Nach oben pdf OPUS 4 | Dynamik und Struktur in der Phasenkoexistenz von Lipidmembranen

OPUS 4 | Dynamik und Struktur in der Phasenkoexistenz von Lipidmembranen

OPUS 4 | Dynamik und Struktur in der Phasenkoexistenz von Lipidmembranen

Die Domänen in der flüssig-gel Koexistenz reiner Phospholipide sind die optisch sichtbare Re- präsentation des fluiden bzw. gelförmigen Phasenanteils. So konnten wir in Kapitel III 3 bei unseren Untersuchungen den optisch sichtbaren Phasenanteil als thermodynamischen Ordnungs- parameter sowohl in Vesikeln als auch in Tethern identifizieren. Während die Eignung des Pha- senanteils als Ordnungsparameter beim Übergang vom 2d- auf das 1d-System erhalten bleibt, ist der Einfluss der Dimensionalität auf die Domänenstruktur deutlich sichtbar. Der Tether als quasi 1d-System zeigt eine quasi 1d-Phasenseparation in fluide und gelförmige Abschnitte. Ver- mutlich führt im Übergangsbereich zwischen 1d- und 2d-System ein Symmetriebruch zu einer Ausprägung der molekularen Chiralität, was sich in helikalen Domänenstrukturen niederschlägt. Die Dimensionalität hat ebenfalls erheblichen Einfluss auf die Hydrodynamik eines Systems [15]. Das zweite Kapitel dieses Teils beleuchtete daher die Diffusion von Domänen in der flüssig- flüssig Phasenkoexistenz. Das System präsentiert sich als hydrodynamisch sehr komplex, da durch die Kopplung der 2d-Membran an das 3d-Medium eine natürliche Längenskala das Verhal- ten beschreibt. So ist, abhängig von der Viskosität des Mediums und der Membran, die Diffusion von der Dissipation in der Membran bzw. im Medium bestimmt [15].
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OPUS 4 | Akustik und Dynamik von Lipid-Monolayern im Licht der Nervenreizleitung

OPUS 4 | Akustik und Dynamik von Lipid-Monolayern im Licht der Nervenreizleitung

Ein strukturierender Hauptbestandteil einer jeden lebenden Zelle sind die Lipid- membranen. Durch ihre wässrigen Grenzflächen separieren sie die Zelle von ihrem Äußeren und unterteilen sie in ihrem Inneren. Schon alleine deshalb ist auch die Dy- namik dieser Membrangrenzflächen von direktem biologischem Interesse. Da Lipid- Monolayer einfachen Zugang zu den physikalischen Eigenschaften dieser Grenzflä- chen geben, wurden sie in dieser Arbeit dazu benutzt, die Dynamik von Lipidmem- branen zu untersuchen. Zunächst wurde deshalb ein erweitertes, dynamisches Monte- Carlo-Simulations-Modell aufgebaut, das aufzeigte, dass sowohl Dynamik als auch Thermodynamik von Lipidmembranen Einfluss auf messbare makroskopische Grö- ßen nehmen können. Das Kernthema dieser Arbeit sollte aber die Relevanz von dyna- mischen Wellenphänomenen im Bezug auf die Nervenreizleitung sein. So wurde auf experimenteller Seite insbesondere die Ausbreitung von Wellen und Pulsen auf Mo- nolayern betrachtet. Die Ergebnisse zeigten, dass Störungen auf Lipid-Monolayern elektrisch oder chemisch angeregt werden können. Auf chemischem Weg erzeugte Monolayerpulse breiteten sich über makroskopische Distanzen mit Geschwindigkei-
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OPUS 4 | Struktur und Transporteigenschaften des elektronisch korrelierten Thiospinells CuV2S4

OPUS 4 | Struktur und Transporteigenschaften des elektronisch korrelierten Thiospinells CuV2S4

