Excitation function of energy density and partonic degrees of freedom in relativistic heavy ion collisions

We estimate the energy density epsilon pile-up at mid-rapidity in central Pb+Pb collisions from 2 200 GeV/nucleon. epsilon is decomposed into hadronic and partonic contributions. A detailed analysis of the collision dynamics in the framework of a microscopic transport model shows the importance of partonic degrees of freedom and rescattering of leading (di)quarks in the early phase of the reaction for Elab 30 GeV/nucleon. In Pb+Pb collisions at 160 GeV/nucleon the energy density reaches up to 4 GeV/fm3, 95% of which are contained in partonic degrees of freedom

Phylogenetic analysis of condensation domains in NRPS sheds light on their functional evolution

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Non-ribosomal peptide synthetases (NRPSs) are large multimodular enzymes that synthesize a wide range of biologically active natural peptide compounds, of which many are pharmacologically important. Peptide bond formation is catalyzed by the Condensation (C) domain. Various functional subtypes of the C domain exist: An ^LC_Ldomain catalyzes a peptide bond between two L-amino acids, a ^DC_Ldomain links an L-amino acid to a growing peptide ending with a D-amino acid, a Starter C domain (first denominated and classified as a separate subtype here) acylates the first amino acid with a <it>β</it>-hydroxy-carboxylic acid (typically a <it>β</it>-hydroxyl fatty acid), and Heterocyclization (Cyc) domains catalyze both peptide bond formation and subsequent cyclization of cysteine, serine or threonine residues. The homologous Epimerization (E) domain flips the chirality of the last amino acid in the growing peptide; Dual E/C domains catalyze both epimerization and condensation.</p> <p>Results</p> <p>In this paper, we report on the reconstruction of the phylogenetic relationship of NRPS C domain subtypes and analyze in detail the sequence motifs of recently discovered subtypes (Dual E/C, ^DC_Land Starter domains) and their characteristic sequence differences, mutually and in comparison with ^LC_Ldomains. Based on their phylogeny and the comparison of their sequence motifs, ^LC_Land Starter domains appear to be more closely related to each other than to other subtypes, though pronounced differences in some segments of the protein account for the unequal donor substrates (amino vs. <it>β</it>-hydroxy-carboxylic acid). Furthermore, on the basis of phylogeny and the comparison of sequence motifs, we conclude that Dual E/C and ^DC_Ldomains share a common ancestor. In the same way, the evolutionary origin of a C domain of unknown function in glycopeptide (GP) NRPSs can be determined to be an ^LC_Ldomain. In the case of two GP C domains which are most similar to ^DC_Lbut which have ^LC_Lactivity, we postulate convergent evolution.</p> <p>Conclusion</p> <p>We systematize all C domain subtypes including the novel Starter C domain. With our results, it will be easier to decide the subtype of unknown C domains as we provide profile Hidden Markov Models (pHMMs) for the sequence motifs as well as for the entire sequences. The determined specificity conferring positions will be helpful for the mutation of one subtype into another, e.g. turning ^DC_Lto ^LC_L, which can be a useful step for obtaining novel products.</p

Highly indistinguishable single photons from incoherently and coherently excited GaAs quantum dots

Semiconductor quantum dots are converging towards the demanding requirements of photonic quantum technologies. Among different systems, quantum dots with dimensions exceeding the free-exciton Bohr radius are appealing because of their high oscillator strengths. While this property has received much attention in the context of cavity quantum electrodynamics, little is known about the degree of indistinguishability of single photons consecutively emitted by such dots and on the proper excitation schemes to achieve high indistinguishability. A prominent example is represented by GaAs quantum dots obtained by local droplet etching, which recently outperformed other systems as triggered sources of entangled photon pairs. On these dots, we compare different single-photon excitation mechanisms, and we find (i) a "phonon bottleneck" and poor indistinguishability for conventional excitation via excited states and (ii) photon indistinguishablilities above 90% for both strictly resonant and for incoherent acoustic- and optical-phonon-assisted excitation. Among the excitation schemes, optical phonon-assisted excitation enables straightforward laser rejection without a compromise on the source brightness together with a high photon indistinguishability

Is a soft nuclear equation of state extracted from heavy-ion data incompatible with pulsar data?

