Entwicklung einer Messtechnik zur nicht-invasiven Bestimmung des Gesamtgehalts an N-Acetyl-L-Aspartat im Gehirn des Menschen in vivo

Lokalisierte 1H-MR-Spektroskopie (MRS) ermöglicht die nicht invasive Messung des Metaboliten N-Acetyl-L-Aspartat (NAA) in vivo im Gehirn des Menschen. Da neuronaler Zellverlust einher geht mit einer Abnahme des NAA-Gehalts, könnte der Verlauf von gehirnschädigenden Erkrankungen mit diesem Parameter verfolgt werden. In dieser Arbeit werden neben einem Vorschlag von O. Gonen et al. eigene Ansätze zur Bestimmung des gesamt-Gehalts an NAA im Gehirn (WBNAA) entwickelt und auf 1,5-T-Ganzkörper-MR-Tomographen implementiert. Die Techniken wurden erfolgreich an Phantomen und Probanden getestet. Im Hinblick auf eine klinische Anwendung wurden zudem verschiedene Methoden der absoluten Quantifizierung entwickelt und experimentell überprüft

Simulation von Elektronendynamik in autoionisierenden Heliumniveaus unter dem Einfluss ultrakurzer Laserpulse

In this work, a model for simulating electron dynamics in strong femtosecond-laser fields was developped. Autoionizing states in helium were examined, where interference with the continuum plays a vital role. Quantum interference effects ocurring after few Rabi cycles in strong laser fields also play an important role in understanding the light-matter-interaction. Fano-resonances and the Stark-shift in the laser field were observed and compared to measurements

Moralidad y Estado en la filosofía política de Fichte

The philosophy of history of 1804 and 1805 enables Fichte to place his natural right, developed previously at Jena, against a diachronic background. This means that Fichte does not reason merely synchronically from a timeless conception of society and state. From a synchronic viewpoint, Fichte cannot solve the problem of the control of political power because he has to draw on the assumption of a virtuous ephorate. This assumption is not consistent with the Fichtean ideal of a philosophy of right completely independent from moral considerations. Thus, the control of government is possible only if at least a group of citizens can go beyond the mere rational egoism. This new temporal conception of the state leads Fichte to think that the problems of consistency of his theory of Jena are unavoidable, given that a society integrated by egoist individuals cannot be sustained. However, his later philosophy of history enables Fichte to state the inexorable annihilation of this type of community and gives place to an ensuing epoch, when citizens are not self-interested anymore.La filosofía de la historia de 1804 y 1805 permite a Fichte ubicar a su derecho natural, desarrollado previamente en Jena, en el marco de un trasfondo diacrónico. Esto significa que Fichte no razona meramente de modo sincrónico, es decir a partir de una concepción atemporal de la sociedad y el Estado. Desde un punto de vista sincrónico, Fichte no puede resolver el problema del control del poder político, porque debe recurrir al supuesto de un eforato virtuoso. Este supuesto no es consistente con el ideal fichteano de una filosofía del derecho completamente independiente de consideraciones morales. Por lo tanto, el control del gobierno es posible solamente si por lo menos un grupo de ciudadanos puede ir más allá del mero egoísmo racional. Esta concepción temporal nueva del Estado lleva a Fichte a pensar que los problemas de consistencia de esta teoría son inevitables, dado que una sociedad integrada por individuos egoístas no es sostenible. Sin embargo, esta filosofía tardía de la historia permite a Fichte afirmar la aniquilación inexorable de este tipo de comunidad y da lugar a la época siguiente, en la que los ciudadanos ya no son auto-interesados

