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Fortschritte bei der Simulation von hochgranularen Kalorimetern für die Hochenergiephysik unter Verwendung generativer Techniken des maschinellen Lernens
Get PDFThe field of Particle Physics heavily relies on simulated data in order to perform analyses. The increase in the amount of measured data translates in the need for more simulations used to compare out current knowledge of Nature to actual measurements.
One reason for a drastic increase of measured data in the future is the High Luminosity upgrade at the LHC, which will feature collisions at a much higher rate thus drastically increasing the number of measured collisions. Of particular interest for the scope of this work is the CMS High Granular calorimeter (HGCal), which will replace CMS’s current endcap calorimeters. This detector comprises circa 3 million readout hexagonal cells per endcap, making it a machine capable of producing fine-grained showers. It will also implement a system capable of recording the time of a hit measurement with a resolution of circa 30 ps, which will help with pile-up rejection and track reconstruction. Generative Machine Learning has risen recently as it has the potential to augment standard simulation techniques.
This thesis focuses on multiple generative models that bring us closer to the goal of faster and more accurate simulation. The first study was performed on Graph Neural Networks, as graphs are a very natural way to describe electromagnetic showers, but this model architecture lacks in terms of scalability. We found that there is value in utilizing already given information like the geometry of the calorimeter to train such a network, but the high cardinality led us toward the direction of graphs that could grow using that information but only until the needed shower size instead of using the whole number of cells available at all times. As this first attempt proved to be too challenging and the technology evolved, we then moved on with the EPiC GAN model, which showed good fidelity and high generation speed on showers with reduced complexity but failed to scale up to the cardinality of the HGCal. Finally, we implemented CaloClouds II, a model that is a combination of a continuous-time diffusion model and normalizing flow, to not only be able to successfully simulate the HGCal calorimeter but to do so by also including the time-of-hits feature which will be a crucial integration in this detector upgrade
Methods for Downstream Continual Learning with Foundation Models
No full textContinual learning addresses the challenge of training deep neural networks on a sequence of tasks without catastrophic forgetting. This thesis bridges the gap in downstream continual fine-tuning of foundation models by introducing and evaluating four different strategies: dual-memory replay, multi-layer prototyping, selective specialization, and noise-augmented feature replay, each delivering strong performance across diverse unimodal classification and multimodal reasoning problems
Das Wechselspiel Hydrothermaler und Tektonischer Prozesse an (Ultra)Langsam Spreizenden Mittelozeanischen Rücken
No full textMid-ocean ridges mark the boundary between divergent tectonic plates, where only a relatively thin brittle lithosphere separates the hot, ductile mantle from the overlying ocean. This unique environment fosters complex interactions among magmatism, tectonic faulting, and hydrothermal circulation within the newly formed seafloor. At slow- and ultraslow-spreading ridges with limited melt supply from the mantle, large, long-lived detachment faults are common, often associated with diverse hydrothermal activity. These systems, which have become a focus of recent research, are the expression of intricate hydro-tectono-magmatic feedbacks. In this thesis, numerical models, ideally suited for unraveling such complex systems, are employed to address unresolved questions about detachment faulting: What governs the subsurface thermal structure, and how does it influence the initiation and persistence of detachment faults? Do these faults merely provide a geometric framework for hydrothermal circulation, or do thermal, hydraulic, and chemical feedbacks actively shape fault evolution?
Building on existing codes, this work presents a refined model to simulate lithosphere faulting, melt emplacement and hydrothermal activity around active fault zones. Two case studies highlight detachment fault dynamics: (1) the magma-poor section of the Southwest Indian Ridge at 64°E, where alternating "flip-flop" detachment faults create large axis-parallel ridges, and (2) the oceanic core complex at 13°30'N on the Mid-Atlantic Ridge, where the domed shear plane of a detachment fault hosts a series of hydrothermal ore deposits. In the first study, hydrothermal cooling within the fault zone is parametrized to investigate the interplay with magmatic sill intrusions and how thermal and rheological effects control flip‐flop detachment faulting. The second study examines fluid circulation patterns and high-temperature hydrothermal venting around an active detachment to understand the location of large seafloor sulfide deposits at oceanic core complexes.