Eine einfache Beschreibung der Leitungselektronen eines metallischen Festk¨ or- pers basiert auf dem Sommerfeldmodell des freien Elektronengases. Die Elektro- nen werden darin als wechselwirkungsfreie Teilchen behandelt, unterliegen aber im Gegensatz zu den Molek¨ ulen eines idealen Gases der Fermistatistik (”Fermi- Gas”). Eine Erweiterung dieses Modells durch Ber¨ ucksichtigung des periodischen Gitterpotentials f¨ uhrt zu einer Beschreibung der Dynamik von Kristallelektro- nen in einem Festk¨ orper (Bloch-Elektronen). Dieses Einteilchenbild unabh¨ angi- ger Elektronen kann auch f¨ ur den Fall von Korrelationen zwischen den Elek- tronen untereinander recht n¨ utzlich sein, wobei man einige wenige Korrekturen vornehmen muss. In dem von Landau entwickelten Konzept der Fermi-Fl¨ ussigkeit werden die niederenergetischen Anregungen eines wechselwirkenden Elektronen- systems durch die Einf¨ uhrung von Quasiteilchen eindeutig auf die Anregungen der Teilchen eines nicht wechselwirkenden Fermigases zur¨ uckgef¨ uhrt. Die makro- skopischen Eigenschaften eines realen Systems k¨ onnen durch Anpassung weniger Parameter beschrieben werden, wobei der effektiven Masse m ∗ der Quasiteilchen die gr¨ oßte Bedeutung zukommt (s. Kapitel 2.2 ).
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OPUS 4 | Struktur und Dynamik von Energiesystemen auf Basis erneuerbarer Energien

OPUS 4 | Struktur und Dynamik von Energiesystemen auf Basis erneuerbarer Energien

Dass diese Ziele nicht unrealistisch oder unerreichbar sind, zeigen sowohl die Ergebnisse des LTI-Teams für Europa, des ERJ-Teams für Japan und letzt- lich für Deutschland die Arbeit der[r]

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OPUS 4 | Untersuchungen zur Struktur und Dynamik des Typ-I-Interferon-Rezeptors

OPUS 4 | Untersuchungen zur Struktur und Dynamik des Typ-I-Interferon-Rezeptors

Ligandenbindung an ifnar1- und ifnar2-EC, und wiesen auf einen mehrstufigen Prozess und mögliche Konformationsänderungen bei der Bindung an ifnar1-EC hin. Zur Analyse der Dynamik von ifnar1-EC wurden daher verschiedene fluoreszenzbasierte Assays etabliert. Eine besondere Herausforderung bestand darin, das Protein ortsspezifisch und stöchiometrisch mit zwei verschiedenen Fluorophoren zu koppeln. Ifnar1-EC wurde an verschiedenen Stellen kovalent mit Fluoreszenzfarbstoffen markiert. Es wurde gezeigt, dass nach Bindung eines geeigneten tris-NTA-Fluorophor-Konjugats an den C-terminalen His-Tag die Fluoreszenz abstandsabhägig durch Förster-Resonanz-Energie-Transfer gelöscht wurde. Für ifnar1-EC wurde eine ligandeninduzierte Abstandsänderung detektiert. Die detaillierte Analyse ergab nach Bindung von IFN α 2 eine Abstandszunahme von 13 Å vom N- zum C-Terminus. Durch die Interferonbindung nimmt demnach ifnar1-EC eine gestrecktere Konformation ein. Ähnliche Ergebnisse wurden auch in Anwesenheit von ifnar2-EC und für IFN β erhalten. Die Einzelmolekülanalysen mittels Fluoreszenz Korrelationsspektroskopie (FCS) zeigten sowohl einen Verlust der Flexibilität von ifnar1-EC nach Ligandenbindung als auch ein ligandeninduziertes Rearangement der Ig-ähnlichen Domänen. Die Änderung der Flexibilität wurde durch Messungen der Fluoreszenzlebensdauer bestätigt. Untersuchungen der Kinetik der Ligand-induzierten Konformationsänderung mittels Stopped-Flow Messungen bestätigten eine mehrstufige Umorientierung der Ig-ähnlichen Domänen nach Ligandenbindung.
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OPUS 4 | Elektronische Struktur epitaktischer Chalkopyrite und deren Heterokontakte für die Photovoltaik

OPUS 4 | Elektronische Struktur epitaktischer Chalkopyrite und deren Heterokontakte für die Photovoltaik