Experimentelle Untersuchungen am magnetischen Hybridsystem (Ga,Mn)As/MnAs

Die heutige Halbleiterelektronik und Optoelektronik basiert auf elektrischen Strömen und Spannungen, wobei hauptsächlich die Ladungseigenschaft der Elektronen ausgenutzt wird. Elektronen besitzen aber auch noch eine weitere interessante Eigenschaft, und zwar den Spin. Die Idee, beide Eigenschaften gleichzeitig in Bauelementen auszunutzen, ist der Grundgedanke eines neuen Forschungsgebiets innerhalb der Physik, der sog. Spinelektronik (auch einfach Spintronik genannt). Sie wird als eine der Schlüsseltechnologien der Zukunft angesehen, da man sich von ihr wesentlich schnellere und leistungsfähigere Bauelemente verspricht, die zudem noch größere Informationsdichten aufweisen und sparsamer mit der Energie umgehen. In ihr werden Elektronik, Optik und Magnetismus synergetisch miteinander verknüpft. Die neue Ära begann 1988 mit der Entdeckung des GMR-Effekts in metallischen Schichtsystemen (giant magnetoresistance) durch Baibich et al.. GMR ist die dramatische Änderung der Leitfähigkeit in alternierenden ferromagnetischen und nicht-magnetischen Schichten bei angelegtem Magnetfeld. Auf dem GMR-Effekt basierende Leseköpfe in Festplattenlaufwerken, die IBM 1997 ankündigte, sind zur Zeit die wichtigste Anwendung dieses Effekts. Durch sie wird die Speicherdichte um das 20-fache gesteigert. Eine der weiteren Anwendungen ist der magnetische Arbeitsspeicher MRAM (magnetic random access memory). Dies ist ein Permanentspeicher (non-volatile storage), der seine Information auch ohne Stromversorgung noch behält, d.h. das lästige "Hochfahren" von Computern würde in Zukunft der Vergangenheit angehören! Man könnte immer dort weiter arbeiten, wo man das letzte Mal aufgehört hat. Seine Vorteile liegen außerdem in einem reduzierten Energieverbrauch, 1000-fach schnellerer Schreibgeschwindigkeit im Vergleich zum EPROM (erasable programmable read-only memory) und bei einer um fünf Größenordnungen schnelleren Auslesegeschwindigkeit gegenüber Festplattenlaufwerken. Prototypen dieser MRAMs mit Kapazitäten in der Megabit-Region existieren bereits. Diese neuartigen Bauelemente funktionieren bisher auf Basis ferromagnetischer Metalle. Um sie mit bewährten Bauelementen direkt kombinieren zu können, ist man bestrebt, die Spintronik kompatibel zur bestehenden Halbleiter-(Opto-)Elektronik zu gestalten. Deswegen ist man auf der Suche nach ferromagnetischen Halbleitern. Im Rahmen der Spintronik sollte es möglich sein, Spins zu polarisieren, transportieren, injizieren, speichern, detektieren und manipulieren. Wie Michael Oestreich et al. anhand eines paramagnetischen (II,Mn)VI-Halbleiters gezeigt haben, sind verdünnte magnetische Halbleiter (VMH), bei denen ein Teil der Ionen durch magnetische Ionen ersetzt ist, aufgrund ihrer riesigen Zeemanaufspaltung besonders dazu geeignet, Elektronen mit einer hohen Spinpolarisation in Halbleiter zu injizieren. VMH sind also im Gegensatz zu ferromagnetischen Metallen, die bei der Injektion grundsätzlich nur eine geringe Spin-Polarisation erlauben, gute Spin-Ausrichter (Spin-Aligner). Allerdings funktioniert dies mit (II,Mn)VI-VMH nur bei sehr tiefen Temperaturen und hohen Magnetfeldern. Ferromagnetische Halbleiter könnten dort Abhilfe schaffen. GaAs ist neben Si das bedeutendste Halbleitermaterial. Durch Einbringen von magnetischen Mangan-Ionen ist es bereits gelungen, Curietemperaturen von bis zu 172 Kelvin zu erreichen. Für etwaige spätere Anwendungen sind allerdings Curietemperaturen oberhalb der Raumtemperatur wünschenswert, damit die Bauelemente ohne aufwendige Kühlung arbeiten könnten. Das im Rahmen dieser Arbeit untersuchte Hybridsystem, welches aus erstmals mittels metallorganischer Gasphasenepitaxie (MOVPE) hergestellten (Ga,Mn)As-Schichten mit eingebetteten ferromagnetischen MnAs-Clustern besteht, könnte sich als geeignet herausstellen. Einerseits liegt die Curietemperatur bei etwa 330 Kelvin und andererseits lassen sich die Schichten auf gängige Halbleiter wie GaAs aufwachsen. Mit AlAs können sie sogar überwachsen werden. Ein weiterer Vorteil dieses Hybridsystems liegt darin, dass es durch geeignete Dotierung n-leitend wird, was aufgrund der im Vergleich zur p-Leitung langsameren Spindephasierungszeiten ebenso wünschenswert ist. In der vorliegenden Arbeit werden in Kapitel 2 zunächst die grundlegenden Eigenschaften von (Ga,Mn)As und MnAs, sowie die untersuchten Proben vorgestellt. Kapitel 3 beschäftigt sich mit systematischen Winkel- und Temperatur-abhängigen ferromagnetischen Resonanzmessungen (FMR), die Auskunft über die magnetischen Eigenschaften der MnAs-Cluster geben. Magnetooptische Experimente an den Proben sowie ihre interessanten Ergebnisse werden in Kapitel 4 beschrieben. Dort wird u.a. gezeigt, dass das bedeutende Valenzband-Austauschintegral N0ß keine Materialkonstante ist, wie in vielen Beschreibungen des Magnetismus von (Ga,Mn)As angenommen wird, sondern sogar sein Vorzeichen ändern kann

