Gutenberg Open Science (Univ. Mainz)
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The influence of correlations on random energy models
This thesis explores how correlations influence the extremes of variable-speed branching
Brownian motion (VSBBM) and the limiting free energy of the continuous random energy
model (CREM). These models are closely related and serve as toy models for mean field spin
glass models such as the Sherrington-Kirkpatrick (SK) model.
In Chapter 1, we give a detailed introduction to VSBBM and the CREM. Also, we summarise
the results of Chapter 2 and 3 and place them in the broader research context.
In Chapter 2, we study the extremes of a VSBBM where the time-dependent speed functions,
which describe the time-inhomogeneous variance, converge to the identity function from
below. We show that the log-correction for the order of the maximum depends only on the
rate of convergence of the speed function near 0 and 1 and exhibits a smooth interpolation
between the correction in the i.i.d. case, 1/(2 √2) ln t, and that of standard branching Brownian
motion (BBM), 3/(2 √2) ln t. We prove that the limiting law of the maximum and the extremal
process essentially coincide with those of standard BBM, using a first and second moment
method which relies on the localisation of extremal particles.
In Chapter 3, we study the free energy of the CREM with the so-called Hamilton-Jacobi
approach. This approach compares the limiting free energy of mean field spin glass models
to the so-called viscosity solution of a Hamilton-Jacobi equation (HJE). For some of these
models, this viscosity solution exactly matches the limiting free energy. In other cases
such as the bipartite SK model, particularly when the so-called nonlinearity of the HJE is
nonconvex, it is only proven that the viscosity solution provides a bound to the limiting free
energy.
In the case of the CREM with a convex speed function, we establish a HJE on an infinite-
dimensional space and prove that a unique viscosity solution exists, which is characterised
by a variational formula. Also, we give an explicit description of the so-called initial condition
of that HJE, which allows to simplify the variational formula of the viscosity solution. The
limiting free energy of the CREM with a convex speed function is equal to the aforementioned
viscosity solution.168 Seiten ; Diagramm
Traditionen juristisch-notarieller Textproduktion durch Translation : Zapotekisch-spanische Gerichtsakten in Neu-Spanien
Dieses Open Access-Buch bietet eine historisch ausgerichtete Untersuchung juristisch-notarieller Dokumente aus Neu-Spanien an der Schnittstelle zwischen romanistischer Textlinguistik und Translationswissenschaft. Konkret wird ein umfassendes Korpus aus Texten der indigenen Selbstverwaltung und Rechtsprechung analysiert, die in einer peripheren Region des kolonialen Mexiko zwischen dem 17. und 18. Jahrhundert in der indigenen Sprache Zapotekisch verfasst und zur Weitergabe an die spanisch-koloniale Gerichtsbarkeit ins Spanische übersetzt wurden. Grundlage der Analyse ist ein Modell, das textlinguistische und translationswissenschaftliche Ansätze integriert, darunter das Konzept der Diskurstraditionen und die Descriptive Translation Studies. Die Untersuchung liefert Erkenntnisse über die Entstehung und Entwicklung konkreter Traditionen der Produktion von Fachtexten innerhalb eines komplexen historischen Kontextes, für die Translation sowie deren Rezeption und Antizipation einen wesentlichen treibenden Faktor darstellen. Das Buch bietet damit nicht nur eine linguistische Aufarbeitung von aus dieser Perspektive bisher wenig bearbeiteten historischen, mehrsprachigen Dokumenten der spanischen Kolonialzeit, sondern trägt auch zu einer Integration von (romanistisch-)textlinguistischen und translationswissenschaftlichen Theorien für die Anwendung in konkreten historischen Forschungen bei. Es richtet sich somit an alle am Forschungsgegenstand Interessierten sowie an Textlinguist*innen und Translationswissenschaftler*innen, die ihr Forschungsfeld an ebendieser Schnittstelle verorten.XXI, 534 Seite
Investigations of spin-excitations and intramolecular-exchange interaction of mixed 3d-4f molecular moments using scanning tunneling microscopy and X-ray magnetic circular dichroism
Molecular spintronics, a cutting-edge field at the intersection of molecular systems and spin physics, seeks to harness spin degrees of freedom for innovative technological applications. Within this context, diverse molecular systems have attracted considerable interest due to their multifunctionality. This thesis focuses on the magnetic properties of 3d − 4f mixed-metallic-centered molecules, investigated through scanning tunneling spectroscopy, particularly inelastic electron tunneling spectroscopy (IETS), and x-ray magnetic circular dichroism (XMCD).