Bisher wurde nur die Energieerhaltung zur Bestimmung der elektronischen Struktur ver- wendet. Betrachtet man das Valenzband einer polykristallinen Probe (theoretisch gilt dies auch bei Detektion der Photoelektronen von einer einkristallinen Probe im gesamten Raum- winkel), dann stellt das gemessene Elektronenspektrum n¨ aherungsweise ein Abbild der Zu- standsdichte dar. Ber¨ ucksichtigt werden m¨ ussen dabei noch die Gewichtung der beteiligten Zust¨ ande durch den Photoionisationsquerschnitt. Die Hinzunahme der Impulserhaltung erm¨ oglicht eine gleichzeitige Aussage ¨ uber Energie- und Impulsverteilung, d.h. der Band- struktur. Wie bereits in Kap. 3.1 erw¨ ahnt werden daf¨ ur einkristalline Schichten ben¨ otigt, da nur f¨ ur eine makroskopisch einheitliche Orientierung des beleuchteten Teils der Probe eine eindeutige Zuordnung des Impulses der unter einem bestimmten Winkel emittierten Photoelektronen m¨ oglich ist [73].
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NMR-spektroskopische Untersuchungen der Struktur und der Dynamik des Aktomyosinsystems

NMR-spektroskopische Untersuchungen der Struktur und der Dynamik des Aktomyosinsystems

Das Muskelfleisch von Rücken und Hinterläufen zweier frisch geschlachteter Kaninchen wurde vom Fett befreit und zum Transport in Eiswasser gelagert. Die weiteren Arbeitsschritte fanden bei 4 °C (im Kühlraum) statt. Das Muskelfleisch wurde mit Filterpapier getrocknet, im Fleischwolf zerkleinert, in 1,5 l 0,1 M KCl aufgenommen und portionsweise in einem Schnellmixer homogenisiert. Das Homogenisat wurde mit 750 ml 3 M KCl versetzt und mit dest. H 2 O auf 4 l aufgefüllt. Die Suspension wurde eine halbe Stunde gerührt und danach in einer Beckman J6 Zentrifuge 5 min bei 4000 rpm in 1 l Bechern zentrifugiert. Der Überstand wurde verworfen und die Pellets nacheinander mit 0,6 M, 0,3 M und 0,l M KCl gewaschen. Um Reste von anhaftendem Myosin zu entfernen, wurde anschließend in 5 mM NaHCO 3 /100 mM KCl 30 min lang bei Raumtemperatur gerührt. Nach Zentrifugation wie oben, wurden die Pellets fünfmal mit 0,l M KCl und sechsmal mit dest. H 2 O gewaschen, wobei die Pellets immer voluminöser wurden. Der Rückstand wurde dann mit insgesamt ca. 15 l Aceton mehrfach gewaschen, wobei die Acetonmenge jeweils verringert wurde und der Ansatz in den letzten drei Waschgängen in einem Leinentuch gut ausgewrungen wurde. Nach einer Trockenzeit von ca. 5 h wurde der Rückstand durch ein Sieb gerieben und bei –20 °C eingefroren.
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OPUS 4 | Elektronische Struktur dünner Halbleiterfilme (Chalkopyrite) als Absorbermaterialien für Dünnschichtsolarzellen

OPUS 4 | Elektronische Struktur dünner Halbleiterfilme (Chalkopyrite) als Absorbermaterialien für Dünnschichtsolarzellen

