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Mit der Optogenetik hat sich in der Neurowissenschaft eine Revolution vollzogen. Die Optogenetik erlaubt, Nervenzellen einfach mit Licht und mit bis dato nicht gekannter Genauigkeit zeitlich und räumlich elektrodenfrei an- und abzuschalten. Dies wird durch das Einbringen genetisch codierter Lichtschalter, sogenannter mikrobieller Rhodopsine, in den Nervenzellen erreicht. Die Methode, die in Frankfurt und in Regensburg ihren Ursprung genommen hat, wird heute in der Neurobiologie weltweit eingesetzt. Neben der Grundlagenforschung eröffnen sich dank der Optogenetik auch neue biomedizinische Perspektiven zur Gentherapie neurodegenerativer Krankheiten.
Patienten mit einer BCR/ABL positiven (Ph+) akuten lymphatischen Leukämie (ALL) bilden die größte genetisch definierte Untergruppe der ALL und gelten wegen ihrer schlechten Prognose als Höchstrisiko ALL. Die bisherigen Therapieergebnisse werden durch die Kombination von Tyrosin-Kinase-Inhibitoren (TKI) wie Imatinib und Chemotherapeutika verbessert, sind aber durch das Auftreten von Resistenzen gegen TKI in ihrer langfristigen Wirkung limitiert. Die derzeitige Forschung fokussiert sich weitestgehend auf konstitutive aktive Kinasen, die für die leukämische Transformation verantwortlich sind. Allerdings kann die Deregulation von Phosphatasen, die als Gegenspieler von Kinasen fungieren, durch eine verminderte Inaktivierung dieser Kinasen, ebenso zur Leukämogenese beitragen, indem ihre physiologische Funktion vermindert wird. Im Vorfeld konnte bereits gezeigt werden, dass die deregulierte Protein Tyrosin Phosphatase 1B (PTP1B) bei Ph+ Leukämien eine partielle Resistenz gegenüber TKI vermitteln kann.1 Darüber hinaus zeigen von Juric et al. (2007)2 publizierte Microarrays von 54 Ph+ ALL Patienten eine transkriptionelle Hochregulierung der Phosphatase „Supressor of T-Cell receptor Signalling 1“ (STS-1).2 STS-1 (TULA-2) gehört zusammen mit STS-2 (TULA-1) zur Familie der STS/TULA Proteine, von denen keine weiteren Mitglieder bekannt sind. STS-1 dephosphoryliert diverse Rezeptor-Tyrosin-Kinasen wie z.B. den T-Cell Receptor (TCR) und den Epidermal-Growth-Factor Receptor (EGFR) und verhindert somit deren Internalisierung und proteosomalen Abbau.3 Weitere durch STS-1 dephosphorylierte Substrate sind die Proteintyrosinkinase Syk, die eine wichtige Rolle bei der Signalweiterleitung des B-Cell-Receptors (BCR) spielt sowie andere SRC-Kinasen (z.B. FYN).4 Aufgrund der oben beschriebenen Zusammenhänge zwischen STS-1 und der Ph+ ALL ist die Untersuchung einer möglichen funktionellen Bedeutung von STS-1 bei der Entwicklung einer mutationsunabhängigen Resistenz von Ph+ ALL Inhalt dieser Arbeit. Als Modellsystem dienen in der hier vorliegenden Arbeit aus der BCR/ABL Zelllinie Sup B15 abgeleitete TKI resistente Zellen (Sup B15 RT). Imatinib ist in diesen immer noch in der Lage BCR/ABL zu binden und führt zu einer Verschiebung der Dosiswirkungskurve ohne Apoptose zu induzieren. Mutationen in der Tyrosinkinase Domäne von BCR/ABL konnten als zugrunde liegender Resistenzmechanismus durch Sequenzanalysen ausgeschlossen werden, ebenso wie zusätzliche Translokationen oder genomischen Amplifikationen von BCR/ABL. Eine Analyse der STS-1 Expression zeigte sowohl transkriptionell als auch auf Proteinebene eine deutliche Herunterregulierung von STS-1 in Sup B15 RT Zellen. Die Interaktion zwischen STS-1 und BCR/ABL wurde in verschiedenen Zellmodellen gezeigt. Dabei konnten bezüglich der Interaktion keine Unterschiede zwischen dem p210BCR/ABL und p185BCR/ABL Fusionsprotein festgestellt