In the first part, IETS measurements were performed on the 3d-4f molecule TbNi2. These experiments identified inelastic excitations on the in-plane Fe monolayer and additional excitations in out-of-plane magnetic regions. These variations in excitations suggest possible spin excitation phenomena, offering a foundation for future studies using advanced theoretical approaches to uncover the underlying mechanisms.
The second part explores polynuclear 3d − 4f 15–MC–5 and 12–MC–4 metallacrowns through XMCD experiments, providing element-specific insights into spin and orbital magnetic moments. The first XMCD measurement on RENi5[15–MC–5] molecules revealed that antiferromagnetically coupled Ni(II) ions contributed minimally to the overall molecular moment. Rare-earth ions, such as Tb(III) and Dy(III), exhibited spin and orbital moments lower than the expected ionic Hund’s rule values, attributed to finite magnetic anisotropy. To explain these discrepancies, a phenomenological model was proposed, enabling the determination of magnetic anisotropy energy barriers at the atomic level. This approach provides a nuanced alternative to conventional macroscopic magnetometry techniques.
Further XMCD studies on RENi8[12–MC–4] double-decker metallacrowns examined the influence of solvents on magnetic properties. A significant spin-state crossover from low-spin to high-spin was observed in Ni(II) ions when dissolved in methanol, attributed to changes in coordination geometry, while dichloromethane preserved the initial spin state. Charge-transfer multiplet calculations supported these findings, underscoring the critical role of ligand fields in shaping spin behavior.
Finally, angular-dependent XMCD experiments on single crystals of REMn4[12–MC–4], with RE=Dy(III) and Tb(III), revealed a fourth-order magnetic anisotropy. This behavior is linked to the anisotropic charge distribution of 4f orbitals within the tetragonal crystal field. Crystal-field multiplet simulations validated the experimental results after corrections, showing angular dependence in the magnetic moments of DyMn4, with maxima and minima along the easy and hard axes, respectively.Molekulare Spintronik, ein innovatives Forschungsgebiet an der Schnittstelle von Molekülchemie und Spinphysik, zielt darauf ab, Spinfreiheitsgrade für technologische Anwendungen zu nutzen. In diesem Kontext haben vielfältige molekulare Systeme aufgrund ihrer vielseitigen Eigenschaften großes Interesse geweckt. Diese Dissertation untersucht die magnetischen Eigenschaften von 3d-4f metallzentrierten Molekülen mithilfe von Rastertunnelspektroskopie, insbesondere inelastischer Elektronentunnelspektroskopie (IETS), und Röntgen-magnetischem Zirkulardichroismus (XMCD).
Im ersten Teil wurden IETS-Messungen an dem 3d-4f Molekül TbNi2 durchgeführt. Dabei wurden inelastische Anregungen auf der in-plane Fe-Monoschicht sowie zusätzliche Anregungen in den magnetischen Regionen außerhalb der Ebene festgestellt. Die Unterschiede in diesen Anregungen deuten auf mögliche Spinanregungen hin und bilden eine Basis für zukünftige Studien, die fortschrittliche theoretische Modelle verwenden, um die zugrunde liegenden Mechanismen zu klären.
Der zweite Teil befasst sich mit XMCD-Studien an polynuklearen 3d-4f 15-MC-5 und 12-MC-4 Metallacrowns, um element-spezifische Spin- und Orbitalmomente der beteiligten Atome zu bestimmen. Erste XMCD-Messungen an RENi5 [15–MC–5]-Molekülen zeigten, dass die Ni(II)- Ionen antiferromagnetisch gekoppelt sind und nur geringfügig zum Gesamtdrehmoment beitragen. Die Seltenen Erden Tb(III) und Dy(III) zeigten reduzierte Spin und Orbitalmomente im Vergleich zu den Hund Regelwerten, was auf eine endliche magnetische Anisotropie zurückzuführen ist.
Ein phänomenologisches Modell wurde entwickelt, um Energiebarrieren für magnetische Anisotropie auf atomarer Ebene zu bestimmen, wodurch eine genauere Alternative zu makroskopischen MagnetometrieMethoden geboten wird.