Treten in dem von einer LEED- Untersuchung erfassten Bereich statistisch verteilt, also zu gleichen Anteilen, Domänen der unterschiedlichen Orientierung auf, so überlagern sich die Beugungsreflexe der einzelnen Domänen zu gleichen Teilen. Abbildung 5.19 zeigt, dass sich bereits nach zweimaliger Rotation und Überlagerung der gedrehten Gitter eine sechszählige Symmetrie zeigt. Betrachtet man die dargestellten drei Lagen, so fällt auf, dass an bestimmten Positionen bei jeder Drehung ein Gitterpunkt bzw. Reflex existiert. An Positionen mittig zwischen diesen stets vorhandenen Gitter- punkten bzw. Reflexen findet sich nur in jeweils einer der drei Orientierungen ein Reflex. Dies zeigt sich bei einer LEED- Untersuchung in einer unterschiedlichen Intensität der Reflexe. Hinzu kommt noch die für Chalkopyrit bekannte typische Dominanz der sechszähligen Reflexe gemäß einer Zinkblendeordnung. Demzufolge ergibt sich bei einer Chalkopyrit-Schicht mit einer statistischen, substratinduzierten Fehlorien- tierung ein LEED-Bild sechszähliger Symmetrie mit einer 4x4-Überstruktur, deren intensitätsstärkste Reflexe jedoch denen einer kubischen Sphalerit-Struktur mit einer 2x2- Überstruktur entsprechen.
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OPUS 4 | Die Struktur der deutschen Nominalphrase: Die HPSG-Analyse im B8-Fragment

OPUS 4 | Die Struktur der deutschen Nominalphrase: Die HPSG-Analyse im B8-Fragment

Daher wird hier keine Argumentreduktion im Sinne des Abbaus der ARG-ST-Liste angenommen, sondern lediglich eine Optionalität bezüglich der syntaktischen Realisierung der Argumente. Die im Lexikon der No- mina spezifizierte ARG-ST-Liste unterliegt nie einer Veränderung, d.h. sie involviert stets die gleiche Anzahl der synsem- Objekte, wovon das ob- liqueste der SYNSEM-Wert eines Determinators ist, und die restliche Li- ste s y n s e m - Werte der Argumente, deren c o n t e n t - Werte mit den a r g - Werten im CONTENT des Matrixnomens identisch sind, enthält. Ebenso bleibt die CONTENT-Struktur der Nomina in jedem syntaktischem Kon- text konstant.
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OPUS 4 | Nutzung mobiler Medien : Struktur und Ordnung - drei Projektberichte

OPUS 4 | Nutzung mobiler Medien : Struktur und Ordnung - drei Projektberichte

Der Kreis der Probanden sollte nach Möglichkeit einen Querschnitt der Bevölkerung darstellen, da davon aus- gegangen werden kann, dass unterschiedliche Altersklassen sich sowohl in ihre[r]

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Untersuchungen zur Struktur und Dynamik freitragender flüssiger Filme

Untersuchungen zur Struktur und Dynamik freitragender flüssiger Filme

In diesem Abschnitt sollen die Arten der m¨ oglichen Wellen n¨ aher erl¨ autert werden. Kapillarwellen k¨ onnen in jeder Fl¨ ussigkeit auftreten. Kapillarwellen sind Undu- lationen, deren Dynamik von der Oberfl¨ achenspannung dominiert wird. Die Ober- fl¨ achenspannung resultiert in dem Bestreben der Oberfl¨ ache, sich m¨ oglichst glatt auszurichten. Das heißt, das Integral der mittleren Kr¨ ummung κ 1 + κ 2 uber die ¨ gesamte Oberfl¨ ache wird dann minimal. Im Gegensatz zu Schwerewellen handelt es sich um Wellen, bei denen das Verh¨ altnis von Gewichtskraft zur Kraft aus der Kr¨ ummung der Grenzfl¨ ache (Oberfl¨ achenkr¨ afte) sehr klein ist [ 60 ]. Die schon in Abschnitt 3.1 , Eigenschaften sph¨ arischer Filme angef¨ uhrte Bond-Zahl erlaubt eine Absch¨ atzung, um welche der beiden Arten von Wellen es sich in einem bestimm- ten Fall handelt [ 61 ]. F¨ ur die Ausbreitung von Wellen entlang eines smektischen Films liegt es nahe, die Wellenl¨ ange Λ und die Amplitude ∆u der Undulationen als Ausdehnungen im Z¨ ahler anzunehmen. Es ergibt sich eine Bond-Zahl von
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Gutenberg Open Science: Struktur und Dynamik von Polymer-Modellnetzwerken