werden. Auch die „Gatekeeper“ Mutation T315I hatte keinen Einfluss auf die Interaktion. Die Unabhängigkeit der Bindung von STS-1 und BCR/ABL von einer aktiven BCR/ABL Kinase wurde durch die Zugabe von Imatinib gezeigt. Lediglich auf endogenem Level konnte eine Imatinib vermittelte Reduktion der Interaktion nachgewiesen werden. Durch die Verwendung unterschiedlich trunkierter BCR/ABL Proteine wurde gezeigt, dass STS-1 sowohl mit c-ABL als auch mit dem ABL-Anteil von BCR/ABL interagiert und dass eine Oligomerisierung für diese Interaktion nicht notwendig ist. Als Folge der Interaktion kommt es zu einer Dephosphorylierung von BCR/ABL durch STS-1, wobei vor allem die im ABL Anteil lokalisierten und für die Autophosphorylierung wichtigen Tyrosine 245 und 412 dephosphoryliert werden. Mittels eines Proliferations-Kompetitions-Assay konnte gezeigt werden, dass STS-1 sowohl die Proliferationsrate reduziert als auch erheblich die Sensitivität von SupB15 RT Zellen gegenüber Imatinib steigert. Dieser Befund steht im Einklang mit der Annahme, dass diese Sensitivitätssteigerung durch eine gegenüber den sensitiven Sup B15 WT deutlich verminderte STS-1 Expression bedingt ist. Dexamethason in klinisch relevanten Konzentrationen (10-6 M - 10-9 M) konnte sowohl in SupB15 WT als auch in SupB15 RT Zellen die STS-1 Expression um ein Vielfaches steigern und führte in Kombination mit 1 μM Imatinib sogar in den resistenten Zellen zu einer hoch signifikanten Inhibition der Proliferation sowie einer gesteigerten Apoptose. Die Resultate dieser Arbeit rücken Phosphatasen und im speziellen STS-1 in einen stärkeren Fokus, wenn es um die Bildung von Resistenzen geht. Dadurch können sich eine Vielzahl neuer Behandlungsstrategien sowie neue Ansätze für die klinische Wirkstoffforschung ergeben.
Justiz ist nicht allein Sache der staatlichen Gerichtsbarkeit. Gegenwärtig rückt dies immer stärker ins Bewusstsein. Über internationale Wirtschaftsschiedsgerichte, islamische »Friedensrichter«, Sportschiedsgerichte oder justizähnliche Gremien an amerikanischen Universitäten, die über Fälle sexueller Gewalt entscheiden, kann man mittlerweile in den Tageszeitungen lesen. Justizmäßige Entscheidungsinstitutionen, in denen nichtstaatliche Akteure eine – im wahrsten Sinne des Wortes – entscheidende Rolle spielten, sind inzwischen auch in der Rechtsgeschichte ein beliebtes Thema. In der deutschen rechtshistorischen Forschung sind dies vor allem die Schwurgerichte, die Gewerbegerichte (bzw. ihre Vorläufer) und die Schiedsgerichte, bei anderen Spielarten, z.B. den vielfältigen Ausprägungen der Handelsgerichtsbarkeit, fehlt es noch an eingehenderen Untersuchungen – ganz zu schweigen von jenen spezialisierten und teilweise kurzlebigen paritätischen Gremien, in denen die sozialen und ökonomischen Konflikte des Interventions- und Sozialstaats austariert wurden. ...
Die leitende These des folgenden Beitrages lautet: Die Christianisierung Sachsens und dessen Einbindung in das westliche Reich der Franken im 9. Jahrhundert wurde durch die Ordnung des Raumes nach römischen Vorbildern ermöglicht, von historiographischen wie eschatologischen Deutungen begleitet und überbaut sowie schließlich dauerhaft gefestigt durch die erzwungene oder auch freiwillige Akzeptanz der geschaffenen Zustände durch die sächsischen Oberschicht, welche spätestens in der zweiten Hälfte des 9. Jahrhunderts die in der tätigen Integration liegende Chance erkannt hatte. Auf die Begrifflichkeit wird zurückzukommen sein, denn sie beschreibt gleichermaßen die Grundlage der Durchsetzung weltlicher Herrschaft in fränkischer Weise über Sachsen. ...