Our models contribute to a more comprehensive understanding of oceanic detachment faulting and the associated hydro-tectono-magmatic feedbacks. For instance, large-scale hydrothermal cooling of the active fault zone modifies the subsurface temperature structure and can impact the location of melt accumulation. In turn, location and intensity of footwall magmatism control detachment termination by triggering new fault formation. This feedback applies even in magma-poor settings, where magmatic heat may be insufficient to sustain high-temperature venting. In the second case study, vent field locations and estimates of sulfide accumulation rates indicate significant redirection and focusing of fluid flow below and within the detachment fault zone, controlled by fault zone permeability, heat source distribution, seafloor relief, and interaction of hydrothermal plumes. This leads to the hypothesis that the concave geometry of core complexes confines circulation within the footwall, promoting high-temperature venting around the core complex, whereas elongated fault zones of flip-flop detachments divert fluids to neighboring magmatic segments, explaining reduced hydrothermal venting.
In addition to these insights, this work provides the first open-access version of our numerical model and paves the way for future studies, for example, on the role of the 3-D fault zone structure and coupled hydro-thermo-mechanical feedbacks of fluid-rock interactions on detachment faulting.Mittelozeanische Rücken markieren die Grenze zwischen divergierenden tektonischen Platten und nur eine relativ dünne spröde Lithosphäre trennt dort den heißen, duktilen Erdmantel vom darüberliegenden Ozean. Diese einzigartige Umgebung ermöglicht ein vielfältiges Wechselspiel zwischen Magmatismus, tektonischen Brüchen und hydrothermaler Zirkulation innerhalb des neu entstehenden Meeresbodens. An langsam spreitzenden Rücken mit geringem Schmelzbudget treten häufig große, langlebige Abscherungen (Detachments) in Verbindung mit vielfältiger hydrothermaler Aktivität auf. Diese komplexen hydro-tektono-magmatischen Systeme sind zunehmend in den Fokus der Forschung gerückt sind. Mit Hilfe von Computermodellen werden in dieser Arbeit folgende Fragen thematisiert: Was bestimmt die thermische Struktur des Untergrundes und wie beeinflusst sie die Entstehung und Dauer von Detachments? Dienen Störungszonen lediglich als geometrischer Rahmen für hydrothermale Zirkulation, oder prägen thermische, hydraulische und chemische Rückkopplungen aktiv deren Entwicklung?
Aufbauend auf bestehenden Codes wird in dieser Arbeit ein verfeinertes Modell vorgestellt, um Bruchprozesse in der Lithosphäre, magmatische Schmelzen und hydrothermale Aktivität zu simulieren. Zwei Fallstudien beleuchten die Dynamik von Detachments: (1) der magma-arme Abschnitt des Südwestindischen Rückens bei 64°E, wo "Flip-Flop" Detachments wechselnder Orientierung gewaltige Kämme senkrecht zur Spreizungsrichtung bilden, und (2) der ozeanische Kernkomplex bei 13°30'N am Mittelatlantischen Rücken, wo eine Reihe hydrothermaler Erzablagerungen entlang der gewölbte Scherfläche eines Detachments identifiziert wurden. In der ersten Studie wird der hydrothermale Kühleffekt innerhalb der Störungszone parametrisiert, um das Zusammenspiel mit magmatischen Intrusionen und die sich daraus ergebenden thermischen sowie rheologischen Einflüsse auf Bruchprozesse zu untersuchen. Die zweite Studie analysiert Strömunsbahnen von Porenwasser um ein aktives Detachment, um die Fundorte großer Sulfidlagerstätten auf dem Meeresboden zu erklären.