We discuss the recent constraints on the nuclear equation of state from pulsar mass measurements and from subthreshold production of kaons in heavy-ion collisions. While recent pulsar data points towards a hard equation of state, the analysis of the heavy-ion data allows only for soft equations of state. We resolve the apparent contradiction by considering the different density regimes probed. We argue that future measurements of global properties of low-mass pulsars can serve as an excellent cross-check to heavy-ion data.Comment: 8 pages, 1 figure, contribution to the proceedings of the international conference on 'Nuclear Physics in Astrophysics III', Dresden, Germany, March 26-31, 2007, minor corrections to match published version, JPG in pres

Relativistic hadron-hadron collisions in the ultra-relativistic quantum molecular dynamics model

Hadron-hadron collisions at high energies are investigated in the Ultra- relativistic-Quantum-Molecular-Dynamics approach. This microscopic trans- port model describes the phenomenology of hadronic interactions at low and intermediate energies ( s 5 GeV, the excitation of color strings and their subsequent fragmentation into hadrons dominates the multiple production of particles in the UrQMD model. The model shows a fair overall agreement with a large body of experimental h-h data over a wide range of h-h center-of-mass energies. Hadronic reaction data with higher precision would be useful to support the use of the UrQMD model for relativistic heavy ion collisions

NRPSpredictor2-a web server for predicting NRPS adenylation domain specificity

The products of many bacterial non-ribosomal peptide synthetases (NRPS) are highly important secondary metabolites, including vancomycin and other antibiotics. The ability to predict substrate specificity of newly detected NRPS Adenylation (A-) domains by genome sequencing efforts is of great importance to identify and annotate new gene clusters that produce secondary metabolites. Prediction of A-domain specificity based on the sequence alone can be achieved through sequence signatures or, more accurately, through machine learning methods. We present an improved predictor, based on previous work (NRPSpredictor), that predicts A-domain specificity using Support Vector Machines on four hierarchical levels, ranging from gross physicochemical properties of an A-domain's substrates down to single amino acid substrates. The three more general levels are predicted with an F-measure better than 0.89 and the most detailed level with an average F-measure of 0.80. We also modeled the applicability domain of our predictor to estimate for new A-domains whether they lie in the applicability domain. Finally, since there are also NRPS that play an important role in natural products chemistry of fungi, such as peptaibols and cephalosporins, we added a predictor for fungal A-domains, which predicts gross physicochemical properties with an F-measure of 0.84. The service is available at http://nrps.informatik.uni-tuebingen.de/

Boosting intermediate temperature performance of solid oxide fuel cells via a tri‐layer ceria–zirconia–ceria electrolyte

Using cost-effective fabrication methods to manufacture a high-performance solid oxide fuel cell (SOFC) is helpful to enhance the commercial viability. Here, we report an anode-supported SOFC with a three-layer Gd$_{0.1}$Ce$_{0.9}$O$_{1.95}$ (gadolinia-doped-ceria [GDC])/Y$_{0.148}$Zr$_{0.852}$O$_{1.926}$ (8YSZ)/GDC electrolyte system. The first dense GDC electrolyte is fabricated by co-sintering a thin, screen-printed GDC layer with the anode support (NiO–8YSZ substrate and NiO–GDC anode) at 1400°C for 5 h. Subsequently, two electrolyte layers are deposited via physical vapor deposition. The total electrolyte thickness is less than 5 μm in an area of 5 × 5 cm$^2$, enabling an area-specific ohmic resistance as low as 0.125 Ω cm$^{−2}$ at 500°C (under open circuit voltage), and contributing to a power density as high as 1.2 W cm$^{−2}$ at 650°C (at an operating cell voltage of 0.7 V, using humidified [10 vol.% H$_2$O] H$_2$ as fuel and air as oxidant). This work provides an effective strategy and shows the great potential of using GDC as an electrolyte for high-performance SOFC at intermediate temperature

South Atlantic opening: A plume-induced breakup?

