Interplay between Kondo effect and Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida interaction

The interplay between the Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY) interaction and the Kondo effect is expected to provide the driving force for the emergence of many phenomena in strongly correlated electron materials. Two magnetic impurities in a metal are the smallest possible system containing all these ingredients and define a bottom up approach towards a long term understanding of concentrated / dense systems. Here we report on the experimental and theoretical investigation of iron dimers buried below a Cu(100) surface by means of low temperature scanning tunnelling spectroscopy (STS) combined with density functional theory (DFT) and numerical renormalization group (NRG) calculations. The Kondo effect, in particular the width of the Abrikosov-Suhl resonance, is strongly altered or even suppressed due to magnetic coupling between the impurities. It oscillates as function of dimer separation revealing that it is related to the RKKY interaction mediated by the conduction electrons. Simulations based on density functional theory support this concept showing the same oscillation period and trends in the coupling strength as found in the experiment

Long-range Kondo signature of a single magnetic impurity

The Kondo effect, one of the oldest correlation phenomena known in condensed matter physics, has regained attention due to scanning tunneling spectroscopy (STS) experiments performed on single magnetic impurities. Despite the sub-nanometer resolution capability of local probe techniques one of the fundamental aspects of Kondo physics, its spatial extension, is still subject to discussion. Up to now all STS studies on single adsorbed atoms have shown that observable Kondo features rapidly vanish with increasing distance from the impurity. Here we report on a hitherto unobserved long range Kondo signature for single magnetic atoms of Fe and Co buried under a Cu(100) surface. We present a theoretical interpretation of the measured signatures using a combined approach of band structure and many-body numerical renormalization group (NRG) calculations. These are in excellent agreement with the rich spatially and spectroscopically resolved experimental data.Comment: 7 pages, 3 figures + 8 pages supplementary material; Nature Physics (Jan 2011 - advanced online publication

Viscoelastic adaptation of tendon graft material to compression: biomechanical quantification of graft preconditioning

PURPOSE: The tensile viscoelastic behaviour of tendon tissue is of central biomechanical importance and well examined. However, the viscoelastic tendon adaptation to external compression, such as when a tendon graft is fixated with an interference screw, has not been investigated before. Here, we quantify this adaptive behaviour in order to develop a new method to mechanically precondition tendon grafts and to better understand volumetric changes of tendinous tissue. The hypothesis of this study was that under compressive loads, tendon grafts will undergo a temporary volumetric (and therefore diametric) reduction, due to the extrusion of water from the tendon. METHODS: Compressive testing was performed on a material testing machine and load applied through the use of a custom-made mould, with a semi-circular cross section to accommodate the tendon graft. The effects of different compressive forces on the length, diameter and weight of tendon grafts were measured by calipers and a weighing scale, respectively. Further, different strain rates (1 vs. 10 mm/min) (n = 6, per rate), compression method (steady compression vs. creep) (n = 15 for each method) and different compression durations (1, 5, 10 min) (n = 5 for each duration) were tested to identify the most effective combination to reduce graft size by preserving its macroscopic structure. RESULTS: The effect of compression on volume reduction (75 % of initial volume and weight) reached a plateau at 6,000 N on an 8-mm tendon bundle. Length thereby increased by approximately 10 %. Both steady compression and creeping were able to reduce dimensions of the graft; however, creeping was more effective. There was no difference in effect with different durations for compression (p > 0.05) in both methods. CONCLUSION: The viscoelastic behaviour of hamstring tendon grafts under pressure allows preconditioning of the grafts for reduction of volume and diameter and therefore to drill a smaller bone tunnel, retaining more of the original bone. At the same time, the collagen content of the transplant is preserved and a tight fit of the transplant in the bone tunnel achieved