Gelehrte bedürfen einander. Eine soziale Gruppe, die es nicht als ihre vornehmste Aufgabe ansieht, sich die materiellen Grundlagen des Lebens zu erarbeiten, ist auf Solidarität angewiesen. Nicht immer steht ein reicher Gönner, ein Mäzen, ein Patron zur Verfügung, der gewillt ist, antiquarische, philologische oder sonstige "zweckfreie" Interessen zu fördern. Der vom Schicksal Benachteiligte hofft in dem Fall auf die Unterstützung derer, die seine Interessen teilen und die materielle Bedrängnis aus eigenem Erleben nachvollziehen können. Gelehrte bedürfen ferner auch insoweit einander, als in der Regel nicht alle für die Realisierung eines wissenschaftlichen Vorhabens benötigten Informationen, Schriften und Artefakte vor Ort vorhanden sind. Also begibt man sich auf Reisen, zieht in ferne Länder in der Hoffnung, dort Gleichgesinnte zu treffen, die im Besitz der erstrebten ideellen Güter sind und dazu bereit, andere daran teilhaben zu lassen. ...
Wasserbedarfsprognosen sind für Wasserversorger eine wichtige Entscheidungsgrundlage für zukünftige Maßnahmen in der wirtschaftlichen und technischen Betriebsführung sowie beim Ressourcenmanagement. In den letzten zwei Jahrzehnten sanken in Deutschland die spezifischen Wasserbedarfe aufgrund von Technik- und Verhaltensinnovationen. Für Regionen mit Wirtschafts- und Bevölkerungswachstum ist aber das Zusammenspiel dieser für den zukünftigen Bedarf konträren Entwicklungen von besonderem Interesse. Auch die Metropolregion Hamburg ist von diesen Entwicklungen betroffen.
Im Auftrag des Wasserversorgers HAMBURG WASSER aktualisierte das ISOE (Forschungsschwerpunkt Wasserressourcen und Landnutzung) in Kooperation mit dem ifo Institut München seine mittel- und langfristige Wasserbedarfsprognose aus dem Jahr 2007 für das Versorgungsgebiet des Auftraggebers. In einem innovativen Konzept wurden dafür Forschungsmethoden aus Natur-, Wirtschafts-, Planungs- und Sozialwissenschaften kombiniert. Mit dem gewählten transdisziplinären Forschungsmodus war das Projekt darauf angelegt, im laufenden Forschungsprozess gemeinsam mit den wissenschaftlichen und außerwissenschaftlichen Projektpartnern das Prognosekonzept weiterzuentwickeln. Der vorliegende Studientext basiert auf dem Projektbericht an HAMBURG WASSER und fasst Prognosekonzept, Modellentwicklung, Prognoseergebnissen und Schlussfolgerungen zusammen.