Upwelling hot mantle plumes are thought to disintegrate continental lithosphere and are considered to be drivers of active continental breakup. The formation of the Walvis Ridge during the opening of the South Atlantic is related to a putative plume-induced breakup. We investigated the crustal structure of the Walvis Ridge (southeast Atlantic Ocean) at its intersection with the continental margin and searched for anomalies related to the possible plume head. The overall structure we identify suggests that no broad plume head existed during opening of the South Atlantic and anomalous mantle melting occurred only locally. We therefore question the importance of a plume head as a driver of continental breakup and further speculate that the hotspot was present before the rifting, leaving a track of kimberlites in the African craton

Untersuchungen zu Möglichkeiten und Grenzen der Zitratmethode zur Geschlechterbestimmung alter bodengelagerter menschlicher Knochen

Die anthropologische Geschlechtsbestimmung Erwachsener beruht in erster Linie auf dem Ausprägungsgrad bestimmter Form- und Größenmerkmale des Skelettes. Eine Bestimmung ist dann nur eingeschränkt oder gar nicht möglich, wenn das zu untersuchende Skelettindividuum nur fragmentarisch vorhanden ist und entsprechende Geschlechtsmarker fehlen. Mitte des 20.Jh. fand man bei Sektionsmaterial heraus, daß der Gehalt an Zitrat (Kalziumsalz der Zitronensäure) in den Wirbelkörpern der Frauen im Alter zwischen dem Beginn der geschlechtlichen Reife und dem Klimakterium signifikant höher ist als bei Männern des gleichen Alters. Für die quantitative Bestimmung der Zitratkonzentration werden mehrere Methoden beschrieben, die alle als mehr oder weniger kosten- und zeitintensiv beschrieben werden. In den letzten 50 Jahren wurde hauptsächlich die Methode nach HESS (1956) angewendet, bei der es allerdings zu vielen Fehlern kommen kann. Aus diesem Grunde ist in dieser Arbeit zum ersten Mal auch die enzymatische Methode nach BOEHRINGER MANNHEIM (1994) auf ihre Anwendbarkeit auf Knochenmaterial getestet worden. Diese Methode diente bisher nur zur Bestimmung des Zitratgehaltes von Lebensmitteln und besticht im allgemeinen durch ihre Einfachheit und Genauigkeit. Es wurden insgesamt 225 verschiedene Knochenproben aus 6 verschiedenen Untersuchungsgruppen auf ihren Zitratgehalt getestet. Sie wurden alle geschlechtsbestimmt und das Ergebnis mit dem wirklichen Geschlecht, bzw. der anthropologischen (morphometrischen) Geschlechtsbestimmung verglichen. Dabei konnten folgende Ergebnisse erzielt werden: Die mit der enzymatischen Methode nach BOEHRINGER MANNHEIM (1994) errechneten Zitratkonzentrationen liegen bei beiden Geschlechtern und in allen Altersgruppen (insgesamt 54 Knochenproben der Lendenwirbelsäule) bei frischem Knochenmaterial aus Obduktionen und Operationen über denen, die mit Hilfe der Methode nach HESS (1956) am gleichen Material gewonnen wurden. Die Bestimmungssicherheit der Methode nach BOEHRINGER MANNHEIM (1994) liegt geringfügig, aber nicht signifikant, über der der Methode nach HESS (1956) und bei beiden Methoden bei über 90%. Darüber hinaus ist die Bearbeitung einer Untersuchungsserie mit der Zitratmethode nach BOEHRINGER MANNHEIM (1994) billiger, wesentlich einfacher und weniger zeitaufwendig. Die