Unsere Modelle resultieren in einem umfassenderen Verständnis der Dynamiken von ozeanischen Detachments. Hydrothermale Kühlung der aktiven Störungszone modifiziert die thermische Struktur des Untergrunds und beeinflusst so die Position von Schmelzansammlungen. Umgekehrt kontrollieren Position und Intensität des Magmatismus die Entstehung neuer Brüche und damit das Ende eines Detachments, selbst in magma-armen Umgebungen, wo die magmatische Wärme nicht für hochtemperierte hydrothermale Aktivität ausreicht. Die zweite Fallstudie zeigt anhand der Lage hydrothermaler Schlotfelder und Abschätzungen von Sulfidablagerungssraten, dass eine signifikante Umlenkung und Fokussierung des Wasserflusses unter- und innerhalb der Störungszone stattfindet. Kontrolliert wird dies von deren Permeabilität, der Verteilung von Wärmequellen, der Meeresbodentopographie sowie Interaktionen zwischen hydrothermalen Strömungen. Dies führt zu der Annahme, dass Detachments mit gewölbter Geometrie wie bei Kernkomplexen die hydrothermale Zirkulation darunter abschirmen und fokussieren, während die länglichen Störungszonen von Flip-Flop Detachments das Ableiten der Strömung hin zu benachbarten magmatischen Regionen erlauben.
Neben diesen Erkenntnissen liefert diese Arbeit die erste frei zugängliche Version unseres numerischen Modells und diskutiert mögliche zukünftige Forschungsfragen, beispielsweise zur Rolle der 3-D Struktur von Störungszonen auf Strömungsmuster oder zu Rückkopplungen durch Fluid-Gestein-Interaktionen in Störungszonen
Thermische Effekte in konformen Feldtheorien
No full textKonforme Feldtheorien (CFTs) sind spezielle Klassen von Quantenfeldtheorien, die Anwendungen finden, die von kritischen Phänomenen bis hin zu Theorien der Quantengravitation über die Holographie reichen. Das Verständnis thermischer Effekte in CFTs ist von zentraler Bedeutung: Kritikalität wird im Labor bei endlicher Temperatur untersucht, und aus holographischer Perspektive entspricht die Untersuchung thermischer CFTs der Untersuchung von Schwarzen Löchern im Anti-de-Sitter-Raum. In dieser Arbeit untersuchen wir die Kinematik und Dynamik von CFTs bei endlicher Temperatur, indem wir gebrochene und ungebrochene Symmetrien analysieren und verschiedene analytische und numerische Bootstrap-Ansätze auf Korrelationsfunktionen bei endlicher Temperatur anpassen. Diese Methoden sind nicht-perturbativ gültig und können an exakt lösbaren Modellen, wie freien Theorien und zweidimensionalen Systemen, sowie im Vergleich mit perturbativen Rechnungen überprüft werden. Die Hauptanwendungen dieser Arbeit betreffen Ein- und Zweipunktfunktionen sowie die freie Energiedichte in den O(N)-Modellen in drei Dimensionen, mit besonderem Fokus auf die dreidimensionalen Ising-, XY- und Heisenberg-Modelle (N = 1,2,3)
Blue-Light-Induced RAFT Polymerization for the Development of Functional Diblock Copolymer Membranes
No full textMembranes represent a fundamental technology in modern separation science. Particularly, size- and charge-selective membranes offer a high degree of selectivity by combining physical sieving with electrostatic interactions, making them suitable for applications in water and wastewater treatment,1–4 food processing,5–7 as well as in biotechnological8–10 and pharmaceutical10–12 production. Especially for the separation and purification of sensitive biomolecules, membranes provide advantages over conventional processes, such as lower energy consumption, continuous operation, and high scalability.13,14 A key application in this area is protein separation, where functionalized membranes enable selective separation of proteins not only by size but also by charge. Furthermore, membranes with oppositely charged channels offer great potential for the selective transport of charged molecules and ions, making it possible to selectively remove salts or other small ions from complex mixtures — an approach that is particularly relevant in purification or desalination.15
The use of block copolymers represents a promising approach for developing functional membranes. These macromolecular materials can self-assemble into well-ordered nanostructures, enabling the production of membranes with narrow pore size distributions, uniform pore morphology, and high porosity.16 The targeted incorporation of functional groups into the pore-forming block allows fine-tuning of membrane properties, such as introducing localized charges or stimuli-responsive functionalities.
However, the limited commercial availability of block copolymers remains a challenge due to their complex synthesis, which requires specialized polymerization techniques. In addition to established living polymerizations, controlled radical polymerization methods — particularly the reversible addition–fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization — present an attractive alternative. RAFT polymerization combines the operational simplicity of radical processes with precise control over polymer architecture. Using specific chain transfer agents, well-defined polymer structures with narrow molecular weight distributions can be obtained. Furthermore, light-induced initiation allows for mild reaction conditions and temporally controlled polymerizations.
