Modeling of GERDA Phase II data

The GERmanium Detector Array (GERDA) experiment at the Gran Sasso underground laboratory (LNGS) of INFN is searching for neutrinoless double-beta ($0\nu\beta\beta$) decay of $^{76}$Ge. The technological challenge of GERDA is to operate in a "background-free" regime in the region of interest (ROI) after analysis cuts for the full 100$\,$kg$\cdot$yr target exposure of the experiment. A careful modeling and decomposition of the full-range energy spectrum is essential to predict the shape and composition of events in the ROI around $Q_{\beta\beta}$ for the $0\nu\beta\beta$ search, to extract a precise measurement of the half-life of the double-beta decay mode with neutrinos ($2\nu\beta\beta$) and in order to identify the location of residual impurities. The latter will permit future experiments to build strategies in order to further lower the background and achieve even better sensitivities. In this article the background decomposition prior to analysis cuts is presented for GERDA Phase II. The background model fit yields a flat spectrum in the ROI with a background index (BI) of $16.04^{+0.78}_{-0.85} \cdot 10^{-3}\,$cts/(kg$\cdot$keV$\cdot$yr) for the enriched BEGe data set and $14.68^{+0.47}_{-0.52} \cdot 10^{-3}\,$cts/(kg$\cdot$keV$\cdot$yr) for the enriched coaxial data set. These values are similar to the one of Gerda Phase I despite a much larger number of detectors and hence radioactive hardware components

Modeling of GERDA Phase II data

The GERmanium Detector Array (Gerda) experiment at the Gran Sasso underground laboratory (LNGS) of INFN is searching for neutrinoless double-beta (0νββ) decay of 76Ge. The technological challenge of Gerda is to operate in a “background-free” regime in the region of interest (ROI) after analysis cuts for the full 100 kg·yr target exposure of the experiment. A careful modeling and decomposition of the full-range energy spectrum is essential to predict the shape and composition of events in the ROI around Qββ for the 0νββ search, to extract a precise measurement of the half-life of the double-beta decay mode with neutrinos (2νββ) and in order to identify the location of residual impurities. The latter will permit future experiments to build strategies in order to further lower the background and achieve even better sensitivities. In this article the background decomposition prior to analysis cuts is presented for Gerda Phase II. The background model fit yields a flat spectrum in the ROI with a background index (BI) of 16.04+0.78−0.85⋅10−3 cts/(keV·kg·yr) for the enriched BEGe data set and 14.68+0.47−0.52⋅10−3 cts/(keV·kg·yr) for the enriched coaxial data set. These values are similar to the one of Phase I despite a much larger number of detectors and hence radioactive hardware components

MARS 520: Ambulante Blutdrucküberwachung während Isolation

Wie und durch welche physiologischen Wege Isolation das Verhalten von Blutdruck beeinflusst, war unsere Fragestellung für MARS 520. Nach gegenwärtigem Wissenstand wird langfristige Blutdruckregulation hauptsächlich durch den Wasser-Elektrolyt-Haushalt betrieben, aber auch Umwelt-, psychosoziale und stressbedingte Einflüsse modulieren das Blutdruckverhalten. Langzeit-Isolationsstudien bieten dank des Wegfalls äußerlicher Reize eine außerordentliche Gelegenheit, das Zusammenspiel physiologischer Blutdruckdeterminanten unter kontrollierten Bedingungen zu untersuchen. Bei den sechs Probanden [Mittelwert (SD): 31.8 (4.5) Jahre; 80.3 (7.8) kg KG] der MARS520-Studie wurden insgesamt sechzehn 24h–Blutdruckmessungen durchgeführt (Ambulante Blutdruck (ABD) – Überwachungsmonitore, Spacelabs GmbH): einmal vor, 11 Mal während und 4 Mal nach 520 Tagen Isolation in der MARS 500 Anlage, IBMP, Moskau. Während der ersten 250 Tage wurde die diätetische Kochsalzzufuhr auf 12g, 9g, und 6g für jeweils 6 Wochen konstant gehalten, zwei weitere Perioden mit 12g und 9g folgten. Während der übrigen Zeit wurde die Salzzufuhr nicht kontrolliert. Mittelwerte systolischen und diastolischen Blutdrucks und der Herzfrequenz wurden für jede Messung berechnet. Die parallel zu 13 der 16 Blutdruckmessungen entnommenen Blut- und Urinproben wurden auf Elektrolytgehalt und Steroide untersucht. Der Blutdruck [Systolisch (p=0,0483) und Diastolisch (p=0,0215)] und die Herzfrequenz (p=0,0141) waren während Isolation niedriger als in Vor- und Nachisolation zusammengenommen –auch unter Berücksichtigung einer beachtlichen ‚between-subjects‘ Variabilität. Die Natriumausscheidung hing mit der diätetischen Zufuhr und mit einem entsprechenden Aldosteron und Reninprofil zusammen. Es bestand nur eine schwache (diastolisch) bzw. keine (systolisch) Korrelation zwischen 24h-Natriumexkretion und ABD. Glucocorticoide und Androgene zeigten selten ein deutlich erkennbares Muster während der Isolation, auch wenn die 24h-Urinwerte von Cortisol (p=0,0060) und Cortison (p=0,0095) niedriger innerhalb als außerhalb der Isolationsanlage ausfielen. Multiple Regressionsanalysen zeigten, dass 71% der systolischen ABD-Varianz durch eine Kombination aus einer begrenzten Anzahl von Glucocorticoiden und Androgenen zum größten Teil erklärbar war (multiple R = 0.8428). Der Wegfall alltäglicher Reize trug zur Abnahme des Blutdrucks bei, wie die niedrigeren Cortisol- und Cortisonwerte als Ausdruck verminderten Stresses während der Isolation nahe legen. Eine schwache oder gar abwesende Korrelation zwischen diätetischer Natriumzufuhr und ABD ist nicht überraschend, insofern als schon während der Phase kontrollierter Natriumzufuhr festgestellt wurde, dass der Salzeffekt auf den täglich gemessenen Blutdruck bescheiden und unbeständig ist und zeitlich verzögert einsetzt (cf. Cell Metab. 17: 125–131). Die bemerkenswerte Assoziation zwischen Glucocorticoide und Androgene und ABD-Verhalten lenkt die Aufmerksamkeit auf einen bis heute weitgehend vernachlässigten Aspekt: die physiologische Rolle, die insbesondere den Androgenen bei der Blutdruckregulation zukommt