Weitere XMCD-Untersuchungen an RENi8[12–MC–4]-Doppeldeckermetallacrowns untersuchten den Einfluss von Lösungsmitteln auf die magnetischen Eigenschaften. Ein deutlicher Wechsel vom Low Spin- zum High-Spin-Zustand der Ni(II)-Ionen wurde beobachtet, wenn die Moleküle in Methanol gelöst wurden. Diese Veränderung wird auf eine modifizierte Koordinationsgeometrie zurückgeführt. Im Gegensatz dazu bewahrte Dichlormethan den ursprünglichen Spin-Zustand. Ladungstransfer-Multiplettberechnungen bestätigten diese Ergebnisse und unterstrichen die zentrale Rolle der Ligandenfelder im Spinverhalten.
Abschließend zeigten winkelabhängige XMCD-Experimente an Einkristallen von REMn4[12–MC–4] mit RE = Dy(III) und Tb(III) eine magnetische Anisotropie vierter Ordnung, die auf die anisotrope Ladungsverteilung der 4f-Orbitale im tetragonalen Kristallfeld zurückzuführen ist. Simulierte Kristallfeld-Multipletts bestätigten die experimentellen Ergebnisse, wobei die magnetischen Momente von DyMn4 eine Winkelabhängigkeit mit Maxima entlang der leichten und Minima entlang der schweren Achsen aufwiesen.ix, 217 Seiten ; Illustrationen, Diagramm
Römischer Weinkelterfund an Nahe / Glan : neue Perspektiven zu den Anfängen der deutschen Weinbaugeschichte : Interview von 10. Märs 2025
Faszinierender Römischer Weinkelterfund an Nahe/Glan
Neue Perspektiven zu den Anfängen der deutschen Weinbaugeschichte
Der Fund einer römischen Weinkelter am Zusammenfluss von Nahe und Glan ist aus
weinkulturgeschichtlicher Sicht als eine Sensation zu bewerten. In einem Gespräch
mit dem Vorsitzenden des wissenschaftlichen Beirates der Gesellschaft für
Geschichte des Weines, Dr. Rudolf Nickenig, erläutert der renommierte Historiker
Prof. Dr. Michael Matheus, wie er zu seiner Bewertung der Ausgrabung als römische
Kelteranlage kam, welche Probleme es bei der Erhaltung und Sicherung des Fundes
gibt, und welche Chancen für die Weinkultur und Weintouristik bestehen.
Dieser römische Weinkelterfund, so Matheus, erhärtet die bisher nicht zu
beweisende Vermutung, dass die Römer auch in der näheren Umgebung von Mainz,
nicht nur im Rheintal, sondern auch an den Nebenflüssen Nahe und Glan Weinbau
betrieben haben. Der mit archäologischen Kelterfunden vertraute und zu diesem
Thema ausgewiesene Wissenschaftler appelliert auch aufgrund der Erfahrungen mit
dieser Fundstätte, dass bei zukünftigen Grabungen im Bereich römischer Landvillen
sensibler auf weinhistorische Relikte geachtet wird.
In einem ausführlichen Interview (s.www.geschichte-des-weines.de/Roemer-
Weinkelter-Nahe.pdf) erläutert Matheus die wissenschaftlichen Methoden, die zur
Beweisführung bei der Identifizierung der römischen Kelteranlage eingesetzt wurden.
Im Vergleich zu Ausgrabungen an der Mosel in den 1970er Jahren stehen heute
modernste archäobotanische, -chemische und materialwissenschaftliche Analysen
zur Verfügung, die nicht nur eine zeitliche Einordnung, sondern auch Bestimmung
des Verwendungszweckes von Materialien, wie z. B. von Estrichen in Behältern,
erlauben. Auf dieser Grundlage gelang der Nachweis, dass es sich in Odernheim um
eine römische Weinkelteranlage handelt. Außerdem vergleicht Matheus bisherige
römische Weinkelterfunde an der Mosel, in Ungstein (Pfalz) und in Italien wie in Rom
an der Via Appia Antica.
