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Qualitative properties of solutions to a nonlinear transmission problem for an elastic Bresse beam
Get PDFWe consider a nonlinear transmission problem for a Bresse beam, which consists of two parts, damped and undamped. The mechanical damping in the damping part is present in the shear angle equation only, and the damped part may be of arbitrary positive length. We prove the well-posedness of the corresponding system in energy space and establish the existence of a regular global attractor under certain conditions on the nonlinearities and coefficients of the damped part only. Besides, we study the singular limits of the problem under consideration when curvature tends to zero, or curvature tends to zero, and simultaneously shear moduli tend to infinity and perform numerical modeling for these processes.Peer Reviewe
Double Field Theory as the Double Copy of Yang-Mills Theory via Homotopy Algebras
Get PDFDiese Arbeit befasst sich mit der sogenannten Doppelkopie, welche erstmals im Rahmen von Streuamaplituden formuliert wurde und eine Beziehung zwischen Yang-Mills-Theorie und der Gravitation herstellt. Yang-Mills-Streuamplituden tragen sowohl kinematische Informationen als auch Informationen, die mit einer Eigenschaft namens Farbe verbunden sind. Die Doppelkopie besagt, dass die Ersetzung der Farbinformation in Yang-Mills-Amplituden durch eine andere Kopie ihrer kinematischen Information zu Gravitationsamplituden führt, sofern bestimmte algebraische Bedingungen erfüllt sind. Die algebraischen Bedingungen, die für die Doppelkopie erforderlich sind, deuten auf die Existenz einer Algebra hin, die der Kinematik der Yang-Mills-Theorie zugrunde liegt und die kinematische Algebra genannt wird. In den letzten fünfzehn Jahren hat die Doppelkopie die Art und Weise, wie Streuungsberechnungen in der Gravitation durchgeführt werden, revolutioniert, und dennoch bleibt ein grundsätzliches Verständnis der Doppelkopie und der kinematischen Algebra schwer zu fassen. In dieser Arbeit verlassen wir den Rahmen der Streuamplituden und behandeln dieses Problem mit Hilfe von Homotopie-Algebren, den mathematischen Strukturen, die perturbativen Feldtheorien, einschließlich ihrer Off-Shell Struktur, zugrunde liegen. Insbesondere die der Yang-Mills-Theorie zugrunde liegende Algebra lässt sich in algebraische Strukturen für Farbe und Kinematik faktorisieren. Unter Verwendung dieser Faktorisierung konstruieren wir explizit eine kinematische Algebra für die Yang-Mills Theorie bis zur quartischen Ordnung in der Störungstheorie. Dann ersetzen wir die Farbalgebra durch eine zweite Kopie der kinematischen Algebra und erhalten eine Gravitationstheorie bis hinzu und einschließlich der quartischen Wechselwirkungen. Außerdem erklären wir, inwiefern die kinematische Algebra die Struktur ist, die für die Konsistenz der resultierenden Gravitationstheorie verantwortlich ist. Unsere algebraische Herangehensweise an die Doppelkopie ist vollständig Off-Shell, eichunabhängig und lokal und bietet eine neue Perspektive auf die algebraischen Grundlagen und Ursprünge der Doppelkopie.This thesis deals with a relation between Yang-Mills theory and gravity called the double copy, which was first formulated in the framework of scattering amplitudes. Yang-Mills scattering amplitudes carry kinematic information as well as information associated with a property called color. The double copy states that, provided that certain algebraic conditions are met, replacing the color information of Yang-Mills amplitudes with another copy of their kinematic information yields gravitational amplitudes. The algebraic conditions required by the double copy hint at the existence of an algebra underlying the kinematics of Yang-Mills called the kinematic algebra. In the last fifteen years, the double copy has revolutionized the way that scattering computations are performed in gravity, and, yet, a first principle understanding of the double copy and the kinematic algebra remains elusive. In this thesis we divert from scattering amplitudes and address this problem in the framework of homotopy algebras, which are the mathematical structures underlying perturbative field theories, including their off-shell structure. In particular, the algebra underlying Yang-Mills theory factorizes into color and kinematic algebraic structures. Using this factorization, we construct explicitly a kinematic algebra for Yang-Mills theory to quartic order in perturbation theory. Then, following the double copy, we replace the color algebra with a second copy of the kinematic algebra and we obtain gravity up to and including quartic interactions. Moreover, we explain how the kinematic algebra is responsible for the consistency of the resulting gravity theory. Our algebraic approach to the double copy is completely off-shell, gauge independent and local, and provides a novel perspective on the algebraic foundations and origins of the double copy