In light of this, the present dissertation addresses two principal research questions: first, the development of a sustainable, blue light-induced RAFT polymerization in green solvents for the controlled synthesis of diblock copolymers in different laboratory scales; and second, the application of these polymers in advanced membrane processes for selective size- and charge-selective separations. This work thus bridges the gap between fundamental polymer chemistry and the application-oriented development of tailored membrane materials for highly selective separation processes. The dissertation comprises four main sections:
This dissertation is divided into four main sections, covering the synthesis of homopolymers and diblock copolymers via light-induced RAFT polymerization, as well as the fabrication, characterization and application-specific performance tests of diblock copolymer membranes and diblock copolymer blend membranes.
The first part focuses on the light-induced polymerization of a range of monomers from different classes — including N,N-dimethylacrylamide (DMA) as a representative acrylamide, 2-dimethylaminoethyl acrylate (DMAEA) as an acrylate, and vinylpyridines (2- and 4-vinylpyridine) — in environmentally friendly water–ethanol mixtures. A custom-designed photoreactor, optimized for the absorption profile of the RAFT agent, enabled controlled and scalable reactions (tested up to 500 mL) under mild conditions and with short reaction times. The method proved to be robust and versatile.
In the second part, the light-induced RAFT polymerization was extended to the synthesis of amphiphilic block copolymers — poly(N,N-dimethylacrylamide)−block−poly-styrene (PDMA−b−PS) and poly(4-vinylpyridine)−block−polystyrene (P4VP−b−PS) — via an ab initio emulsion polymerization. Both a two-step and a semi-batch approach were investigated in terms of particle formation, kinetics, and scalability. Despite system turbidity, the process was scalable up to 500 mL (with a polymer yield of up to 95 g), with only marginally extended reaction times at comparable conversions.
In the third part, the synthesized PDMA–b–PS diblock copolymers were used for membrane fabrication. By employing self-assembly and non-solvent induced phase separation (SNIPS), isoporous membranes with well-defined pore structures were obtained. Subsequent treatment with hydrochloric acid converted the hydrophilic PDMA blocks into blocks of poly(acrylic acid) (PAA), imparting a pH-dependent negative charge to the membranes. This modification enabled selective protein retention based on both size and charge. While the original PDMA–b–PS membranes retained all tested proteins, the functionalization allowed for the preferential permeation of positively charged proteins.
The fourth part addresses the fabrication and characterization of blend membranes composed of PDMA–b–PS and P4VP–b–PS diblock copolymers via the SNIPS process. Investigations by transmission electron microscopy suggested microphase separation within the macroscopically phase-separated membrane structure. Targeted functionalization of the pore walls via quaternization and hydrolysis enabled the generation of positively and negatively charged pore domains. Initial filtration experiments revealed the potential for complete transport of both monovalent and divalent ions.
Overall, this work demonstrates the complete pathway from a sustainable polymerization strategy to the application of functionalized diblock copolymers in selective membrane separation processes. The systems developed herein provide a promising foundation for future membrane-based applications in bioseparation and beyond.Membranen stellen eine Schlüsseltechnologie der modernen Trenntechnik dar. Insbesondere ladungs- und größenselektive Membranen bieten durch die Kombination physikalischer Siebung mit elektrostatischen Wechselwirkungen ein hohes Maß an Selektivität. Sie eignen sich für Anwendungen in der Wasseraufbereitung,1–4 Lebensmitteltechnologie5–7 sowie der biotechnologischen8–10 und pharmazeutischen10–12 Produktion. Besonders bei der Trennung und Aufreinigung empfindlicher Biomoleküle bieten Membranen gegenüber konventionellen Verfahren Vorteile wie einen geringeren Energieverbrauch, einen kontinuierlichen Betrieb und eine hohe Skalierbarkeit.13,14 Eine zentrale Anwendung in diesem Bereich ist die Proteinseparation, bei der mithilfe funktionalisierter Membranen Proteine nicht nur nach Größe, sondern auch nach Ladung selektiv getrennt werden können. Darüber hinaus verfügen Membranen mit entgegengesetzt geladenen Kanälen über ein hohes Potenzial für den selektiven Transport geladener Moleküle und Ionen, wodurch beispielsweise Salze oder andere kleine Ionen gezielt aus komplexen Gemischen entfernt werden können — ein Ansatz, der insbesondere in der Aufreinigung oder Entsalzung von Bedeutung ist.15
Ein vielversprechender Ansatz zur Herstellung solcher funktionalen Membranen liegt im Einsatz von Blockcopolymeren. Diese makromolekularen Materialien können sich zu geordneten Nanostrukturen selbst organisieren und ermöglichen so die Herstellung von Membranen mit enger Porengrößenverteilung, gleichmäßiger Porenmorphologie und hoher Porosität.16 Die gezielte Einführung funktioneller Gruppen in den porenbildenden Block erlaubt eine Feinabstimmung der Membraneigenschaften, etwa durch lokale Ladungen oder Stimuli-responsive Funktionen.