Spannend für die Weinbranche und für die Weinkulturfreund*innen sind vor allem die
weinkulturgeschichtlichen Konsequenzen und Chancen, die sich aus dem Fund
ergeben. Vieles spricht dafür, dass die Ausbreitung des Weinbaus in den deutschen
Weinbaugebieten anders verlief als bisher angenommen. Für die Weinbauregion an
Nahe und Glan, die unmittelbar an Rheinhessen grenzt und historisch zur Nordpfalz
zählte, kann der archäologische Weinkelterfund zu einem weintouristischen „Pfund“
werden, wenn man die überraschend gefundene Chance erkennt und nutzt!33 Seite
Endocannabinoidmessungen im Rahmen von physischer Belastung
IV, 96 Seiten ; Illustrationen, Diagramm
The BBS/CCT chaperonin complex ensures the localization of the adhesion G protein-coupled receptor ADGRV1 to the base of primary cilia
Primary cilia are antenna-like sensory organelles present on almost all eukaryotic
cells. Their sensory capacity relies on receptors, in particular G-protein-coupled
receptors (GPCRs) which localize to the ciliary membrane. Here we show that
ADGRV1, a member of the GPCR subfamily of adhesion GPCRs, is part of a large
protein network, interacting with numerous proteins of a comprehensive ciliary
proteome. ADGRV1 is localized to the base of prototypic primary cilia in cultured
cells and the modified primary cilia of retinal photoreceptors, where it interacts
with TRiC/CCT chaperonins and the Bardet Biedl syndrome (BBS) chaperonin like proteins. Knockdown of ADGRV1, CCT2 and 3, and BBS6 result in common
ciliogenesis phenotypes, namely reduced ciliated cells combined with shorter
primary cilia. In addition, the localization of ADGRV1 to primary cilia depends on
the activity of a co-complex of TRiC/CCT chaperonins and the BBS chaperonin like proteins. In the absence of components of the TRiC/CCT-BBS chaperonin
co-complex, ADGRV1 is depleted from the base of the primary cilium and
degraded via the proteasome. Defects in the TRiC/CCT-BBS chaperonin may
lead to an overload of proteasomal degradation processes and imbalanced
proteostasis. Dysfunction or absence of ADGRV1 from primary cilia may
underly the pathophysiology of human Usher syndrome type 2 and epilepsy
caused by mutations in ADGRV1
Impact of developmental temperature on neural growth, connectivity, and function
Environmental temperature dictates the developmental pace of poikilothermic animals. In Drosophila, slower development at lower temperatures results in higher brain connectivity, but the generality of such scaling across temperatures and brain regions and its impact on function are unclear. Here, we show that brain connectivity scales continuously across temperatures, in agreement with a first-principle model that postulates different metabolic constraints for the growth of the brain and the organism. The model predicts brain wiring under temperature cycles and the nonuniform temporal scaling of neural development across temperatures. Developmental temperature has notable effects on odor-driven behavior. Dissecting the circuit architecture and function of neurons in the olfactory pathway, we demonstrate that developmental temperature does not alter odor encoding in first- and second-order neurons, but it shifts the specificity of connections onto third-order neurons that mediate innate behaviors. We conclude that while some circuit computations are robust to the effects of developmental temperature on wiring, others exhibit phenotypic plasticity with possible adaptive advantages
Entwicklung eines zielgerichteten Transportsystems über die Blut-Hirn-Schranke mittels proteinmarkiertem LRP1
IV, 82 Seiten ; Illustrationen, Diagramm
Solvent-site prediction for fragment docking and its implication on fragment-based drug discovery
The accuracy in the posing and scoring of low-affinity fragments is still a main challenge in fragment-based virtual screenings. The positive impact of including structural or predicted water molecules during docking on the docking performance is discussed frequently and is not conclusive so far. We present a comprehensive statistical evaluation of the effect of including crystallographic or predicted water molecules on the docking performance of fragment redocking. Further, cross-docking fragments into binding sites occupied by larger ligands and vice versa were elucidated. These cross-dockings imitate realistic use cases of fragment hit identification and fragment growing or synthon-based virtual screenings, respectively. Therefore, a new benchmark data set, called Frag2Lead containing 103 fragment-protein and corresponding lead-protein complexes, was compiled. Inclusion of water molecules during docking had a general positive impact on docking performance, but the preferred combination of the docking tool and water model varied across the different targets. A consensus approach over multiple solvent models and docking tools turned out to be beneficial for both re- and cross-dockings. Implementing constraints by template docking or pharmacophore features is advantageous for pose prediction for fragment growing approaches