Identification of Therapeutic Vulnerabilities in Acute Lymphoblastic Leukemia: From Single Drug Screening to Novel Synergistic Combinations
No full textDie jüngsten Fortschritte in der Behandlung haben das Gesamtüberleben von Kindern mit akuter lymphoblastischer Leukämie (ALL) verbessert. Dennoch erleiden 20 % der Kinder mit ALL Rückfälle, was die Notwendigkeit neuer zielgerichteter Behandlungsstrategien erhöht. Ein Empfindlichkeitsprofil wurde in ALL-Zelllinien (n=18) und patientenabgeleiteten Zellen (n=14) mit heterogenem genetischem Hintergrund unter Verwendung einer Wirkstoffbibliothek (n=46 Verbindungen) erstellt. Dies identifizierte neuartige Arzneimittelempfindlichkeitsmuster, wie z.B. für den H3K27me3-Demethylase-Inhibitor GSKJ4, dessen Empfindlichkeit mit der CREBBP-Expression im Kontext der Dexamethason-Resistenz korrelierte. In einem Screening von Wirkstoffkombinationen (n=12 Wirkstoffe) wurde Venetoclax als vielversprechendster Kombinationspartner identifiziert. Die höchsten synergistischen Effekte wurden bei der Kombination von Venetoclax mit dem CK2-Inhibitor Silmitasertib, dem PARP-Inhibitor Olaparib und dem MEK-Inhibitor Selumetinib beobachtet. Die Induktion von Apoptose und ein synergistischer Effekt wurden in zahlreichen BCP-ALL-Zelllinien, PDX und Primärproben validiert, wobei diese Kombination besonders wirksam in den venetoclax-resistentesten Proben war. Silmitasertib sensibilisierte die Zellen für Venetoclax durch die Induktion des MCL1-Proteasom-Abbaus über die Herabregulierung der AKT-Signalübertragung und die Hochregulierung der GSK3B-Aktivität. Ein neuartiges In-vivo-Zebrafisch-Embryomodell validierte die Wirksamkeit von Venetoclax und Silmitasertib sowie die Herabregulierung von MCL1. Insgesamt wurde eine Plattform für das Screening von Einzelwirkstoffen und Wirkstoffkombinationen vorgestellt, die neuartige Arzneimittelempfindlichkeitsmuster sowie vielversprechende synergistische Wirkstoffpartner identifizierte, die im Fall von Silmitasertib und Venetoclax funktionell charakterisiert und deren Wirkung in klinisch nahen Proben sowie in einem In-vivo-Zebrafischmodell validiert wurden.Recent advances in treatment have improved overall survival for children with acute lymphoblastic leukemia (ALL). However, 20% of children with ALL still relapse, raising the need for the implementation of novel targeted treatment strategies. Drug sensitivity profiling was performed in ALL cell lines (n=18) and patient derived cells (n= 14) with heterogeneous genetic backgrounds using a candidate drug library (n=46 compounds). This identified novel drug sensitivity patterns such as for the H3K27me3 demethylase inhibitor GSKJ4, which sensitivity correlated to CREBBP expression in the context of dexamethasone resistance. In a drug combination screening (n=12 drugs), venetoclax was identified as the most promising combination partner. Highest synergistic effects where seen when combining venetoclax with CK2 inhibitor silmitasertib, PARP inhibitor Olaparib and MEK inhibitor selumetinib. Induction of apoptosis and a synergistic effect was validated across numerous BCP-ALL cell lines, patient derived xenografts (PDX) and primary samples, being particularly effective in the most venetoclax resistant samples. Silmitasertib sensitized cells to venetoclax by the induction of MCL1 proteasome degradation via downregulating AKT signaling and thus upregulating GSK3B activity. A novel in vivo zebrafish embryo model validated the effectivity of venetoclax and silmitasertib and MCL1 downregulation. Overall, a single drug and drug combination screening platform is presented, which identified novel drug sensitivity patterns as well as promising synergistic drug partners that, in the case of silmitasertib and venetoclax, were functionally characterized and its effect validated in clinically near samples as well as in an in vivo zebrafish model
Flexible Molecular Crystals: Synthesis, Characterisation, and Application
No full textMechanisch flexible Kristalle können gebogen werden, ohne dabei zu zerbrechen. Je nach Art der Verformung können sie als mechanisch plastisch (irreversibel) oder elastisch (reversibel) biegbar eingestuft werden. Die verbesserten mechanischen Eigenschaften machen sie zu einer faszinierenden neuen Klasse von Materialien. Sie sind vielversprechend für die Entwicklung neuer funktioneller Bauelemente wie zum Beispiel fortschrittliche optoelektronische Elemente, intelligente Sensoren und künstliche Muskeln.