Die begrenzte kommerzielle Verfügbarkeit von Blockcopolymeren ist jedoch eine Herausforderung, da ihre Synthese komplex ist und spezielle Polymerisationstechniken erfordert. Neben etablierten lebenden Polymerisationen stellen kontrollierte radikalische Methoden, insbesondere die reversible Additions-Fragmentierungs-Kettenübertragungs-Polymerisation (RAFT-Polymerisation), eine attraktive Alternative dar. Sie kombiniert die einfache Handhabung radikalischer Prozesse mit präziser Kontrolle über die Polymerarchitektur. Durch den Einsatz spezifischer Kettentransferreagenzien lassen sich gut definierte Strukturen mit enger Molekulargewichtsverteilung erzeugen. Zudem ermöglicht eine lichtinduzierte Initiierung milde Reaktionsbedingungen und eine präzise, zeitlich steuerbare Polymerisation.
In Anbetracht dessen vereint die vorliegende Dissertation zwei zentrale Fragestellungen: Zum einen die Entwicklung einer nachhaltigen, blaulichtinduzierten RAFT-Polymerisation in grünen Lösungsmitteln zur gezielten Synthese von Diblockcopolymeren in verschiedenen Labormaßstäben, und zum anderen deren Anwendung in anspruchsvollen Membranprozessen für größen- und ladungsselektive Separationen. Diese Arbeit schlägt somit eine Brücke zwischen grundlegender polymerchemischer Forschung und der anwendungsorientierten Entwicklung maßgeschneiderter Membranmaterialien für hochselektive Trennprozesse. Die Dissertation umfasst vier Hauptabschnitte:
Der erste Teil der Arbeit befasst sich mit der lichtinduzierten Polymerisation einer Reihe verschiedener Monomere aus unterschiedlichen Klassen – darunter N,N-Dimethylacrylamid (DMA) als Vertreter der Acrylamide, 2-Dimethylaminoethylacrylat (DMAEA) als Vertreter der Acrylate und Vinylpyridine (VPs) (2- und 4-Vinylpyridin) – in umweltfreundlichen Wasser-Ethanol-Gemischen. Ein im Rahmen der Dissertation konzipierter und gebauter Photoreaktor, optimiert auf die Absorption des RAFT-Agens, ermöglichte eine skalierbare Reaktionsführung (untersucht bis 500 mL) bei kontrollierten Bedingungen und kurzen Reaktionszeiten. Die Methode erwies sich als robust und vielseitig einsetzbar.
Im zweiten Teil der Arbeit wurde die lichtinduzierte RAFT-Polymerisation auf die Synthese amphiphiler Diblockcopolymere, Poly(N,N-Dimethylacrylamid)−block−Polysty-rol (PDMA−b−PS) und Poly(4-Vinylpyridin)−block−Polystyrol (P4VP−b−PS), im Rahmen einer ab initio Emulsionspolymerisation übertragen. Ein zweistufiges Verfahren sowie ein Semi-Batch-Ansatz wurden hinsichtlich Partikelbildung, Kinetik und Skalierbarkeit untersucht. Trotz der Trübung war die Methode bis zu einem Reaktionsvolumen von 500 mL (mit einer Polymerausbeute von bis 95 g Polymer) skalierbar. Kinetische Untersuchungen zeigten nur geringfügig verlängerte Reaktionszeiten bei vergleichbarem Umsatz.