Am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt, wird für die Erweiterung der Forschungsmöglichkeiten am Bau des FAIR Projektes gearbeitet. Hierfür wird unter anderem ein Ringbeschleuniger gebaut (SIS100), der mit 100Tm den bestehenden Ring (SIS18) in magnetischer Steifigkeit ergänzen wird. Um SIS100 an SIS18 anzubinden, wird eine Transferstrecke benötigt, welche den Transfer von Ionen zwischen den Ringen übernimmt. In solchen Transferstrecken werden Quadrupollinsen mit hohen Gradienten benötigt. Ebenso werden für die finale Fokussierung von hochintensiven Strahlpulsen aus Synchrotronen auf Targets Linsen mit hohen Feldgradienten benötigt. Allerdings sind die Pulse nur sehr kurz und das Tastverhältnis bei Synchrotronen sehr klein. Daher sollte ein gepulster Fokussiermagnet entwickelt werden, der den hohen Gradientenanforderungen gerecht wird und sowohl platz- als auch energiesparend ist. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Auslegung des elektrischen Schaltkreises, der Simulation des Magnetfeldes und der konstruktiven Umsetzung eines solchen gepulsten Quadrupols. Der elektrische Schaltkreis ist so ausgelegt, dass eine hohe Repetitionsrate zur Fokussierung für Teilchenpakete möglich ist. Die Linse wurde aus einer Luftspule ohne Eisenjoch aufgebaut. Die cos(2θ)-Verteilung des Stroms durch die Leiter wurde durch ein Design gesichert, welches den Skin-Effekt berücksichtigt und entsprechend ausgelegte Litzenkabel verwendet. Um die Magnetfeldverteilung des Fokussiermagneten zu untersuchen, wurden statische und transiente Simulationen mit dem Programm CST Mircowave Studio Suite vorgenommen. Zentraler Punkt bei der Neuentwicklung waren die Luftspulen. Um einen linearen Magnetfeldanstieg von der Strahlachse zum Aperturrand zu gewährleisten, muss die Stromverteilung in der Leiterspule so homogen wie möglich sein. Um bei Pulslängen von 170 µsec den Skineffekt zu berücksichtigen, wurde die Leiterspule aus HF-Litzen von je mehreren hundert Einzelleitern zusammengestellt, die jeweils gegeneinander isoliert und in Bündeln miteinander verdrillt sind. Außerdem wurde die Linse mit einer lamellierten Schirmung versehen, um das Magnetfeld effektiv nutzen zu können. Ziel der Auslegung war es, zusammen mit einem zweiten Quadrupol im Duplett einen Strahl mit einer magnetischen Steifigkeit von 11 Tm und einer Bunchlänge von 2µsec auf einen Punkt von 0,5 mm Radius zu fokussieren. Bei dem hierfür angestrebten Gradienten von 76 T/m wird eine maximale Stromamplitude von 400 kA benötigt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Linse ausgelegt, konstruiert und gebaut. Die Funktionalität wurde untersucht und die Feldqualität wurde vermessen und zeigten die erwarteten Parameter. Bei 26 kA Messstrom wurden im Zentrum des Magneten ein maximaler Gradient von 4,5 T/m und Feldwerte von 0,11 T ermittelt. Somit liegt die Abweichung des gemessenen Gradienten bei ca. 5 %. Die durchgängige Umsetzung der homogenen Verteilung der Leiterbündel in der Luftspule und eine vollständige Kompensation des Skineffekts konnten nicht nachgewiesen werden. Jedoch konnte der Einfluss der Kabelzuleitung des Quadrupols auf den Magnetfeldverlauf in den Simulationen und Messungen nachgewiesen werden. Weiterhin wurde für den energieeffizienten Einsatz im Transferkanal zwischen SIS18 und SIS100 ein Energierückgewinnungsschaltkreis entwickelt, der eine Ersparnis von 84 % der Betriebsleistung ermöglicht.
Dies ist der zehnte Artikel unseres Blogfokus „Salafismus in Deutschland“.
Was macht salafistisches Denken in religiöser Hinsicht aus? Was hat Salafismus mit Wahhabismus zu tun? Was hat Dschihadismus mit Salafismus zu tun? Alles Fragen, auf die es keine einfachen Antworten gibt. Trotzdem lohnt der Versuch, eine Antwort zu geben, da die religiösen Vorstellungen zentral für die Identität des Salafismus sind. Es geht hier „nur“ um die religiösen Ideen, die immer wieder in salafistischen Diskussionen auftreten. Freilich ist die innersalafistische Debatte vielgestaltig, so dass sich kein „Katechismus“ aufstellen lässt, der ausweist, woran ein/e SalafistIn glaubt. Deshalb werden im Folgenden entlang einzelner Stränge des salafistischen Diskurses ausgewählte religiöse Ideen beleuchtet....
