Accurate calculation of the transverse anisotropy in perpendicularly magnetized multilayers

The transverse anisotropy constant and the related D\"oring mass density are key parameters of the one-dimensional model to describe the motion of magnetic domain walls. So far, no general framework is available to determine these quantities from static characterizations such as magnetometry measurements. Here, we derive a universal analytical expression to calculate the transverse anisotropy constant for the important class of perpendicular magnetic multilayers. All the required input parameters of the model, such as the number of repeats, the thickness of a single magnetic layer, and the layer periodicity, as well as the effective perpendicular anisotropy, the saturation magnetization, and the static domain wall width are accessible by static sample characterizations. We apply our model to a widely used multilayer system and find that the effective transverse anisotropy constant is a factor 7 different from the when using the conventional approximations, showing the importance of using our analysis scheme

Patents and knowledge diffusion:The impact of Machine Translation

One of the main rationales for the patent system’s existence is to encourage knowledge diffusion and follow-on innovation through the full disclosure of the technical knowledge embodied in a patented invention. Yet, economists and legal scholars cast doubts on the validity of the disclosure theory and stress that inventors do not learn their science from reading patents. The empirical evidence on the actual benefits of the disclosure function is, indeed, limited. The present paper aims at expanding our understanding of how information spreads via patent disclosure and exploits recent improvements in machine translation (MT) to identify the effect of broader access to patented knowledge. More specifically, the paper uses a unique natural experiment. In September 2013, Google launched a major upgrade of its Google Patents service and added patent applications from the China National Intellectual Property Agency(CNIPA) to its searchable patent database. To do so, Google used its own neural machine translation service to translate patent documents previously available to the general public only in Chinese. Using a difference-in-differences approach, we show that the translation of the Chinese patents into English resulted in an increase in citations received from patents filed by U.S. inventors, compared to a suitable control group composed of patents which Google translated only in 2016. Our results suggest that increased access to patented knowledge promotes technological progress. This finding seems to confirm the beneficial effect of patent disclosur

Zur Bedeutung von Unterrichtsqualität für die naturwissenschaftliche Kompetenz von Grundschulkindern. Ein Fokus auf Kinder mit ungünstigen Lernvoraussetzungen

Research on classroom instruction has consistently identified characteristics that contribute to student learning. For instance, these include structural-organizational aspects (e.g., classroom management) and affective aspects (e.g., classroom social climate). The idea that the effects of instruction may differentially depend on students’ characteristics has been investigated within the scope of aptitude-treatment-interactions (ATI) research. This study of elementary school (1,041 students, 54 classes) builds on ATI and examines main effects and interaction effects of instructional quality (i.e., classroom management and classroom social climate) and individual risks of school failure (i.e., demographic risk: immigration background or functional risk: low cognitive ability scores) on students’ science competence. Based on hierarchical linear modeling and class-level aggregated student ratings of instructional quality, results show a positive link between classroom social climate and science competence but not for classroom management and science competence. As its most important finding, our study demonstrates the compensatory capacity of instructional quality to narrow the achievement gap between students at risk and their peers. Furthermore, classroom management also counteracted risk of school failure when controlling for students’ language proficiency. (DIPF/Orig.)Im Rahmen von Forschung zu gutem Unterricht wurden Unterrichtsqualitätsmerkmale identifiziert, die mit dem Lernerfolg von Schülerinnen und Schülern verbunden sind. Diese beinhalten bspw. strukturell-organisatorische Aspekte, wie Classroom Management, oder affektive Aspekte, wie das Klassenklima. Dass der Lernerfolg nicht nur von Unterrichtsmerkmalen, sondern auch von deren Wechselspiel mit den individuellen Lernervoraussetzungen abhängt, ist Thema der Forschung zu Aptitude-Treatment-Interactions (ATI). Gegenwärtig erfährt diese Forschung erneute Aufmerksamkeit und bestätigende empirische Befunde. Diese Studie an deutschen Grundschulen (1041 Kinder aus 54 Klassen) knüpft daran an und prüft Haupt- und Interaktionseffekte von Unterrichtsqualitätsmerkmalen (Classroom Management und Klassenklima) sowie individuellen Lernvoraussetzungen (Migrationshintergrund oder geringe kognitive Grundfähigkeiten) für die naturwissenschaftliche Kompetenz von Grundschulkindern. Ergebnisse aus Mehrebenenanalysen zeigen einen positiven Zusammenhang zwischen Klassenklima und naturwissenschaftlicher Kompetenz, nicht aber zwischen Classroom Management und naturwissenschaftlicher Kompetenz. Darüber hinaus zeigten sich Interaktionseffekte zwischen Unterrichtsqualitäts- und Schülermerkmalen dahingehend, dass Unterrichtsqualität einen ausgleichenden Effekt auf die Leistungen von Kindern mit ungünstigen Lernvoraussetzungen und diejenigen ihrer Mitschülerinnen und Mitschüler ausübte. Dieser kompensatorische Effekt zeigte sich für Classroom Management auch nach Kontrolle sprachlicher Kompetenzen. (DIPF/Orig.