Klärung des Informationsbegriffs

Eine naturphilosophische Leitwährung für die Beschreibung der Wirlichkeit ist bereits bei Aristoteles die Form. Sie informiert die Materie und vermittelt dadurch das Sein. Der Informationsbegriff jedoch ist multivalent: man kann zwischen potentieller Information (QuBits), basaler einfacher Information (Bits) und komplexer Information (Systemordner-Information) unterscheiden. Die komplexe Information wird im Bit kodiert, indem es das QuBit disponiert. Die Kodierung erfolgt holografisch und somit analog. Letztlich inkarnieren sich Systeme in der physikalischen Wirklichkeit, indem sie sie komplex informieren (ordnen, ermöglichen, steuern, formieren). Das Universum würde dann der Materialisierung und Dekodierung von autopoetischen Systemen dienen

Design-Studie für einen kompakten Niederenergie- Elektronenspeicherring für die Radiometrie im UV/VUV Spektralbereich

Inhalt dieser Arbeit ist die Design-Studie für einen kompakten Niederenergie-Elektronenspeicherring für die Radiometrie. Im Ring sollen Elektronen mit Energien im Bereich von 200 MeV bis 600 MeV gespeichert werden können, wobei die Emittanz möglichst klein und die Strahllebensdauer über den gesamten Energiebereich bei einem Strom von 100 mA mindestens eine Stunde sein sollten.Diese Vorgaben wurden in Abstimmung mit einem der potentiellen Hauptnutzer, der Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), festgelegt und sollen den Speicherring zu einer optimalen Synchrotronstrahlungsquelle für die Radiometrie im ultravioletten und vakuumultravioletten Spektralbereich mit Photonenenergien zwischen etwa 5 eV und 200 eV machen. Im Rahmen dieser Arbeit werden die aus physikalischer Sicht wichtigsten Teilsysteme eines Speicherringes konzeptioniert: Magnetoptik, Hochfrequenz-, Vakuum-, Diagnose- und Injektionssystem sowie die Magnetauslegung. Außerdem werden die zu erwartenden Synchrotronstrahlungsspektren berechnet. Der entworfene Speicherring hat einen Umfang von 34.2 m und besteht aus zwei "Triple Bend Achromat"-Bögen, die durch gerade Strecken miteinander verbunden sind. In eine dieser geraden Strecken kann ein maximal 5.6 m langes "Insertion Device" eingebaut werden, die andere ist durch die Injektionselemente und das Hochfrequenz-Cavity belegt. Insgesamt können mit dem Design des hier vorgestellten Speicherringes alle gestellten Anforderungen erfüllt werden: die natürliche Emittanz ist vergleichsweise niedrig und liegt bei günstigen linearen und nichtlinearen Eigenschaften der Magnetoptik nah an ihrem minimal möglichen Wert. Mit der gewählten Auslegung von Magnetoptik, Hochfrequenz- und Vakuumsystem beträgt die Strahllebensdauer mit einem Speicherringstrom von 100 mA bei niedrigen Elektronenenergien zwischen (200...300)MeV etwas über eine Stunde und steigt auf mehr als sechs Stunden bei der Maximalenergie von 600 MeV. Die Strahllebensdauer übertrifft damit im gesamten Energiebereich die Vorgabe.The subject of this work is the preparation of a design study for a compact low energy electron storage ring for radiometry in the ultraviolet and vacuum ultraviolet spectral range. Electrons with energies between 200 MeV and 600 MeV are to be stored. A small natural emittance is desired and the lifetime of a stored electron beam of 100 mA should not be less than one hour in the considered energy range. These major guidelines have been fixed in cooperation with one of the