Ziel der vorliegenden Arbeit ist der Aufbau von koaxialen Plasmabeschleunigern und deren Verwendung für die Untersuchung der Eigenschaften von kollidierenden Plasmen. Zukünftig sollen diese kollidierenden Plasmen als intensive Strahlungsquelle im Bereich der ultravioletten (UV-) und vakuumultravioletten (VUV-)Strahlung sowie in der Grundlagenforschung als Target zur Ionenstrahl-Plasma-Wechselwirkung Verwendung finden. Für diese Anwendungen steht dabei eine Betrachtung der physikalischen Grundlagen im Vordergrund. So sind neben der Kenntnis der Plasmadynamik auch Aussagen bezüglich der Elektronendichte, der Elektronentemperatur und der Strahlungsintensität von Bedeutung. Im Einzelnen konnte gezeigt werden, dass es möglich ist, durch eine Plasmakollision die Elektronendichte des Plasmas im Vergleich zu der eines einzelnen Plasmas deutlich zu erhöhen - im Maximalfall um den Faktor vier. Gleichzeitig stieg durch die Plasmakollision die Lichtintensität im Wellenlängenbereich der UV- und VUV-Strahlung um den Faktor drei an...
In modernen Marktgesellschaften bedürfen die Menschen zur Sicherung ihrer Lebensgrundlage regelmäßiger Einkommen. Diese erzielen sie in der Regel durch Erwerbstätigkeiten verschiedenster Art, in ihrer Mehrzahl durch Lohnarbeit. Ihr Lebensstandard hängt von Art und Umfang der Güter und Dienste ab, die sie mit ihrem Einkommen erwerben können.
Die Kephalometrie stellt einen bedeutenden Diagnostikbestandteil der kieferorthopädischen Diagnostik und Behandlungsplanung dar, mit deren Hilfe es möglich ist, skelettale Ursachen dentaler Befunde zu evaluieren. Üblicherweise erfolgt die kephalometrische Analyse anhand eines Fernröntgenseitenbildes, das jedoch neben der unausweichlichen Strahlenbelastung des Patienten, der sich zumeist im jugendlichen Alter und im Wachstum befindet und damit besonders vulnerabel bezüglich ionisierender Strahlung ist, auch geometrische Verzerrungen und Verzeichnungen aufweist, die eine kephalometrische Analyse erschweren. Zudem erfolgt beim FRS eine dreidimensionale Analyse, die auf einer zweidimensionalen Ansicht basiert und daher nicht die Exaktheit einer 1:1 Analyse besitzen kann. Die Kephalometrie mittels Magnetinduktion stellt eine strahlenfreie Alternative zur Verfügung. Im Rahmen der vorliegenden Studie ist untersucht worden, inwieweit Untersucher mit dem auf einer elektromagnetischen Induktion basierenden noXrayCeph®- Gerätes in der Lage sind, genaue Messdaten zu generieren und zu reproduzieren. Beim noXrayCeph®-Gerät handelt es sich um eine Weiterentwicklung des 3-Space®-Isotrak®- Gerätes der Firma POLHEMUS. Im Rahmen der hier durchgeführten Studie konnte die Messgenauigkeit der kephalometrischen Messung auf Basis der Magnetinduktion sowie die Reproduzierbarkeit durch verschiedene Untersucher statistisch belegt werden. Weiterhin sollten mit der Durchführung einer Anwenderschulung die Anwenderfreundlichkeit des Gerätes und das einfache Erlernen der Handhabung eruiert werden. Hierfür wurden insgesamt drei differente Versuchsreihen aufgebaut. Die Messgenauigkeit des noXrayCeph®-Gerätes wurde anhand eines normierten Abstands von exakt 100 mm nachgewiesen. Außerdem konnten fünf unterschiedliche Untersucher jeweils 15mal eine kephalometrische Analyse mit dem noXrayCeph®-Gerät reproduzierbar durchführen. Dabei waren die Messergebnisse sowohl Untersucher sowie zeitunabhängig. Diese kephalometrischen Untersuchungen erfolgten hierbei an einem Kunststoffschädel, auf den 55 Messpunkte als kephalometrische Variablen übertragen worden waren. In einer nachfolgenden Anwenderschulung konnten sechs männliche und vier weibliche Probanden nachweisen, dass auch ohne eine Anwenderschulung eine hohe Reproduzierbarkeit der ermittelten Werte erreicht werden konnte. Ebenfalls