Aerodynamische Flügelauslegung mit multifunktionalen Steuerflächen

Im Rahmen des Technologievorhabens Pro-HMS wird ein Flügel mit multifunktionalen Steuerflächen entwickelt. Da das multifunktionale Steuerflächensystem alle Phasen einer Flugmission einschließlich der Manöver- und Böenfälle beeinflusst, ist eine interdisziplinäre Vorgehensweise erforderlich. Auf Basis eines typischen Anforderungsprofils für ein Flugzeug der nächsten Generation (FNG) wird die aerodynamische Auslegung eines Tragflügels mit funktionalen Elementen ausgearbeitet. Die Auslegung eines Flügels mit multifunktionalen Steuerflächen wie dem Pro-HMS Hochauftriebssystem stellt eine anspruchvolle Designaufgabe dar, die eine enge Verknüpfung der Disziplinen Flugzeug- Integration/Bewertung, Aerodynamik, Aeroelastik, Struktur und Systeme erfordert. Die Festlegung des FNG Flügelgrundrisses und der Dickenverteilung ergaben sich aus der kostengünstigeren Lösung - selbst bei aerodynamisch schwierigeren Entwurfsbedingungen wie z.B. hohe Zuspitzung. Der aerodynamische Flügelentwurf wird geprägt von der multifunktionalen und adaptiven Nutzung der Steuerelemente. Für das FNG Basisprofil und FNG Flügel ist das adaptive Potential der Wölbungsänderung durch das Tab genutzt worden, den Anstieg des Wellenwiderstandes und den Buffetbeginn zu höheren Auftriebsbeiwerten zu verschieben, um Bauhöhe für die komplexeren und aufwendigeren Struktur- und Systemkomponenten des multifunktionalen Steuerflächensystems zu gewinnen und damit gewichtsoptimale Strukturen zu ermöglichen. Ein detaillierter Entwurf des multifunktionalen Klappensystems ist erforderlich, um die multifunktionale Fähigkeit der Steuerflächen zu gewährleisten. Die für das FNG geforderten Leistungen konnten auf Basis der rechnerischen Vorhersage sowohl im High Speed als auch im Low Speed erfüllt werden. Zur Überprüfung des Designs und der Vorhersagen sind Windkanaltests im High und Low Speed geplant. Die Wölbungssteuerung durch Mini-Hinterkantenklappen in Form von Mini-Splitflaps hat sich als eine interessante Alternative erwiesen

Aerodynamische Flügelauslegung mit multifunktionalen Steuerflächen

Im Rahmen des Technologievorhabens Pro-HMS wird ein Flügel mit multifunktionalen Steuerflächen entwickelt. Da das multifunktionale Steuerflächensystem alle Phasen einer Flugmission einschließlich der Manöver- und Böenfälle beeinflusst, ist eine interdisziplinäre Vorgehensweise erforderlich. Auf Basis eines typischen Anforderungsprofils für ein Flugzeug der nächsten Generation (FNG) wird die aerodynamische Auslegung eines Tragflügels mit funktionalen Elementen ausgearbeitet. Die Auslegung eines Flügels mit multifunktionalen Steuerflächen wie dem Pro-HMS Hochauftriebssystem stellt eine anspruchvolle Designaufgabe dar, die eine enge Verknüpfung der Disziplinen Flugzeug- Integration/Bewertung, Aerodynamik, Aeroelastik, Struktur und Systeme erfordert. Die Festlegung des FNG Flügelgrundrisses und der Dickenverteilung ergaben sich aus der kostengünstigeren Lösung - selbst bei aerodynamisch schwierigeren Entwurfsbedingungen wie z.B. hohe Zuspitzung. Der aerodynamische Flügelentwurf wird geprägt von der multifunktionalen und adaptiven Nutzung der Steuerelemente. Für das FNG Basisprofil und FNG Flügel ist das adaptive Potential der Wölbungsänderung durch das Tab genutzt worden, den Anstieg des Wellenwiderstandes und den Buffetbeginn zu höheren Auftriebsbeiwerten zu verschieben, um Bauhöhe für die komplexeren und aufwendigeren Struktur- und Systemkomponenten des multifunktionalen Steuerflächensystems zu gewinnen und damit gewichtsoptimale Strukturen zu ermöglichen. Ein detaillierter Entwurf des multifunktionalen Klappensystems ist erforderlich, um die multifunktionale Fähigkeit der Steuerflächen zu gewährleisten. Die für das FNG geforderten Leistungen konnten auf Basis der rechnerischen Vorhersage sowohl im High Speed als auch im Low Speed erfüllt werden. Zur Überprüfung des Designs und der Vorhersagen sind Windkanaltests im High und Low Speed geplant. Die Wölbungssteuerung durch Mini-Hinterkantenklappen in Form von Mini-Splitflaps hat sich als eine interessante Alternative erwiesen

Different mechanical loading protocols influence serum cartilage oligomeric matrix protein levels in young healthy humans

The purpose of the study was to investigate whether a relationship between the loading mode of physical activity and serum cartilage oligomeric matrix protein (COMP) concentration exists and whether the lymphatic system contributes to COMP release into the serum. Serum COMP levels were determined in healthy male subjects before, after and at 18 further time points within 7 h at four separate experimental days with four different loading interventions. The loading intervention included high impact running exercise, slow but deep knee bends, and lymphatic drainage of 30 min duration, respectively, and a resting protocol. The serum COMP levels were measured using a commercially available quantitative enzyme-linked immunosorbent assay. An increase (p < 0.001) in serum COMP concentration was detected immediately after 30 min running exercise. Slow but deep knee bends did not cause any significant changes in serum COMP levels. Lymphatic drainage also had no effect on the serum COMP concentration. After 30 min of complete rest the serum COMP level was significantly (p = 0.008) reduced. The elevation of COMP serum concentration seems to depend on the loading mode of the physical activity and to reflect the extrusion of COMP fragments from the impact loaded articular cartilage or synovial fluid