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A linear collider vision for the future of particle physics
No full textIn this paper we review the physics opportunities at linear ee colliders with a special focus on high centre-of-mass energies and beam polarisation, take a fresh look at the various accelerator technologies available or under development and, for the first time, discuss how a facility first equipped with a technology that is mature today could be upgraded with technologies of tomorrow to reach much higher energies and/or luminosities. In addition, we discuss detectors, alternative collider modes, as well as opportunities for beyond-collider experiments and R&D facilities as part of a linear collider facility (LCF). The material of this paper supports all plans for ee linear colliders and the additional opportunities they offer, independently of technology choice or proposed site, as well as R&D for advanced accelerator technologies. This joint perspective on the physics goals, early technologies and upgrade strategies has been developed by the LCVision team based on an initial discussion at LCWS2024 in Tokyo and a follow-up at the LCVision Community Event at CERN in January 2025. It heavily builds on decades of achievements of the global linear collider community, in particular in the context of CLIC and ILC
Influence of thermally activated artificial concrete fines composition on concrete long-term behavior
No full textThermal activation of concrete fines is a promising method for the simultaneous reduction of
CO2 emissions and mineral waste. Hydrated cement paste, a major component of these recycled
materials, can be used as a reactive supplementary cementitious material after dehydration
at elevated temperatures and grinding. This affects concrete strength, especially when fines
contain a higher proportion of aggregates. While strength loss can be mitigated by adjusting
the water-binder ratio, the combined effect on other mechanical properties and durability
remains unclear. This study utilizes seven different artificial concrete fines with varying
binder compositions, aggregate contents, and aggregate mineralogies to produce concrete with
varying compressive strengths. These concretes are then assessed for their flexural strength,
elastic modulus, shrinkage, water absorption, chloride diffusion, carbonation, and freeze-thaw-
resistance. Results highlight that with increasing compressive strength, mechanical properties
and durability also improve. However, while strength development and the elastic modulus are
similar to the reference concrete, the substitution of Portland cement through activated fines
increases shrinkage as well as carbonation and chloride ingress, especially for fines with a high
amount of reactive SiO2
Dem Puls der Erde auf der Spur – Schulprojekt an der Carl-Benz-Gesamtschule in Wörth
No full textDas Schulprojekt „Dem Puls der Erde auf der Spur“ hatte zum Ziel, Schülerinnen und Schülern grundlegende Konzepte der Seismologie, der Tiefengeothermie und der seismischen Überwachung im Rahmen eines praxisorientierten Bildungsprogramms näherzubringen. Das Projekt wurde im Sommer 2025 an der Carl-Benz-Gesamtschule in Wörth (Deutschland) durchgeführt und von Forschenden des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) in Zusammenarbeit mit Lehrkräften der Schule entwickelt. Das Programm umfasste drei Lernmodule, die theoretische Einführungen, praktische Messungen und Datenanalysen miteinander kombinierten. Die Schülerinnen und Schüler installierten und betrieben Plug-and-Play-Seismometer (Raspberry Shake 3D), zeichneten seismische Umgebungserschütterungen an verschiedenen Orten auf dem Schulgelände auf und werteten die Daten mithilfe Python-basierter Werkzeuge aus. Die Datensätze wurden analysiert, um das seismische Hintergrundrauschen zu bewerten und Messstandorte anhand statistischer Indikatoren wie der I95-Amplitudenmetrik zu vergleichen. Neben den technischen Aktivitäten wurde das Projekt durch eine Vorher-Nachher-Befragung begleitet, um Wissen, Wahrnehmungen und Einstellungen der Teilnehmenden zu Seismologie und Tiefengeothermie zu erfassen. Das Projekt verdeutlicht das Potenzial praxisnaher, forschungsorientierter Lernformate, um wissenschaftliche Kompetenzen zu fördern, das Interesse an geowissenschaftlichen Fragestellungen zu stärken und eine informierte gesellschaftliche Diskussion über Energietechnologien zu unterstützen
Why Ethereum Needs Fairness Mechanisms that Do Not Depend on Participant Altruism