Gutenberg Open Science: Struktur und Dynamik von Polymer-Modellnetzwerken

161 Tetra-Arm-PEG, untersucht. Ein Hauptaugenmerk liegt hierbei auf dem Einfluss der Netzwerkdefekte auf die Diffusion. Dazu wurden drei verschiedene Arten an markierten Tracerpolymeren via FRAP und FRS miteinander verglichen. Bei dem ersten Tracer 18 wurden drei der vier Arme mit Terpyridin (Sticker) funktionalisiert und ein Arm mit einem Fluorophor markiert. Diese Tracer kreieren in ihrer unmittelbaren Umgebung inhärente Vernetzungsdefekte im Netzwerk (Abb. 6.7A). Für Vergleichszwecke wurde zudem der Tracer 24, bei dem alle vier Arme mit Terpyridin funktionalisiert und zusätzlich mit einem Fluorophor markiert sind, hergestellt. Diese Tracer fügen sich perfekt in die Netzwerkstruktur ein, ohne Defekte zu kreieren (Abb. 6.7B). Sie besitzen die gleiche Struktur wie das Matrix-Polymer, demnach kommt es nur zur Selbstdiffusion. Zu weiteren Vergleichszwecken wurde als dritter Tracer das Tracerpolymer 25 ohne jegliche Tpy-Einheit (Sticker) verwendet. Dieser Tracer ist jedoch bei den FRAP-Messungen größer als die Maschengröße der Polymermatrix, weswegen er aus sterischen Gründen Netzwerkdefekte in seiner unmittelbaren Umgebung kreieren wird (Abb. 6.7C). Bei den FRS-Messungen wurde als Tracer ohne jegliche Tpy-Einheit das Tracerpolymer 26 verwendet. Dieser Tracer ist genauso groß wie die Polymermatrix. Der Vergleich der Diffusionsvorgänge von verschieden zusammengesetzten Tracern innerhalb eines supramolekularen Polymermodellnetzwerkgels zeigt einen starken Einfluss von Netzwerkdefekten auf die mikroskopischen Dynamiken. Tracer mit drei von vier assoziierbaren Armen (18) kreieren einen Netzwerkdefekt in ihrer direkten Umgebung. Sie können sich bei einer Konzentration oberhalb von c * durch
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Integrative Analyse der Struktur und Dynamik metabolischer Modelle

Integrative Analyse der Struktur und Dynamik metabolischer Modelle

Markierungsunabh¨ angige Eigenschaften sind z. B. Invarianten, Konflikte, Fallen und Verklemmungen. Nach Starke [151] wird als Invariante eines Systems eine Eigenschaft bezeichnet, die unabh¨ angig von der konkreten Schaltabfolge erhalten bleibt. Aus der Existenz einer Invariante k¨ onnen R¨ uckschl¨ usse auf andere Eigenschaften gezogen werden. Man unterscheidet zwischen Platzinvarianten (kurz P-Invarianten) und Transitionsinvarianten (kurz T-Invarianten). P-Invarianten geben eine Wichtung f¨ ur eine in jeder erreichbaren Markierung konstante Markierungssumme ab. Die P-Invarianten k¨ onnen als Erhaltungsregeln eines metabolischen Modells interpretiert werden, denn diese veranschaulichen die Substanzerhaltung von Metaboliten. Eine T-Invariante beschreibt eine g¨ ultige Schaltabfolge, bei der der Anfangszustand wieder erreicht wird. Im Kontext metabolischer Modelle entsprechen T-Invarianten den Reaktionen von Hauptstoffwechselwegen, deren Ausf¨ uhrung zum Gleichgewichtszustand f¨ uhren. Invarianten stellen somit die Beziehung zwischen der Struktur des Petri-Netzes und dem Verhalten des Systems dar.
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Einfluß phytophager Insekten auf die Struktur und Dynamik einer Ackerbrache