wurde der Einfluss des Geschlechts, des Winkels des angesetzten 103 Messstiftes, der Handhabung dieses Messstiftes sowie des physiologischen Tremors auf die Messgenauigkeit und die Reproduzierbarkeit der Daten geprüft. Es ließ sich wiederholt zeigen, dass mit dem noXrayCeph®-System genaue und reproduzierbare Werte einer kephalometrischen Analyse gewonnen werden, die bei den unterschiedlichen Untersuchern in einem Rahmen tolerierbarer Schwankungen vergleichbar sind. Auch intraindividuell weisen die ermittelten Daten eine hohe Reproduzierbarkeit auf. In dieser Studie sind Einflüsse des Geschlechts, der Handhabung des Messstiftes sowie des Winkels dieses Stiftes ebenso wenig nachweisbar wie ein positiver Einfluss einer Vorab-Schulung der Probanden. Der bei den Probanden vorhandene, unterschiedlich ausgeprägte physiologische Tremor und die unterschiedliche Haltung der Messspitze hatten keinerlei Auswirkung auf die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse. Zusammenfassend lässt sich aus der durchgeführten Studie somit ableiten, dass das noXrayCeph®-Verfahren geeignet ist für eine exakte kephalometrische Analyse. Die Patienten sind keiner Strahlenexposition wie bei einer Röntgenaufnahme ausgesetzt. Die Anwenderschulung zeigte außerdem, dass das Verfahren und der Umgang mit dem noXrayCeph®-Gerät bei der Messung einfach erlernbar und gut durchführbar ist. Die aus dem Röntgenverfahren resultierenden Probleme wie Verzerrungen und Überlagerungsfehler sowie die Strahlenexposition gerade bei jungen Patienten können mit diesem Verfahren umgangen und eliminiert werden. Somit stellt die Kephalometrie mit dem noXrayCeph®-Gerät eine fundierte Alternative in der Kieferorthopädie dar.
Sowohl bezüglich der Modellierung der Sprachkompetenz bei mehrsprachigen Kindern als auch hinsichtlich der Bestimmung der hierfür notwendigen Indikatoren herrscht nach wie vor Forschungsbedarf. Die entsprechenden Erkenntnisse sind aber für eine valide Sprachstandsdiagnostik, auf Basis welcher auch eine Sprachförderung stattfinden kann, unerlässlich. In der vorliegenden Dissertation werden daher mit Hilfe von Verteilungsstatistiken, konfirmatorischen Faktoranalysen und Strukturgleichungsmodellen zunächst ausgewählte Sprachstandsindikatoren sowie das Konstrukt Sprachkompetenz von Kindern mit Deutsch als Zweitsprache zu Beginn der 1. Klasse modelliert und im Anschluss ihr Einfluss auf die Orthographiekompetenz dieser Schülerinnen und Schüler am Ende der 2. Klasse untersucht. Zusätzlich wird das phonologische Arbeitsgedächtnis als ein weiterer Prädiktor in das Modell eingebunden. Es wird der Fragestellung nachgegangen, ob die für die Modellierung der Sprachkompetenz verwendeten Indikatoren, wie bspw. Bildbenennung, Kasus, Syntaxerwerbsstufen und die mittlere Äußerungslänge (MLU) für die Gruppe der mehrsprachigen Kinder in der Schuleingangsphase geeignet bzw. valide sind. Dabei werden die jeweiligen Streuungen, die Korrelationen untereinander (konvergente Validität) sowie die Leistung der Indikatoren für die jeweiligen sprachlichen Kompetenzbereiche anhand der Höhe der Faktorladungen betrachtet. Ebenfalls wird die prognostische Validität der Indikatoren hinsichtlich der Rechtschreibkompetenz beleuchtet. Des Weiteren wird geprüft, ob sich die Sprachkompetenz bei DaZ-Kindern in eine semantische, eine morphologische und eine syntaktische Fähigkeit unterteilen lässt und ob die Sprachkompetenz als Faktor zweiter Ordnung modelliert werden kann. Weitere Fragestellungen betreffen die Modellierung der Rechtschreibkompetenz, also die Anzahl und Art der latenten Variablen, die dieses Konstrukt abbilden, sowie den Einfluss des phonologischen Arbeitsgedächtnisses und der einzelnen sprachlichen auf die orthographischen Teilkompetenzen.