No full textEthereum\u27s ideals of decentralization and censorship resistance are undermined in practice, motivating ongoing efforts to reestablish these properties. Existing proposals for fairness mechanisms depend on the assumption that a sufficient fraction of block proposers adhere to Ethereum\u27s protocols as intended. We refer to such proposers as altruistic, as this behavior may come at the cost of reduced revenue. Prior analyses indicate that a consistent share of 91 percent of proposers delegate block construction to centralized services, effectively signing externally constructed blocks blindly, and are thus not considered altruistic. To assess whether the remaining 9 percent of proposers genuinely exhibit altruistic behavior, we conducted an empirical analysis and found that an additional 6.1 percent also interact with such external services. Further, we found that less than 1.4 percent of proposers consistently acted in accordance with Ethereum\u27s decentralization and censorship resistance objectives. These findings suggest that relying solely on the mere presence of altruistic proposers is insufficient to ensure that proposed fairness mechanisms reestablish Ethereum\u27s ideals, highlighting the need for additional incentive- or penalty-based mechanisms
The Influence of Carrageenan Polysaccharides on Ice Crystal Growth and Recrystallization: Experimental and Computational Insights
No full textInnovative Fiber-Optic Measurement Method for Determining the Thermal Conductivity Properties of Honeycomb Reactors
No full textComparison of Industrially Relevant Fischer–Tropsch Cobalt Catalysts Supported on Alumina and Modified Silica with Complementary In-Situ and Operando Characterization Methods
No full textEntwicklung einer Validierungsumgebung im IPEK-X-in-the-Loop-Framework und Ableitung einer Validierungsmethodik für emotionalisierende Sound Designs zur Beeinflussung des Fahrverhaltens am Beispiel der Erhöhung des Sicherheitsabstands = Development of a Validation Environment in the IPEK-X-in-the-Loop Framework and derivation of a Validation Methodology for Emotionalising Sound Designs to influence Driving Behaviour using the example of increasing the Safety Distance
No full textDer Stand der Forschung im Bereich der Wirkung auditiver Reize auf Emotionen zeigt, dass Emotionen durch bestimmte Tonkombinationen und Klangcharakteristiken induziert und verändert werden können. Ergebnisse aus dem Bereich der Verkehrspsychologie zeigen wiederum, dass Emotionen das Fahrverhalten beeinflussen. Trotz dieser Erkenntnisse fehlt es bisher an Forschung, die untersucht, wie emotionalisierende künstliche Fahrzeuggeräusche das Fahrverhalten über eine Induktion von Emotionen beeinflussen können.
Im ersten Teil dieser Arbeit wird deshalb untersucht, ob ein emotionsstimulierendes, künstlich erzeugtes aktives Fahrzeuggeräusch (emotionalisierendes Sound Design) das Fahrverhalten und damit die Verkehrssicherheit beeinflussen kann. Im Rahmen des Sound Designs soll die Induktion von Angst bzw. Bedrohung durch ein entsprechend gestaltetes emotionalisierendes aktives Sound Design für eine Beeinflussung des Fahrverhaltens genutzt werden. Zur Erhöhung der Verkehrssicherheit wird eine positive Beeinflussung des gefahrenen Sicherheitsabstands angestrebt. Für die Untersuchung der Wirkung von Sounds auf Emotionen, auf die Wahrnehmung von Sicherheitsabständen und auf das Fahrverhalten in Bezug auf Sicherheitsabstände wurden drei Probandenstudien durchgeführt:
Für die erste Studie wurden mehrere potenziell emotionalisierenden Sounds generiert. Diese wurden in einer Probandenstudie hinsichtlich ihrer emotionalen Wirkung bewertet. Hierdurch wurden Sounds identifiziert, die als Basis für die Entwicklung eines emotionalisierenden Sound Designs genutzt werden können. Des Weiteren wurden die Klangcharakteristiken der Sounds unter Verwendung psychoakustischer Analysen quantifiziert, um mögliche objektive Optimierungsgrößen für eine emotionalisierende Wirkung zu identifizieren. Die Studie zeigt, dass bestimmte Klangcharakteristiken wie Schwankungsstärke, Impulshaltigkeit und Tonhaltigkeit innerhalb der Sounds mit der Wahrnehmung von Bedrohung und Angst korrelieren.
In der zweiten Studie wurde die Wirkung ausgewählter emotional effektiver Sounds der ersten Studie sowie auf Basis der Erkenntnisse aus der ersten Studie neu erzeugter emotionalisierender Sounds auf die Wahrnehmung von Sicherheitsabständen in einer Online-Videostudie untersucht. Die Ergebnisse zeigen signifikante Unterschiede bzgl. des quantitativ geschätzten Sicherheitsabstands, wobei bedrohliche Sounds zu einer niedrigeren Schätzung führten. Die Wahrscheinlichkeit, dass der Sicherheitsabstand als zu gering im Vergleich zu angemessen bewertet wurde, war bei einigen bedrohlichen Sounds zwei- bis dreimal höher als bei den positiven Sounds. Bedrohliche Sounds führten mehrheitlich auch zu einer Erhöhung der gewünschten Änderung des Sicherheitsabstands.