Rezessive Varianten im Glutaminase Gen führen zu neonataler epileptischer Enzephalopathie - Entdeckung neuer valider Kandidatengene neurologischer Entwicklungsstörungen durch systematische Priorisierung und Evaluation -

Die Ursachen für genetisch bedingte neurologische Entwicklungsstörungen sind sehr vielfältig. Aufgrund der heterogenen und unspezifischen klinischen Präsentation ist eine eindeutige Diagnosestellung durch eine rein klinische Beschreibung selten möglich. Eine frühzeitige und effiziente Diagnosestellung erspart den Betroffenen und auch dem Gesundheitssystem unnötige Untersuchungen und Krankenhausaufenthalte und verbessert die prognostischen und therapeutischen Möglichkeiten. Mit Hilfe der massiven Parallelsequenzierung, der Next-Generation-Sequencing Technologie, sind in den letzten Jahren bereits über tausend krankheitsassoziierte Gene für NDD identifiziert worden. Weltweit werden mittels der Sequenzierung und Auswertung von tausenden Exomen betroffener Menschen große Studien zur Identifizierung neuer valider Kandidatengene durchgeführt. Die Zahl valider Kandidatengene bleibt, im Vergleich zum Aufwand, jedoch hinter den Erwartungen zurück. Am Institut für Humangenetik Leipzig wird daher von jedem Fall einer neurologischen Entwicklungsstörung, soweit Material und Einwilligung der Betroffenen vorhanden sind, ein Trio-Exom sequenziert. Das bedeutet, dass die Exome der Eltern oder der Geschwister mit dem Exom des betroffenen Menschen verglichen werden. Somit ist es möglich, Varianten in bereits bekannten krankheitsassoziierten Genen zu finden und folgend eine genetische Diagnose zu stellen. Wenn in dieser Routinediagnostik keine Diagnosestellung möglich war, analysierte ich die Trio-Exome erneut auf Forschungsbasis, um mögliche, bisher noch nicht bekannte neue Kandidatengene zu finden, welche die Erkrankungen der Betroffenen erklären können. Um die Masse an Kandidatengenvarianten einzugrenzen, eine Vergleichbarkeit von verschiedenen Kandidatengenvarianten zu schaffen und die wissenschaftlichen Ressourcen bestmöglich zu nutzen, entwickelte ich einen Kandidatengenscore zur Priorisierung jeder einzelnen Variante. Dieser Score besteht aus 4 Übergruppen zusammengesetzt aus 12 verschiedenen Parametern, welche die Eigenschaften des konkreten Vererbungsmodus, des einzelnen Gens, der spezifischen Variante und Aspekte der Literaturrecherche widerspiegeln. Aus der untersuchten Kohorte von 198 Betroffenen mit neurologischen Entwicklungsstörungen konnten 63 Fälle in der Routinediagnostik mit einer klaren genetischen Diagnose geklärt und in den restlichen ungeklärten Fällen insgesamt 158 Kandidatengenvarianten identifiziert werden. Allein aus den Top 15% (21 Kandidatengene) der gescorten Kandidatengene, wurden bisher bereits 10 Gene als krankheitsverursachend durch Publikationen validiert. Diese Gene sind TANC2, GLS, ACTL6B, GRIN3B, CUX1, UNC13A, GRIA4, MAPK8IP3, CACNB4 und WDFY3. An den Publikationen von TANC2 und WDFY3 arbeitete ich im Zuge meiner Doktorarbeit aktiv als Co-Autor mit. Als Erstautor und als Grundlage dieser publikationsbasierten Dissertation konnte ich ein neues rezessiv-vererbtes Krankheitsbild ausgelöst durch Varianten im GLS-Gen beschreiben: Im Rahmen der wissenschaftlichen Auswertung der Trio-Exome und während der Entwicklung des Kandidatengenscores fielen zwei Fälle mit gleichem Kandidatengen und ähnlicher klinischer Symptomatik auf. Zwei nicht verwandte Kinder von gesunden Eltern besaßen rezessive Varianten im GLS-Gen, welches das Enzym Glutaminase kodiert. Beide Betroffenen verstarben innerhalb des ersten Lebensmonats an einer sich rasch entwickelnden epileptischen