Die derzeitigen Herausforderungen auf dem Forschungsgebiet der mechanisch flexiblen Kristalle umfassen ihre eingeschränkte Verfügbarkeit, ein fehlendes Verständnis für den Biegemechanismus und die Erforschung möglicher Anwendungen.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit allen drei Bereichen und zielt darauf ab, 1) robuste
Strategien zu entwickeln, um den Zugang zu mechanisch flexiblen Kristallen zu erleichtern, 2)
ein atomistisches Biegemodell für einen mechanisch elastischen Kristall auf Grundlage von
μ-fokussierter Einkristall-Röntgenbeugung und Dichtefunktionaltheorie-Berechnungen zu
entwickeln und 3) die Lichtleitereigenschaften mechanisch flexibler Kristalle zu untersuchen, einschließlich der Verwendung elastischer und plastischer Kristalle und der Herstellung einer miniaturisierten photonisch integrierten Schaltung.Mechanically flexible crystals can be bent without breaking. Depending on the nature of the deformation, they can be classified as mechanically plastic (irreversible) or elastic (reversible) bendable. The improved mechanical properties make them a fascinating new class of materials. They are promising materials for the development of new functional materials, including advanced optoelectronics, smart sensors, and artificial muscles.
Current challenges in the research field of mechanically flexible crystals are the limited accessibility of these materials, the lack of mechanistic understanding of the bending mechanism, and the investigation of potential applications.
The present work addresses all three areas with the aim of 1) developing robust strategies to
facilitate access to mechanically flexible crystals, 2) developing an atomistic bending model
for mechanically elastic crystals based on μ-focused single crystal X-ray diffraction (SCXRD)
and density functional theory (DFT) calculations, and 3) investigating the waveguide properties of mechanically flexible crystals, including the use of elastic and plastic crystals and the fabrication of a micro-scale photonic integrated circuit
The Myometric Assessment of Achilles Tendon and Soleus Muscle Stiffness before and after a Standardized Exercise Test in Elite Female Volleyball and Handball Athletes—A Quasi-Experimental Study
Get PDFBackground: The high prevalence of injuries in female athletes necessitates a course of action that not only enhances research in this field but also incorporates improved prevention programs and regular health monitoring of highly stressed structures such as tendons and muscles. Since myometry is already used by coaches and physiotherapists, it is important to investigate whether tissue stiffness varies in different types of sports, and whether such measures are affected by an acute training session. Methods: Myometric measurements of the Achilles tendon (AT) and soleus muscle (SM) were performed in the longitudinal plane and relaxed tendon position. In total, 38 healthy professional female athletes were examined, applying a quasi-experimental study design, with subgroup analysis performed for different sports. To investigate the stiffness of the AT and SM, 24 female handball and volleyball athletes performed a standardized maximal incremental performance test on a treadmill. In this subgroup, myometric measurements were taken before and after the exercise test. Results: The measurements showed no significant difference between the mean pre- (AT: 661.46 N/m; SM 441.48 N/m) and post-exercise stiffness (AT: 644.71 N/m; SM: 439.07 N/m). Subgroup analysis for different types of sports showed significantly lower AT and SM stiffness in swimming athletes compared to handball (p = 0.002), volleyball (p = 0.000) and hammer throw athletes (p = 0.008). Conclusions: Myometry can be performed on the same day as an acute training session in healthy female professional volleyball and handball athletes. Female swimmers have significantly lower AT and SM stiffness compared to female handball, volleyball and hammer throw athletes. These results show that the stiffness differences in the AT and SM can be assessed by myometry.This research received no external funding.Peer Reviewe
Acousto-electric Transport in Epitaxial Graphene on SiC
Get PDFIn dieser Arbeit wird die elektroakustische Kopplung zwischen Ladungsträgern in Graphen und akustischen Oberflächenwellen (engl. surface acoustic waves, SAWs) untersucht. Es werden elektroakustische Bauelemente aus epitaktischem Graphen auf einem SiC-Substraten demonstriert, auf denen eine piezoelektrische ZnO-Schicht abgeschieden wurde, um die Erzeugung und Ausbreitung von SAWs zu verbessern. Eine dünne MgO-Schicht dient zum Schutz des Graphens während der ZnO Sputterbeschichtung. Bei zwei SAW-Moden mit Frequenzen um 2 GHz können wir in Graphen-Baulementen, welche sich im SAW-Ausbreitungsweg befinden, elektroakustische Ströme messen. Ein klassisches Relaxationsmodell der Wechselwirkung zwischen SAWs und den Ladungsträgern eines zweidimensionalen Elektronengases wird zur Erklärung der Ergebnisse herangezogen.