Einfluß phytophager Insekten auf die Struktur und Dynamik einer Ackerbrache

Bodeninsekten sowohl das Muster als auch die Dynamik der Sukzession beeinflussen. Es wird offensichtlich, daß sich dieser Effekt über komplexe Interaktionen und indirekte Effekte manifestiert. In Betracht gezogen werden müssen auch mögliche Effekte nicht-phytophager Insekten, die durch den Insektizideinsatz ebenso ausgeschlossen werden. Eine bedeutende Rolle für Pflanzengemeinschaften spielen dabei z.B. die sehr hohen Dichten an Collembolen. Diese Insektenordnung ist nur zum Teil den Herbivoren zuzuordnen, große Teile ernähren sich dagegen durch Fraß an saprophytischen Pilzen bzw. Mykorrhiza. Sie können so die Verfügbarkeit und Akquisition von Nährstoffen und damit das Wachstum von Pflanzen indirekt beeinflussen (Gange 2000, Scheu et al. 1999; Scheu & Setälä 2001). Diese Effekte wären besonders in nährstofflimitierten Ökosystemen zu erwarten und für eine hochproduktive Pflanzengemeinschaft eventuell von untergeordneter Bedeutung. Collembolen und andere Mikroarthropoden sind weiterhin an Zersetzungsprozessen beteiligt. Ein Ausschluß dieser Gruppen mag also die Verfügbarkeit der Ressourcen negativ beeinträchtigen. In vorliegender Untersuchung war allerdings das Gegenteil der Fall, d.h. bei Ausschluß von Bodeninsekten stieg die Verfügbarkeit einiger Ressourcen als Ergebnis einer veränderten Vegetationsdynamik (Kap. 3). Längerfristig werden diese indirekten Effekte nicht-phytophager Insekten sicherlich an Bedeutung gewinnen. Weitergehende Untersuchungen dazu werden im Rahmen dieses Experimentes zukünftig erfolgen bzw. sind bereits begonnen wurden.
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Kolloidales Calciumphosphat mit Polymeren Additiven : Struktur und Dynamik

Kolloidales Calciumphosphat mit Polymeren Additiven : Struktur und Dynamik

Die Dynamik der Strukturausbildung, die in Abb. 32 zu sehen ist, ist ebenfalls konsistent mit der Vorstellung, daß kleinere Bausteine aufeinander treffen, um zu größeren Gebilden zusammengefügt zu werden. Wenn diese Bausteine frei in der Lösung diffundieren, ihr Zusammentreffen also nicht durch spezifische Wechselwirkungen gesteuert ist f , ist die Ausbildung inhomogener Strukturen wesentlich wahrscheinlicher als die Entstehung niederenergetischer und höchstgeordneter. Die Analogie zur Bildung von fraktalen Strukturen durch diffusionskontrollierte Aggregation von Kolloiden liegt auf der Hand 68 . Eine sphärische Gestalt garantiert minimale Grenzflächenergie und damit maximale Stabilität im Lösungsmittel. Die Dynamik dieses Systems beruht entweder darauf, daß die einzelnen Bausteine gegeneinander verschiebbar sind und so umgeordnet werden können, oder daß ihr Gefüge durchlässig ist für Moleküle und Ionen, die den Innenraum niedriger Dichte allmählich ausfüllen.
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Struktur und Dynamik heterotropher Bakteriengemeinschaften im Wattenmeer und der Deutschen Bucht

Struktur und Dynamik heterotropher Bakteriengemeinschaften im Wattenmeer und der Deutschen Bucht

Gram-positive (Gram+) bacteria recently have been identified as important components of freshwater ecosystems and are also present in marine environments. However, their quantitative significance and possible role in the latter systems is still little studied, in particular in coastal regions. Therefore, we investigated the abundance and composition of Gram+ bacteria in the Wadden Sea, a tidal flat ecosystem in the German Bight of the North Sea. Applying fluorescence in situ hybridization we found that Actinobacteria constitute 4-7% of total bacteria in the Wadden Sea and slightly higher proportions in a freshwater drainage channel connected to the sea by a sluice. The application of DGGE of 16S rRNA gene fragments after amplification by an Actinobacteria-specific primer set and subsequent sequencing showed that the composition of the actinobacterial community in the Wadden Sea was distinctly different from that in the freshwater system. A clone library of 103 clones yielded 8 Gram+ phylotypes which are related closely to other marine phylotypes including the Marine Actinobacteria Clade but also to freshwater phylotypes. We applied dilution cultures, enriched with various biopolymers for isolating bacteria from the bulk water, suspended aggregates, the oxic surface and oxic/anoxic transition zone of the sediment, Marine Broth and
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OPUS 4 | Entwicklung einer supraleitenden CH-Beschleuniger-Struktur für leichte und schwere Ionen