Enzephalopathie. Des Weiteren wurden in beiden Fällen verstorbene Geschwisterkinder beschrieben, welche an vergleichbaren Symptomen kurz nach der Geburt verstarben. Da das Enzym Glutaminase ein wichtiger Bestandteil der Glutamin/Glutamat-Homöostase ist und Glutamat einen wichtigen Neurotransmitter des Menschen darstellt, lag die Vermutung nahe, dass eine Störung des Glutamat-Stoffwechsels zu neurologischen Entwicklungsstörungen führen kann. In Zusammenarbeit mit der niederländischen Arbeitsgruppe um Prof. van Hasselt konnten erhöhte Glutaminkonzentrationen in den Trockenblutkarten des Neugeborenenscreenings der beiden verstorbenen Geschwister einer Familie nachgewiesen werden. Ebenfalls war es möglich, die von jeweils einem Elternteil vererbten compound heterozygoten Varianten in beiden Erbanlagen der verstorbenen Geschwister nachzuweisen und das gemeinsame Auftreten beider Varianten im genetischen Code der gesunden Geschwister auszuschließen. Somit konnte durch die Entwicklung des Kandidatengenscores mit Priorisierung der verschiedenen Kandidatengene und Fokussierung auf die vielversprechendsten Gene mit folgender intensiver wissenschaftlicher Evaluation ein neues autosomal rezessives Krankheitsbild beschrieben werden, welches aufgrund von Varianten im GLS-Gen zu einer neonatalen, tödlich verlaufenden Enzephalopathie führt. Mit Hilfe des Kandidatengenscores ist es gelungen, sich auf die überzeugendsten neuen Kandidatengene zu fokussieren, neue wissenschaftliche Kooperationen zu knüpfen und hierdurch die Liste an validen krankheitsassoziierten Genen, wie zum Beispiel des GLS-Gens, zu erweitern. Der Kandidatengenscore wird weiterhin am Institut für Humangenetik Leipzig erfolgreich eingesetzt

Driving Towards Car-Independent Neighborhoods in Europe: A Typology and Systematic Literature Review

Car-independent neighborhoods can be seen as a planning strategy for overcoming car dependency and achieving urban sustainability goals. This implies a structural and psychological car independency of people, which manifests itself into positive attitudes and perceptions towards sustainable mobility, acceptance of corresponding measures, and a shift from private cars to active transport, public transport, and sharing modes. Despite their relevance, knowledge regarding the actual implications of the various existing strategies remains scarce. This gap is addressed in this literature review, which aims to: (a) identify types of implemented car-independent neighborhood policies; (b) explore their rationales, main characteristics, and implications for mobility behavior, psychological factors, perceptions, and acceptance; and (c) investigate how they have been evaluated. Existing implementations in Europe can be divided into four types: car-independent central areas, residential developments, citywide implementations, and temporary interventions, which differ in their rationales and scope. Overall, little research was found on this topic, with most studies focusing on newly built residential developments, compared to the other types. There is evidence of positive impacts on sustainable mobility behavior in the relevant use cases. However, it is often unclear whether this is a causality or correlation due to the absence of comprehensive (longitudinal) evaluations. Less is known regarding the implications of implementations for psychological factors and perceptions and their interplay with mobility behavior. For future research, it is recommended to evaluate other types of car-independent interventions beyond newly built developments through long-term observation of attitudinal and behavioral changes