Um die akusto-elektrischen Ströme in unseren Graphen-Bauelementen zu erhöhen, verwenden wir zwei Methoden: (1) Verbesserung der elektronischen Eigenschaften von Graphen und (2) Erzeugung starker Spannungsfelder in den Graphen-Bauelementen. Um die elektronischen Eigenschaften von Graphen zu verbessern, verwenden wir eine Methode namens Hydrierung, welche die Grenzfläche zwischen Graphen und dem SiC-Substrat modifiziert. Durch Raman-Charakterisierung belegen wir die Entkopplung von Pufferschicht und SiC-Substrat während des Hydrierungsprozesses, wodurch quasi-freistehendes zweilagiges Graphen mit verbesserten elektronischen Raumtemperatureigenschaften entsteht. Im Hinblick auf die Verstärkung der SAW-Spannungsfelder untersuchen wir die Leistungfähigkeit von interdigitalen Schallwandlern (engl. interdigital transducers, IDTs) mit unterschiedlichen Strukturformen, wie z. B. Splitfinger-IDTs mit Doppelfingern, fokussierende IDTs und tapered-IDTs. Die Oberflächenverschiebung entlang der SAW-Ausbreitungsstrecke wird gemessen, um die Fähigkeit dieser IDT-Strukturformen zu demonstrieren, starke Spannungsfelder in einem begrenzten Bereich anzuregen.This thesis investigates the acousto-electric coupling between charge carriers in graphene and surface acoustic waves (SAWs). Acousto-electric devices based on epitaxial graphene on a SiC substrate are demonstrated, where a piezoelectric ZnO layer is deposited to enhance the SAW generation and propagation. A thin MgO layer is used to protect the graphene during the sputtering of the ZnO layer. By Raman spectroscopy and electronic characterization, we show that the structural and electrical properties of graphene are well preserved after the layer deposition. For two SAW modes with frequencies around 2 GHz, we measure acousto-electric currents in graphene devices placed at the SAW propagation path. A classical relaxation model of the interaction between SAWs and charge carriers in a two-dimensional electron gas is used to explain the results.