potential main users, the Physikalisch Technische Bundesanstalt (PTB), to optimize the storage ring for radiometric applications in the ultraviolet and vacuum ultraviolet spectral range with photon energies from approximately 5 eV to 200 eV. In this work the physical layout for the most important subsystems is given: magnet optics, rf-, vacuum-, diagnostic and injection system as well as the main magnet design. Additionally the expected synchrotron radiation spectra are calculated. The storage ring has a circumference of 34.2 m and consists of two Triple Bend Achromat cells, connected by two long straight sections. In one of these straight sections a 5.6 m long insertion device can be build in. The other one is occupied by the injection elements and the rf-cavity. All aspired guidelines are feasible with the presented storage ring design: the natural emittance is comparably small and with good linear and nonlinear optical properties close to its minimum value. With the presented solution (magnet optics, rf- and vacuum-system) the electron beam lifetime with 100 mA ring current is slightly above one hour at energies between (200...300) MeV and increases to more than 6 hours at the maximum energy of 600 MeV. Thus beam lifetime exceeds the guidelines at all energies

Soft X-ray Emission and Resonant Inelastic Scattering Study of Polycyclic Hydrocarbons

This thesis comprises a detailed study of the electronic properties of the polycyclic hydrocarbonstetracene, perylene and coronene. The at room temperature grown organiclayers consisted of a up to several hundred nanometer thickness, and have been studiedwith the experimental techniques soft x-ray emission spectroscopy (SXES) and NEXAFS-spectroscopyby means of synchrotron radiation. In particular, resonant inelastic scattering(RIXS) was employed in order to obtain possible band structure or MO-symmetry informationof the studied systems. The studied materials consist of large organic molecules,evaporated under high vacuum an silicon wafers. The goal was to figure out, whether insidethese organic layers the hydrocarbon molecules polymerize and form a band structureor if the hydrocarbon molecules do not interact with each other and retain their originalmolecular like symmetry and behavior. The discrete peaks in the hydrocarbon NEXAFS-spectracould be assigned by comparison with the literature to chemical shifted C1s $\rightarrow \pi^{*}$transitions, caused by different chemical surrounded C-atoms. Hence, due to excitationan a certain $\pi$*-resonance only Cls-electrons of equal C-atoms can be excited, which leadsto a site selective excitation. The fluorescent decay of the created hole, which is as welllocalized an these former excited C-atoms was recorded energy dispersed in the SXE-spectrometer. This method is usually referred to as SXE. Therefore, the local MO-densitywas recorded. $\textit{Hartree-Fock}$ based ground state MO-calculations have been performed foreach molecule, in order to simulate the SXE-spectra. Good agreement between experimentand simulation was shown, under the strict retainment of symmetry selection rulesalong the transitions. This result states, that the different hydrocarbon molecules conservetheir symmetry and structure in an up to several hundred nanometer thick organic layer.Only in the region of the valence band maximum ($\pi$-states) weck indications for a banddispersion could be observed