Embedded formative assessment and classroom process quality. How do they interact in promoting students\u27 science understanding

In this study we examine the interplay between curriculum-embedded formative assessment-a well-known teaching practice-and general features of classroom process quality (i.e., cognitive activation, supportive climate, classroom management) and their combined effect on elementary school students\u27 understanding of the scientific concepts of floating and sinking. We used data from a cluster-randomized controlled trial and compared curriculum-embedded formative assessment (17 classes) with a control group (11 classes). Curriculum-embedded formative assessment and classroom process quality promoted students\u27 learning. Moreover, classroom process quality and embedded formative assessment interacted in promoting student learning. To ensure effective instruction and consequently satisfactory learning outcomes, teachers need to combine specific teaching practices with high classroom process quality. (DIPF/Orig.

The connection between teaching and learning. Linking teaching quality and metacognitive strategy use in primary school

Background: In order for teaching to be successful, students need to be actively involved in learning. However, research on teaching effectiveness often neglects students\u27 learning activities. Although it is assumed that effective teaching promotes the use of beneficial learning activities, empirical evidence for this connection is still limited. Aims: This study aimed to investigate the connection between effective teaching and reported learning activities. We hypothesize specific relations between a three-dimensional model of teaching quality (i.e., cognitive activation, supportive climate, and classroom management) and students\u27 reported use of metacognitive strategies. Students\u27 intrinsic motivation is considered as a mediator and a moderator of this connection. Sample: N = 1,052 students from 53 German primary school classes and their science teachers participated. Methods: Data were collected through classroom or video observation and questionnaires over a period of approximately 2 months. Multilevel analysis was utilized to test our hypotheses. Results: Each dimension of teaching quality positively predicted students\u27 reported use of metacognitive strategies. For supportive climate, this connection was mediated by students\u27 intrinsic motivation. Cognitive activation negatively predicted the slopes between students\u27 reported metacognitive strategy use and motivation. Conclusions: The results support the notion that effective teaching is connected to learning activities and stress the importance of students\u27 learning motivation. Results from the cross-level interaction could indicate that especially less motivated students\u27 reported metacognitive strategy use might be supported by cognitively activating teaching. (DIPF/Orig.

The morphology of placemaking – from urban guerrilla and formal street experiments to mobility and metropolitan regions

Placemaking is becoming a mainstreaming paradigm in planning. It arises from urbanist advocacy for small-scale, incremental, "do-it-yourself" (DIY) urban improvements referred to as guerrilla, pop-up, tactical, DIY or everyday urbanism. It is defined as any act of citizens to change their urban environment. It involves collectively creating, transforming, maintaining and renovating the places in which they live. It includes daily actions and everyday routines and special, celebratory one-time events. This paper looks at placemaking interventions and street experiments in Brazil, Mexico, Sweden and Germany from a morphological perspective. It creates a quadrant of placemaking where it pins various projects on the axes formal-informal, designed-not designed, expert initiatives or local community engagement to classify placemaking acts from informal beatifications such as painting and graffiti, arty insertions, celebratory events as well as more formalised interventions, like parking replacement, repurposing street sections and transforming entire streets. It argues that the bureaucratic planners did not thwart the very vibrancy and spirit of the bottom-up everyday urbanism. Instead, we see gradual urbanists institutionalising placemaking as a planning paradigm. However, placemakers have remained on the smallest scale in cities, restricted to the street scale in particular, not concerned with the neighbourhood or regional scale where cities are experienced on the move. For urban morphologists, one question emerges: how placemaking fits at various morphological scales and how planners and urban designers who work with neighbourhoods can harness the rise of placemaking to work on multiple resolutions, from the street to the metropolitan region