In order to enhance the acousto-electric currents in our graphene devices, we take approaches in two directions: (1) improving the electronic properties of graphene and (2) exciting strong SAW fields in graphene devices. To improve the electronic properties of graphene, we use a method called hydrogenation to modify the interface between graphene and the SiC substrate. By Raman characterization, we confirm the decoupling of the buffer layer after the hydrogenation process, obtaining quasi-free-standing bilayer graphene with improved electronic properties at room temperature. Regarding the enhancement of the SAW field intensity, we investigate the performance of several types of interdigital transducers (IDTs) such as split-finger IDTs, focusing IDTs and tapered IDTs. Surface displacement along the SAW propagation path is measured to demonstrate the capability of these IDT designs to excite strong SAW fields in a confined area
A Novel Tool to Study Hrd1 Complex Architecture
Get PDFEndgültig fehlgefaltete oder anderweitig beschädigte Proteine des Endoplasmatischen Retikulums (ER) werden durch das Proteasom in einem Prozess abgebaut, der als Endoplasmatischer Retikulum Assoziierter Abbau (ERAD) bezeichnet wird. Der Hrd1-Komplex ist ein aus mehreren Komponenten bestehender Transmembran-Proteinkomplex, der die Ubiquitinierung und den Export von Proteinen aus dem ER vermittelt, welche dann im Zytosol abgebaut werden. Trotz erheblicher Anstrengungen in den letzten zwei Jahrzehnten führte die biochemische Charakterisierung seiner Architektur und seines Mechanismus zu inkonsistenten und sogar widersprüchlichen Ergebnissen, sodass kein Konsens darüber besteht, wie Hrd1 den Proteintransport realisiert. In diesem Projekt habe ich Fluoreszenz-Mehrfarben-Einzelmolekül-Mikroskopie verwendet, um eine neue Perspektive auf die Architektur, Bildung und Dynamik des Hrd1-Komplexes zu eröffnen. Im Projektverlauf habe ich zellbiologische, experimentelle und analytische Werkzeuge entwickelt, um die Hrd1-Oligomerisierung in vivo robust zu quantifizieren und zu charakterisieren. Durch die Kombination von Mehrfarben-Einzelmolekül-Mikroskopie mit chemischer Inhibierung, der Herunterregulierung anderer Komplexkomponenten und einem neuartigen, auf Bindungswettbewerb basierenden Assay konnte ich nachweisen, dass Hrd1 ein stabiles Homo-Tetramer bildet, das über seine zytosolische Domäne Hrd1480-529 geformt wird. Durch Strukturmodellierung über AlphaFold konnte ich nachweisen, dass sich diese Domäne unabhängig von anderen Komplexkomponenten oder der Aktivität von Hrd1 zu einer kanonischen „coiled-coil“ Domäne zusammensetzt. Während diese Arbeit neue spezifische biologische Einblicke in die Hrd1-Komplexbildung liefert, dient sie auch als allgemeine Blaupause dafür, wie Einzelpartikel-Tracking verwendet werden kann, um Fragen zu beantworten, die mit klassischer Biochemie in der Regel nur begrenzt untersucht werden können.Terminally misfolded or otherwise damaged proteins of the Endoplasmic Reticulum (ER) are degraded by the proteasome in a process termed Endoplasmic Reticulum Associated Degradation (ERAD). The Hrd1 complex is a multicomponent transmembrane protein complex that mediates ubiquitination and export of proteins from the ER to be degraded in the cytosol. Despite substantial effort in the past two decades, the biochemical characterization of its architecture and mechanism produced inconsistent and even contradictory results, yielding no consensus on how it mediates protein transport. Its elusive nature is representative of the limitations of classical biochemical approaches, whose often harsh experimental conditions directly interfere with the objects they study.
In this project I used fluorescence multi-color single molecule microscopy to offer a new perspective on the architecture, formation and dynamics of the Hrd1 complex. In this process I developed cell biological, experimental and analytical tools to robustly quantify and characterize Hrd1 oligomerization in vivo. Combining live-cell dual-color single-particle tracking with chemical inhibition, downregulation of complex components and a novel, binding-competition based tracking assay, I demonstrated that Hrd1 forms a stable homo-tetramer via its cytosolic domain Hrd1480-529. By structural modeling via AlphaFold, results of which were validated with both single-particle tracking and recombinant protein expression, I showed that this domain assembles into a canonical coiled-coil domain independently of other complex components or Hrd1's activity. While yielding specific novel biological insight into Hrd1 complex formation, it also serves as a general blueprint on how dual-color single particle tracking can be used to address questions that bring classical biochemistry to its limits
Transforming agricultural research and development systems to meet 21st Century needs for climate action
Get PDFPeer Reviewe
Essays on Behavioral Economics