OPUS 4 | Entwicklung einer supraleitenden CH-Beschleuniger-Struktur für leichte und schwere Ionen

Einkopplung f¨ ur den supraleitenden Prototyp berechnet wurde. Im 7. Kapitel dieser Arbeit wurden die Voraussetzungen, die vorher geschaffen wur- den, f¨ ur die Optimierung des Prototyps der supraleitenden CH-Struktur angewendet. Dabei ging es um die Optimierung der Feldverteilung auf der Strahlachse durch An- passung des Endzellendesigns, der St¨ utzenoptimierung, um die magnetischen und elektrischen Spitzenfelder zu reduzieren, einer Untersuchung des Quadrupolanteils in den Spalten der CH-Struktur, der Einkopplung und schließlich um die M¨ oglich- keit des statischen Tunings w¨ ahrend der Fertigstellung der Struktur. Auf Grund dieser Untersuchungen wurde schließlich die Fertigstellung eines ersten supraleiten- den Prototyps bei der Firma ACCEL in Bergisch-Gladbach in Auftrag gegeben. Diese Struktur wurde in mehreren Kalttests untersucht. Dabei konnten die vorher durch die Simulation festgelegten Designparameter sehr gut verifiziert werden. In den beiden letzten Kapiteln wurden noch Simulationen f¨ ur eine im Betrieb befind- liche Beschleunigeranlage durchgef¨ uhrt und ein Ausblick auf m¨ ogliche Einsatzgebie- te der supraleitenden CH-Struktur gegeben. Die durchgef¨ uhrten Optimierungen f¨ ur den Hochstrominjektor f¨ uhrten zu einem stabileren Betrieb der Anlage.
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Struktur und Dynamik kritischer boolescher Zufallsnetzwerke als Modelle der genetischen Regulation

Struktur und Dynamik kritischer boolescher Zufallsnetzwerke als Modelle der genetischen Regulation

Ein dissipatives korreliertes System bezeichne ich potentiell selbstorganisiert kri- tisch, wenn es auf einer langsameren als die Dynamik des Systems Zeitskala auf eine zuf¨allige Weise getrieben wird, insbesondere durch lokale Ver¨anderungen durch einen Zufallsprozess. Dissipativ meint, dass die Entropie des Systems kleiner werden kann. Beispielsweise kann die Dissipation durch absorbierende Randbedingungen realisiert werden. Da die Dissipation mit der Dynamik im System zusammenh¨angt, spricht man von der schnellen Dissipation. Die erw¨ahnten Zufallsprozesse werden als langsames Treiben bezeichnet. Das langsame Treiben und die schnelle Dissipation weisen auf die Offenheit des Systems und auf die Existenz metastabiler Zust¨ande hin. Ein selbstorganisiert kritisches System (SOC) ist ein potentiell selbstorgani- siert kritisches System, das sich ohne Eingreifen von außen zu einem robusten kom- plexen System entwickelt, dessen Strukturen durch Potenzgesetze charakterisiert werden. Robust meint, dass die Komplexit¨at nicht durch kleine ¨ Anderungen von Parametern zerst¨ort werden kann. Das Auftauchen von Potenzgesetzen wird durch das Wort “kritisch” betont. Man vermutet, dass viele potentiell selbstorganisiert kritische Systeme auch selbstorganisiert kritisch sind. Selbstorganisiert kritische Systeme sind also offene Systeme mit zufallgetriebener Zeitskalentrennung - diese Systeme werden langsam durch einen Zufallsprozess (Fluktuationen, Rauschen, Mu- tationen etc.) getrieben und kommen schnell in einen Zustand niedrigerer Entropie bzw. dissipieren schnell die Energie -, die ein komplexes kritisches - charakterisiert durch Auftreten von Potenzgesetzen - Verhalten als einen Attraktor der Dynamik haben. Offensichtlich ist der ¨ Ubergang zum komplexen Verhalten selbst komplex.
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Molekulare Schalter mit Cyclohexadien als photoaktivem Zentrum: Struktur, Dynamik und Kontrolle