Die vorliegende Arbeit, die im Rahmen des zwischen 2011 und 2013 durchgeführten Forschungsprojektes „Förderung von Modellbildungs- und Falsifikationsprozessen im Elementar- und Primarbereich“ entstanden ist, untersuchte auf Grundlage neuerer entwicklungspsychologischer Forschungsbefunde die Möglichkeiten der Förderung im naturwissenschaftlichen Denken bei Kindern im Elementarbereich. Nach der theoretischen Einordnung des Themas und der Darstellung der Forschungslage wurden im empirischen Teil in einem ersten Schritt die Kompetenzen beim Schlussfolgern im Themengebiet Elastizität und Plastizität und beim Wissenschaftsverständnis von Kindern im Alter von vier bis zehn Jahren, eingeteilt in vier Altersstufen, ermittelt; weiterhin wurden die Verknüpfungen beider Kompetenzbereiche untersucht. Als Instrumente dienten ein bereits erprobter Schlussfolgerungstest sowie ein neu entwickelter Test zur Kompetenzmessung von Wissenschaftsverständnis. In der Grundschule wurden die Tests jeweils als Gruppentests und im Kindergarten als Einzeltests durchgeführt. Die Stichprobe um-fasste 142 Kinder, 82 Kinder aus dem Primarbereich und 60 Kinder aus dem Elementarbereich. Beim Schlussfolgern zeigte sich, dass es für Kinder aller einbezogenen Altersgruppen deutlich leichter war, mit Ereignissen umzugehen, die eine Vermutung bestätigen, als mit solchen, die eine Vermutung widerlegen. Zudem stellte sich heraus, dass der Umgang mit Ereignissen, die im Hinblick auf eine Vermutung irrelevant sind, noch schwieriger war. Mit zunehmendem Alter war eine Kompetenzsteigerung erkennbar. Die Analyse der Tests ergab außerdem einen Zusammenhang zwischen Wissenschaftsverständnis und Schlussfolgern sowie einen deutlichen Einfluss exekutiver Funktionen. Im zweiten Schritt wurden zwei ausgewählte Trainingsmaß-nahmen zur Förderung der Koordination von Theorie und Evidenz bei Kindern im Alter von fünf bis sechs Jahren auf ihre Wirksamkeit hin geprüft, und zwar einerseits durch die Unter-stützung mit adaptivem Nachfragen bei fehlerhaften Antworten sowie andererseits durch eine intensive Förderung mit Modellierung. Die an einer Stichprobe von 63 Kindern durchgeführte Trainingsstudie war als Prä-Post-Studie angelegt und umfasste die Überprüfung des erworbenen Wissens. Die Studie ergab, dass die intensiv geförderten Kinder deutlich höhere Kompetenzen erworben hatten als die durch adaptive Unterstützung unterstützten Probanden. Außer-dem wurde ein Transfer-Test im Inhaltsgebiet Schwimmen und Sinken durchgeführt; hierbei wurden beide Trainingsgruppen in gleicher Weise mit adaptivem Nachfragen unterstützt. Dabei zeigten Kinder beider Trainingsgruppen deutlich höhere Kompetenzen beim Schlussfolgern als im Post-Test, dennoch zeigten Kinder mit vorheriger intensiver Förderung durch Modellierung wiederum höhere Kompetenzen im Transfer-Test als Kinder aus der Gruppe mit adaptiver Unterstützung. Abschließend wurde noch ein Argumentationstest durchgeführt, bei dem Kinder aller drei Experimentalgruppen (Trainingsgruppe 1, Trainingsgruppe 2, Kontrollgruppe) über-greifende Kompetenzen beim Schlussfolgern zeigen konnten. In diesem Test zeigte sich zwischen den drei Gruppen kein Unterschied im Hinblick auf angemessene Antworten beim Schlussfolgern.