Get PDFErwartungen sind entscheidend für das Verständnis wirtschaftlichen Verhaltens. Sie leiten unsere Entscheidungen angesichts von Ungewissheit und wirken sich auf unser Verhalten in Interaktionen mit anderen aus, bei denen wir Erwartungen über Aktionen und Reaktionen bilden. Diese Dissertation umfasst drei unabhängige Forschungsarbeiten, die Erwartungen über unsichere zukünftige Ergebnisse (Kapitel 1) und soziale Interaktionen (Kapitel 2-3) untersuchen. Kapitel 1 analysiert Umfragedaten zu langfristigen Erwartungen von Personen auf drei Märkten. Wir betrachten die Zusammenhänge zwischen langfristigen und kurzfristigen Erwartungen sowie der historischen Preisentwicklung. Außerdem analysieren wir die Heterogenität der langfristigen Erwartungen nach sozioökonomischen und persönlichen Merkmalen. Unsere Studie trägt zum Verständnis der langfristigen Erwartungen bei und bietet einen methodischen Beitrag, der zeigt, wie maschinelle Lernmethoden wie Lasso in der Heterogenitätsanalyse eingesetzt werden können. Kapitel 2 untersucht die Konsistenz von Aktionen und Erwartungen in sozialen Interaktionen. In einem kontrollierten Laborexperiment erheben wir Aktionen und Erwartungen von Sprechern und Zuhörern bis zur zweiten Ordnung, um zu prüfen, ob Individuen die Erwartungen anderer über ihre möglichen Aktionen berücksichtigen. Unsere Ergebnisse zeigen ein neues Muster der Inkonsistenz zwischen Aktionen und Erwartungen zweiter Ordnung von Zuhörern. Kapitel 3 analysiert, wie Individuen koordinieren, wer reden soll. In einem Laborexperiment untersuche ich die Rolle von Erwartungen über die eigenen relativen Fähigkeiten bei der Entscheidung, Informationen zu teilen. Die Ergebnisse zeigen, dass Selbstvertrauen das Reden beeinflusst. Die Steigerung des Vertrauensniveaus und die Rückmeldung über die eigenen relativen Fähigkeiten verbessern die Koordination zwischen den Sprechern, während der Wettbewerb um die Weitergabe von Informationen zu einer weniger effizienten Koordination führt.Beliefs are crucial for understanding economic behavior. They guide our choices in the face of uncertainty and impact our behavior in interactions with others, where we form beliefs about actions and reactions. This thesis comprises three independent research papers that examine beliefs about uncertain future outcomes (Chapter 1) and social interactions (Chapters 2-3). Chapter 1 analyzes survey data on long-run expectations of individuals in three welfare-relevant markets: the stock market, the labor market, and the housing market. We study how the long-run expectations are associated with short-run expectations and historical developments of prices. Moreover, we examine heterogeneity of long-run expectations by socio-economic and personal characteristics. Our research adds to understanding the long-run expectations and provides a methodological contribution, demonstrating how machine learning methods such as lasso can be used in heterogeneity analysis. Chapter 2 studies consistency of actions and beliefs of individuals in social interactions. In a controlled laboratory experiment, we elicit actions and beliefs of talkers and listeners up to the second order to investigate whether individuals consider the beliefs of others about their potential actions. Our findings reveal a new pattern of inconsistency between actions and second-order beliefs of listeners. Chapter 3 continues the topic of social interactions and provides evidence on how individuals coordinate on who should talk. In a laboratory experiment, I investigate the role of beliefs about one’s own relative skill on the decision to share information with others. The results indicate that confidence drives talking. Boosting confidence levels and providing feedback about one’s own relative skill enhances coordination between talkers, whereas competition for sharing information leads to less efficient coordination
Tanzanian Criminal Law
Get PDFDieser Forschungsdatensatz entstand im Rahmen des vom DAAD geförderten Drittmittelprojekts „African-German Research Network for Transnational Criminal Justice".Tanzanian Criminal Law is a pioneering textbook that presents the general principles and specific offences of Tanzanian criminal law based on a systematic approach and consistent methodology. Chapters on the sources and history as well as the international dimension of criminal law in Tanzania are included. Current case law is extensively incorporated and explained. Definitions, examples, and discussion questions make the book an essential reading for both students and scholars of criminal law, as well as practitioners and judges working in the field.
The volume forms part of the African Criminal Law Series (eds. G. Werle & F. Jeßberger). The Series publishes peer-reviewed monographs open access and aims to create a hub for criminal law in Africa. It emerged in the context of the African German Research Network for Transnational Criminal Justice which is based at Humboldt-Universität zu Berlin (Germany).Peer Reviewe