Molekulare Schalter mit Cyclohexadien als photoaktivem Zentrum: Struktur, Dynamik und Kontrolle

Lediglich ein kleiner Ausl¨ aufer des Wellenpakets zieht sich die Rinne entlang (gelb markiert in Abb. 3.18 ). Durch die ausgedehntere Form der Kopplungsele- mente und die gr¨ oßeren Massen bleibt das Wellenpaket auch nach der R¨ uckkehr in den Grundzustand st¨ arker lokalisiert, d.h. sein Wellenpaket-Charakter bleibt erhalten. Bei diesen Rechnungen mit ausgedehnten Kopplungselementen und großen Massen wird besonders deutlich, dass der Impuls des Wellenpaketes im angeregten Zustand auch nach dem Durchgang durch die konische Durchschnei- dung im Grundzustand zumindest zum Teil beibehalten wird. Das Wellenpaket im Grundzustand l¨ auft daher auf das Minimum von Isomer C zu. Der Anteil, der sich den Saum entlangzieht, spaltet sich auch im Grundzustand ab, da dieser Anteil durch die Einwirkung der Kopplung eine andere Impulsverteilung besitzt. Im weiteren Verlauf der Dynamik im Grundzustand trifft dieser Anteil auf den Rand des Gitters und kann daher nicht weiter verfolgt werden. Mit Hilfe der in Kapitel 6 vorgestellten Relaxationssimulation ist dies jedoch m¨ oglich, so dass dann die Relaxation in die Minima berechnet wird.
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OPUS 4 | Auswirkungen des Rothenbucher Totholz- und Biotopbaumkonzepts  auf die Struktur- und Artenvielfalt in Rot-Buchenwäldern

OPUS 4 | Auswirkungen des Rothenbucher Totholz- und Biotopbaumkonzepts auf die Struktur- und Artenvielfalt in Rot-Buchenwäldern

Zusammenfassung In einem ausgedehnten Laubwaldgebiet im Hochspessart (Nordwestbayern, Bezirk Unterfranken) wurde 2006 untersucht, ob sich alte Rot- Buchenbestände, die seit mehr als 15 Jahren nach dem „Rothenbucher Totholz- und Biotopbaumkonzept“ bewirtschaftet werden, hinsichtlich Struktur-, und Artenvielfalt, von vergleichbaren Beständen ohne ein derartiges Konzpt unterscheiden. Qualitätsziele des Konzeptes sind: Schutz von Horstbäumen, Belassen von 10 ökologisch besonders wertvollen Bäumen pro Hektar, Erhalt und Akkumulation von durchschnittlich 10 m 3 Totholz (ohne Stockholz und Kronentotholz) ab 20 Zentimeter pro Hektar auf der gesamten Fläche . Die Umsetzung erfolgt nach dem Grundsatz, dass bei der Auswahl jedes zu entnehmenden Altbaums stets zwischen dem zu erwartenden Holzertrag, der waldbaulichen Notwendigkeit und dem ökologischen Wert abzuwägen ist. Der Vergleich erfolgte in Rothenbuch, und in einem unmittelbar angrenzenden Gebiet ohne entsprechendes Konzept bei Altenbuch, in jeweils 30 ein Hektar großen Gitterfeldern sowie in je 25 Probekreisen (0,1 Hektar). Vögel wurden zur Brutzeit im Rahmen einer quantitativen Gitterfeldkartierung erhoben. Xylobionte Käfer wurden mit Hilfe von Kreuzfensterfallen und zeitstandardisierten Handfängen auf je 25 Probekreisen gefangen. Die Mollusken und Holz bewohnenden Pilze wurden auf je 15 Probekreisen durch standardisierte Aufsammlungen erfasst. In Wirtschaftswäldern seltene Strukturen, die zudem meist geklumpt auftreten (stehendes Totholz, Mulmhöhlen- und sonstige Biotopbäume), wurden auf den 60 Hektarrastern, häufigere und regelmäßiger verteilte Strukturen wie Stockholz oder liegendes Totholz wurden in den Probekreisen aufgenommen. Folgende Hypothesen wurden getestet:
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