Im dritten Teil wurden die synthetisierten PDMA–b–PS Diblockcopolymere zur Herstellung von Membranen verwendet. Mithilfe von Selbstorganisation und nichtlösungsmittelinduzierter Phasentrennung (SNIPS) entstanden isoporöse Membranen mit definierter Porenstruktur. Durch eine nachträgliche Salzsäurebehandlung wurden die hydrophilen PDMA-Blöcke in Blöcke aus Polyacrylsäure (PAA) umgewandelt, welche den Membranen eine pH-abhängige negative Ladung verliehen. Diese führten zu einer selektiven Proteinrückhaltung basierend auf Größe und Ladung. Während die ursprünglichen PDMA–b–PS Diblockcopolymer Membranen alle getesteten Proteine zurückhielten, ermöglichte die Funktionalisierung eine bevorzugte Permeation positiv geladener Proteine.
Der vierte Teil beschäftigt sich mit der Herstellung und Charakterisierung von Blendmembranen aus PDMA–b–PS und P4VP–b–PS Diblockcopolymeren. Untersuchungen mit der Transmissionselektronenmikroskopie deuteten auf eine Mikrophasenseparation innerhalb der makrophasenseparierten Membran hin. Eine gezielte Funktionalisierung der Porenwände durch Quaternisierung bzw. Hydrolyse ermöglichte die Erzeugung von positiv und negativ geladenen Porenbereichen. Erste Filtrationstests zeigten das Potenzial für eine vollständige Passage von sowohl ein- als auch zweiwertigen Ionen.
Insgesamt demonstriert diese Arbeit den vollständigen Weg von einer nachhaltigen Polymerisationsmethode bis zur Anwendung funktionalisierter Diblockcopolymere in selektiven Membrantrennprozessen. Die entwickelten Systeme bieten eine vielversprechende Grundlage für zukünftige membranbasierte Anwendungen in der Bioseparation und darüber hinaus
Impact of pre-existing conditions on the severity of post-COVID syndrome among workers in healthcare and social services in Germany
No full textBeruflich bedingte COVID-19-Infektionen können als Berufskrankheit anerkannt werden. Auch Beschwerden im Rahmen des Post-COVID-Syndroms (PCS) werden hierunter erfasst, sofern ein kausaler Zusammenhang mit der initialen COVID-19-Infektion besteht. Für die Kausalitätsbewertung ist die Abwägung alternativer Ursachen, wie z.B. Vorerkrankungen, wichtig. In dieser Querschnittanalyse wurde der Zusammenhang zwischen Vorerkrankungen und schweren Post-COVID-Symptomen bei Beschäftigten im Gesundheitsdienst und in der Wohlfahrtspflege untersucht. Hierfür wurden Daten aus einer großen Längsschnittbefragung der Berufsgenossenschaft für Gesundheitsdienst und Wohlfahrtspflege (BGW) ausgewertet. Von 2.053 Versicherten waren 68,4% Post-COVID-Betroffene, wovon 33,9% schwere PCS-Symptome aufwiesen. Betroffene von schwerem PCS waren deutlich häufiger vorerkrankt. Logistische Regressionsanalysen zeigten, dass insbesondere Erkrankungen der Atemwege und der Psyche Risikofaktoren für schweres PCS bzw. einzelne schwere PCS-Symptome darstellten. Auch Herz-Kreislauf-Erkrankungen und urogenitale Erkrankungen konnten vereinzelt als Risikofaktoren identifiziert werden.COVID-19 infections acquired in a work-related setting can be recognized as occupational diseases. This also includes Post-COVID syndrome (PCS), provided there is a causal relationship between the symptoms and the initial COVID-19 infection. The assessment of causality requires a consideration of alternative causes, such as pre-existing conditions. This cross-sectional study investigated the relationship between pre-existing conditions and severe Post-COVID symptoms among employees in the healthcare and social welfare services. Data from a large longitudinal survey conducted by the Institution for Statutory Accident Insurance and Prevention in the Health and Welfare Services (BGW) were analyzed. Out of 2,053 insured individuals, 68.4% were affected by Post-COVID syndrome, with 33.9% of these individuals exhibiting severe PCS symptoms. Those suffering from severe PCS were significantly more likely to have pre-existing conditions. Logistic regression analyses identified respiratory and mental disorders as the most notable risk factors both for severe PCS and for specific severe PCS symptoms. Cardiovascular and urogenital diseases were found to be risk factors in some instances as well
Absprachen im Strafverfahren und Strafbefehle: Ein empirischer Ansatz zum Schwinden von Hauptverhandlungen