Die dritte Studie untersuchte die Wirkung eines auf Basis der zuvor identifizierten und optimierten Sounds entwickelten emotionalisierenden Sound Designs auf das Fahrverhalten in einem Fahrsimulator. Dabei wurde ein dynamisches Sound Design getestet, das basierend auf dem Zeitabstand (Sicherheitsabstand in Sekunden) von einem beruhigenden positiven Sound zu einem bedrohlichen negativen Sound bei niedrigem Zeitabstand überführt wird. Die Ergebnisse zeigen, dass das Sound Design das Fahrverhalten innerhalb von Teilnehmenden positiv beeinflusste, indem es die Dauer des Fahrens in niedrigen Zeitabstands-Bereichen verringerte und den durchschnittlichen Zeitabstand in den meisten Fällen erhöhte.
Um die Erforschung und Entwicklung von emotionalisierenden Sound Designs zukünftig unterstützen zu können, wird im zweiten Teil der Arbeit eine Validierungskonfiguration sowie eine Validierungsmethodik auf Basis der durchgeführten Untersuchungen abgeleitet.
Das Validierungsframework sowie dessen Validierungskonfigurationen wurden auf Basis der für die Studien verwendeten Versuchsumgebungen sowie des IPEK-X-in-the-Loop-Ansatzes entwickelt, um eine kontinuierliche Validierung von einer frühen Entwicklungsphase bis zur prototypischen Umsetzung eines emotionalisierenden Sound Design zu ermöglichen. Über die durchgeführten Studien hinaus wurde eine technische Lösung entwickelt, die eine Validierung eines emotionalisierenden Sound Design in realen Fahrzeugen ermöglicht. Abschließend wurde eine Validierungsmethodik gemäß des Forschungsstandes der KaSPro – Karlsruher Schule der Produktentwicklung nach Albers auf Basis des methodischen Vorgehens der Studien abgeleitet. Diese soll Entwickelnde zukünftig bei der kontinuierlichen Validierung emotionalisierender Sound Designs im Rahmen des Entwicklungsprozesses von der Findung erster zielführender Sounds bis hin zur prototypischen Umsetzung des Sound Designs unterstützen.
Diese Dissertation leistet somit einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung und Validierung von emotionalisierenden Sound Designs zur Erhöhung der Verkehrssicherheit
A Copula-XAI framework for assessing compound typhoon disaster-chain risks and driving mechanisms in coastal mountainous cities: Evidence from Fujian, China
No full textStudy region
Fujian Province, China.
Study focus
To address the limited quantitative understanding of compound disaster chain risks in highly urbanized mountainous coastal regions, this study develops an integrated framework combining a Copula-based joint probability model with explainable machine learning (XGBoost–SHAP). Using Fujian Province as a case study, we identify high-risk areas, quantify exposure inequality, and analyze key driving factors, nonlinear thresholds, and transition mechanisms across typical typhoon disaster chains.
New insights for the region
High-risk areas of typhoon disaster chains in Fujian Province show a clear spatial contrast, with single disaster chains being widely distributed and compound disaster chains strongly clustered. Although compound-chain high-risk areas account for only 0.8 % of the provincial area, they concentrate 12.6 % of the population and 14.1 % of economic activity. Correspondingly, population and GDP exposure lift values reach 16.3 and 18.2, respectively, which are substantially higher than those of single disaster chains, indicating pronounced exposure inequality. Overall, typhoon disaster chain risks follow a “natural triggering–social amplification” pathway and exhibit nonlinear threshold behavior. Transitions from single to compound disaster chains are governed by two dominant pathways: socioeconomic-driven and naturally driven transitions. These findings support fine-scale identification and differentiated management of compound disaster chain risks in mountainous coastal cities
Unraveling inhomogeneous rocksalt growth in Ni-rich cathode materials for Li-ion batteries
No full textNi-rich cathode materials suffer from structural instability when cycled to high cutoff voltages. A transformation from the layered crystal structure to other phases, such as rocksalt, deteriorates the particle surface at low states of lithiation. Inhomogeneous potential and concentration fields as they occur in electrodes can have a significant impact on the degradation. In this work, we demonstrate rocksalt growth on a realistic high-energy NMC811 electrode using 3D microstructure-resolved simulations. We unravel inhomogeneities through transport in the electrode with a stronger active material degradation near the separator. To study individual particles in the electrode, we apply a watershed algorithm to segment the structure into distinct particles. A high correlation between both particle size as well as particle position and rocksalt thickness is observed in our half-cell simulations. We further shed light on inhomogeneities that can arise on single-particle level due to inhomogeneous lithiation