCD Monte Carlo models that take into account the effect of densely-packed QCD strings in high multiplicity collisions. However, none of the tested models reproduce the data quantitatively. This work corroborates and extends the ALICE findings on strangeness production in proton-proton collisions at 7 TeV.
The inclusive J/ψ production in Pb-Pb collisions at the center-of-mass energy per nucleon pair sNN−−−√ = 5.02 TeV, measured with the ALICE detector at the CERN LHC, is reported. The J/ψ meson is reconstructed via the dimuon decay channel at forward rapidity (2.5<y<4) down to zero transverse momentum. The suppression of the J/ψ yield in Pb-Pb collisions with respect to binary-scaled pp collisions is quantified by the nuclear modification factor (RAA). The RAA at sNN−−−√ = 5.02 TeV is presented and compared with previous measurements at sNN−−−√ = 2.76 TeV as a function of the centrality of the collision, and of the J/ψ transverse momentum and rapidity. The inclusive J/ψ RAA shows a suppression increasing toward higher pT, with a steeper dependence for central collisions. The modification of the J/ψ average pT and p2T is also studied. Comparisons with the results of models based on a transport equation and on statistical hadronization are also carried out.
We present a study of the inclusive charged-particle transverse momentum (pT) spectra as a function of charged-particle multiplicity density at mid-pseudorapidity, dNch/dη, in pp collisions at s√=5.02 and 13 TeV covering the kinematic range |η|<0.8 and 0.15<pT<20GeV/c. The results are presented for events with at least one charged particle in |η|<1 (INEL >0). The transverse momentum spectra are reported for two multiplicity estimators covering different pseudorapidity regions. While the pT spectra exhibit a strong dependence on multiplicity and center-of-mass energy, they show little energy dependence when normalized to the pT spectrum for INEL >0. The behavior of the multiplicity dependent spectra from intermediate to high transverse momentum (6<pT<20GeV/c) is parametrised by the exponent of a power-law function. Going from low to high average charged-particle density, the exponent decreases from ∼6 to ∼5. Moreover, the high-pT yields of charged particles increase faster than the charged-particle multiplicity density. The average pT as a function of multiplicity and transverse spherocity is reported for pp collisions at s√=13 TeV. For low- (high-) spherocity events, corresponding to jet-like (isotropic) events, the average pT is higher (smaller) than that measured in INEL >0 pp collisions. Within uncertainties, the functional form of ⟨pT⟩(Nch) is not affected by the spherocity selection. While EPOS LHC gives a good description of many features of data, PYTHIA overestimates the average pT in jet-like events. The observations are discussed in terms of multi-parton interactions with large momentum transfer and color reconnection.
We present a study of the inclusive charged-particle transverse momentum (pT) spectra as a function of charged-particle multiplicity density at mid-pseudorapidity, dNch/dη, in pp collisions at s√ = 5.02 and 13 TeV covering the kinematic range |η|<0.8 and 0.15<pT<20 GeV/c. The results are presented for events with at least one charged particle in |η|<1 (INEL>0). The pT spectra are reported for two multiplicity estimators covering different pseudorapidity regions. The pT spectra normalized to that for INEL >0 show little energy dependence. Moreover, the high-pT yields of charged particles increase faster than the charged-particle multiplicity density. The average pT as a function of multiplicity and transverse spherocity is reported for pp collisions at s√=13 TeV. For low- (high-) spherocity events, corresponding to jet-like (isotropic) events, the average pT is higher (smaller) than that measured in INEL >0 pp collisions. Within uncertainties, the functional form of ⟨pT⟩(Nch) is not affected by the spherocity selection. While EPOS LHC gives a good description of many features of data, PYTHIA overestimates the average pT in jet-like events.
Die Neurowissenschaften sind in Forschungsarbeiten für Schüler und Studierende immer wieder als eines der schwierigsten Teilgebiete der Biologie angeführt. Die Inhalte werden überwiegend nicht verstanden. Als mögliche Ursache gelten die seltenen praktischen Zugänge für die Lernenden aufgrund limitierter Ressourcen. Diese Ursache konnte in der vorliegenden Arbeit durch eine Befragung der Lehrkräfte zu ihren Praxisumsetzungen bestätigt werden. 70 % der Lehrkräfte gaben an, dass sie keine Experimente in der Schule zum Thema Nervenzellen anbieten. Experimente zur Verhaltensbiologie führen 65 % der Lehrkräfte nicht durch.