No full textThe present dissertation investigates the global adoption and use of administratization mechanisms, which enable the imposition of criminal convictions without trial. In particular, it considers two administratization mechanisms, currently adopted worldwide: plea bargaining and penal orders. In doing so, it investigates 174 jurisdictions, showing that 125 of them currently allow for at least one administratization procedure, with plea bargaining being regulated in a total of 101 jurisdictions and penal orders in 51. Historical patterns are also explored, discussing the adoption of plea bargaining and penal orders in connection with the comparative success of inquisitorial and adversarial models in criminal procedure and with the more recent and global strive for efficiency in criminal law enforcement. The use in practice of administratization mechanisms is also explored, showing their prevalence over ordinary trials in Europe, the Americas, and Eastern Asia. Reasons driving the adoption of plea bargaining are analyzed in cross-country regressions, revealing the significant influence of legal origins, Sharia, democratic governance, and material resources. Legal origins and material resources, together with the existence of jury trials, also correlate with differing levels of use of plea bargaining across jurisdictions. Jurisdiction-specific factors influencing the use of administratization mechanisms are in turn explored with reference to Italy. The results of instrumental variable analyses show that longer trial delays and higher concentrations of lawyers reduce the use of both plea bargaining and penal orders in Italy. The favored explanation for the former finding is that the Italian criminal statute of limitations, by mandating the acquittal of defendants in the case of longer trial delays, provides defendants with strong incentives against the use of administratization mechanisms. Regarding the latter finding, when facing higher market competition, lawyers might advise their clients against the use of plea bargaining and penal orders, since ordinary trials yield higher financial returns for them. Overall, this dissertation shows that administratization mechanisms constitute an essential component for the functioning of contemporary criminal justice systems globally
Corporate-Governance-Reformen und Delistings in aufstrebenden Börsenmärkten: Der Fall Ägypten
No full textSaisonale Variabilität der Mikroseismquellen: Charakterisierung und Einfluss auf die Rauschkorrelation
Get PDFMicroseisms are the most persistent and continuous seismic signals on Earth, generated primarily by oceanic processes. These signals arise from two distinct mechanisms, defining the link between primary and secondary microseisms.
Previous research has demonstrated that continuous seismic noise records can be effectively used to extract information about the Earth’s subsurface.
Specifically, cross-correlation of ambient seismic noise between two stations allows for the approximation of Green’s function, offering insights into seismic wave propagation.
A key focus of this thesis is the characterization of microseism sources from multiple perspectives. First, we investigate their contribution to cross-correlation wavefields between station pairs, addressing the question of whether microseisms influence the coda of correlation wavefields. Our findings confirm that oceanic source regions and their seasonal variations are imprinted throughout the coda, challenging the conventional assumption that the coda consists purely of scattered waves. This suggests a need to reconsider how coda waves are interpreted in noise-based seismic applications.
Another major aspect of this research is the improved understanding of microseism sources and their generation mechanisms. Using well-established three-component seismic array beamforming, we analyze the locations of dominant Rayleigh and Love wave microseism sources in two different regions, the United States and Europe across both primary and secondary microseism bands. Additionally, with the increasing demand for full ground motion analysis, we evaluate the potential of array-derived rotation methods for microseism studies. A comparative analysis suggests that array-derived rotation can be effectively applied to microseism source characterization. By examining the regions of study in the United States and Europe, this research further explores the distinct microseism generation mechanisms of the North Pacific and North Atlantic Oceans. These findings are particularly relevant for future developments in seismic monitoring based on microseism recordings