In der Dissertation wird das Antwortverhalten von Kindern bei der Koordination von Theorie und Evidenz untersucht. Diese Fähigkeit ist besonders beim naturwissenschaftlichen Lernen relevant. Dazu werden zwei Studien vorgestellt. In der ersten Studie, der Querschnittsstudie wird das Antwortverhalten von Kindern im Alter von fünf bis neun Jahren am Beispiel der Leitfrage: „Warum springt ein Ball?“ untersucht. Verschiedene Vermutungen wie zum Beispiel „Dinge, die rund sind, springen“, werden geprüft. In der zweiten Studie, dem Kernstück der Arbeit werden zwei Fördermaßnahmen zum Training der Koordination von Theorie und Evidenz bei fünf- bis sechsjährigen Kindern vorgestellt.
Die vorliegende Arbeit handelt von der Entwicklung, dem Bau, den Zwischenmessungen sowie den abschließenden Tests unter kryogenen Bedingungen einer neuartigen, supraleitenden CH-Struktur für Strahlbetrieb mit hoher Strahllast. Diese Struktur setzt das Konzept des erfolgreich getesteten 19-zelligen 360 MHz CH-Prototypen fort, der einen weltweiten Spitzenwert in Bezug auf Beschleunigungsspannung im Niederenergiesegment erreichte, jedoch wurden einige Aspekte weiterentwickelt bzw. den neuen Rahmenbedingungen angepasst. Bei dem neuen Resonator wurde der Schwerpunkt auf ein kompaktes Design, effektives Tuning, leichte Präparationsmöglichkeiten und auf den Einsatz eines Leistungskopplers für Strahlbetrieb gelegt. Die Resonatorgeometrie besteht aus sieben Beschleunigungszellen, wird bei 325 MHz betrieben und das Geschwindigkeitsprofil ist auf eine Teilcheneingangsenergie von 11.4 MeV/u ausgelegt. Veränderungen liegen in der um 90° gedrehten Stützengeometrie vor, um Platz für Tuner und Kopplerflansche zu gewährleisten, und in der Verwendung von schrägen Stützen am Resonatorein- und ausgang zur Verkürzung der Tanklänge und Erzielung eines flachen Feldverlaufs. Weiterhin wurden pro Tankdeckel zwei zusätzliche Spülflansche für die chemische Präparation sowie für die Hochdruckspüle mit hochreinem Wasser hinzugefügt. Das Tuning der Kavität erfolgt über einen neuartigen Ansatz, indem zwei bewegliche Balgtuner in das Resonatorvolumen eingebracht werden und extern über eine Tunerstange ausgelenkt werden können. Der Antrieb der Stange soll im späteren Betrieb wahlweise über einen Schrittmotor oder einen Piezoaktor stattfinden. Für ein langsames/ statisches Tuning kann der Schrittmotor den Tuner im Bereich +/- 1 mm auslenken, um größeren Frequenzabweichungen in der Größenordnung 100 kHz nach dem Abkühlen entgegenzuwirken. Das schnelle Tuning im niedrigen kHz-Bereich wird von einem Piezoaktor übernommen, welcher den Balg um einige µm bewegen kann, um Microphonics oder Lorentz-Force-Detuning zu kompensieren. Der Resonator wird von einem aus Titan bestehendem Heliummantel umgeben, wodurch ein geschlossener Heliumkreislauf gebildet wird.
Derzeit befinden sich mehrere Projekte in der Planung bzw. im Bau, welche auf eine derartige Resonatorgeometrie zurückgreifen könnten. An der GSI basiert der Hauptteil des zukünftigen cw LINAC auf supraleitenden CH-Strukturen, um einen Strahl für die Synthese neuer, superschwerer Elemente zu liefern. Weiterhin könnte ein Upgrade des vorhandenen GSI UNILAC durch den Einsatz von supraleitenden CH-Resonatoren gestaltet werden. Zudem besteht die Möglichkeit, die bisherige Alvarez-Sektion des UNILAC alternativ durch eine kompakte, supraleitende CH-Sektion zu realisieren. Ebenfalls sollen die beiden parallelbetriebenen Injektorsektionen des MYRRHA-Projektes durch den Einsatz von supraleitenden CH-Strukturen erfolgen.