Um Schülern die Möglichkeit zu geben, sich experimentell mit den Themenfeldern der Neuro- und Verhaltensbiologie auseinanderzusetzen, wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit Schülerlabortage auf dem Feld der Neurowissenschaften konzipiert. Die Konzepte wurden schülerorientiert umgesetzt und neurowissenschaftliche Forschung durch den eigenen Umgang mit modernen Forschungsapparaturen erfahrbar gemacht. Die drei Labortage für die Sekundarstufe II wurden wissenschaftlich begleitet: 1) Verhaltensbiologie, 2) systemische Ebene der Elektrophysiologie, 3) elektrophysiologische Forschungsmethoden. Um die Qualität und Wirksamkeit der Labortage beurteilen zu können, wurden sie mit Feedbackerhebungen begleitet. Die drei Labortage wurden sowohl von den Lehrkräften als auch von den Schülern bezüglich ihrer Qualität positiv bewertet. Für die Schüler konnte gezeigt werden, dass die Beurteilung weitgehend unabhängig von einem zugrunde liegenden Interesse an Biologie und Forschung ausfällt. Anhand einer retrospektiven Erhebung wird außerdem gezeigt, dass alle drei Labortage eine höchst signifikante, selbsteingeschätzte Steigerung des „Wissens“, der „Anwendungszuversicht“ und des „Interesses“ bewirken. Schüler mit niedrigen Ausgangswerten zeigen einen besonders hohen Anstieg. Für das Interesse kann weiter gezeigt werden, dass auch Schüler mit hohem Ausgangswert eine große Interessenssteigerung durch den Labortag aufweisen. Das Interesse für den verhaltensbiologischen Labortag liegt etwas niedriger – die Labortage mit elektrophysiologischen Inhalten zeigen dagegen für die Anwendungszuversicht etwas niedrigere Werte.
Der Fokus der fachdidaktischen Forschung lag auf der Betrachtung des experimentellen Zugangs zur Elektrophysiologie über ein entwickeltes „EPhys-Setup“. Dabei handelt es sich um einen quasi-realen Messaufbau. Die Umsetzung kombiniert dazu Komponenten eines realen Elektrophysiologie-Setups (Hands-on Komponenten) mit einer speziell entwickelten schülerfreundlichen Software (Neurosimulation) und einem virtuellen Nervensystem in Form einer Platine. Als Modellnervensystem werden für diese Umsetzung Ganglien von Hirudo medicinalis verwendet – der Neurosimulation liegen originale elektrophysiologische Messspuren des Ganglions zugrunde. Experimentelle Vermittlungsansätze für die Elektrophysiologie finden sich kaum für den Schulbereich. Dem Bedarf einer entsprechenden Beforschung wurde mit verschiedenen Testinstrumenten nachgegangen, um den Vermittlungsansatz mit dem EPhys-Setup bewerten zu können. Dafür fand eine Wirksamkeitsanalyse über die Erhebung der Motivation der Schüler statt (Lab Motivation Scale; Dohn et al. 2016). Von Bedeutung war auch, inwiefern gegenüber der Umsetzung eine Technologieakzeptanz vorliegt (Technology Acceptance Model; Davis 1989), die im Schulkontext ausgehend von der steigenden Einbindung von Technologien einen entsprechenden Forschungsbedarf aufweist. Weiter wurde untersucht, ob sich die Bewertung des EPhys-Setups von der Bewertung einer Kontrollgruppe unterscheidet. Für die Kontrollgruppe wurde die Neurosimulation von den Hands-on Komponenten gelöst und die Schüler arbeiteten ausschließlich PC-basiert. Die Ergebnisse zeigen, dass beide Umsetzungen die Motivation förderten und eine Technologieakzeptanz bei den Schülern aufwiesen. Der Unterschied der Untersuchungsgruppen fällt gering aus. Die Abhängigkeiten, die für die verwendete Simulationsumsetzung gefunden wurden, beziehen sich ausschließlich auf Komponenten der „Freude“. Somit wird der intrinsische Bereich von den Schülern die am EPhys-Setup gearbeitet haben höher bewertet. Zur weiteren Analyse der Testinstrumente wurde auch eine Abhängigkeit der Bewertung vom zugrunde liegenden Biologieinteresse sowie von den Computerfähigkeiten vergleichend betrachtet. Der Einfluss auf die Bewertungen der drei Testskalen ist in vielen Fällen höher als der Einfluss der verwendeten Simulation. Vom individuellen Biologieinteresse der Schüler zeigen alle untersuchten Komponenten eine Abhängigkeit. Die größeren Effekte beziehen sich auf die Komponenten der „Lernwirksamkeit“ oder der „Freude“. Von den individuellen Computerfähigkeiten der Schüler zeigen Komponenten zur „Zuversicht bezüglich der Methoden und der Inhalte“ eine Abhängigkeit.