Zitratkonzentrationen zeigen an historischem Material (hier 68 Proben von je 5 verschiedenen Skelettregionen) keine signifikanten Unterschiede zwischen verschiedenen Skelettregionen oder zwischen den Knochenzonen Kompakta und Spongiosa. Da der Zitratgehalt des Knochens aber nicht nur durch die Einlagerung während des Lebens, sondern auch durch den Abbau während der Bodenlagerung bestimmt wird, läßt sich keine Aussage über unterschiedliche Einlagerungen in die verschiedenen Knochenzonen Kompakta und Spongiosa treffen. Die Bestimmungssicherheit mit der Zitratmethode liegt bei der Verwendung von Lendenwirbelkörperspongiosa (hier 100%) etwas über der von Extremitätenkompakta (hier 94,4%). Die Methode der Zitratbestimmung zur Geschlechtsbestimmung läßt sich offenbar nur dann auf Kinder der Altersgruppen Infans I und Infans II (0-12 Jahre) anwenden, wenn wenigstens eines der Kinder mit anthropologischen oder archäologischen Methoden als männlich oder weiblich bestimmt wurde. Mit diesem \u27Marker\u27 können dann die anderen Kinder ebenfalls einem Geschlecht zugeordnet werden. Die Bestimmungssicherheit liegt dabei bei 87,5% und damit deutlich unter der Bestimmungssicherheit bei Erwachsenen (hier 100%). Der Nachweis, daß auch Skelettindividuen im Alter von über 60 Jahren mit dieser Methode nicht mehr als männlich oder weiblich zu bestimmen sind, konnte nicht erbracht werden. Anscheinend sinkt die Bestimmungssicherheit aber ab (hier 80% bei 61-82jährigen gegenüber 100% bei 18-60jährigen). Die Bestimmungssicherheit der Zitratmethode nach BOEHRINGER MANNHEIM (1994) liegt bei allen Untersuchungsgruppen bei über 90% (zwischen 94% und 100%), im Durchschnitt aller untersuchten Knochenproben bei 96%. Skelettserien von verschiedener geographischer Herkunft oder aus unterschiedlichen zeitlichen Epochen lassen sich prinzipiell nicht miteinander vergleichen. Ein einzelnes gefundenes Skelett kann demnach nicht als männlich oder weiblich bestimmt werden, da keine Vergleichsdaten zur Verfügung stehen. Ein Vergleich der Zitratkonzentration dieses Skelettes mit einer zeitlich und räumlich benachbarten Serie kann, muß aber nicht, ein richtiges Ergebnis bei der Geschlechtsbestimmung ergeben. Weiterhin ist es wichtig, das ungefähre Alter des Skelettindividuums zum Zeitpunkt des Todes, bzw. der Knochenentnahme zu kennen, da die Zitratkonzentration des Knochens altersabhängig ist. Die Anwendbarkeit der Zitratmethode auf Leichenbrände (hier 25 Individuen) bietet eine neue Möglichkeit der Geschlechtsbestimmung an nur fragmentarisch vorhandenen Skelettindividuen. Insgesamt kann aus den in dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen zu Möglichkeiten und Grenzen der Zitratmethode zur Geschlechtsbestimmung alter bodengelagerter menschlicher Knochen geschlossen werden, daß es nicht möglich ist, ein einzelnes Skelett oder Skelettfragment durch die Erfassung der Zitratkonzentration als männlich oder weiblich zu bestimmen. Eine Geschlechtsbestimmung ist durchführbar, wenn eine möglichst große Anzahl von Skelettindividuen der gleichen Serie untersucht wird, die also den gleichen geologischen und klimatischen Bedingungen unterworfen war. Auf diese Weise erhält man einen Überblick über die Variabilität der Zitratkonzentration innerhalb dieser Serie und kann mit Hilfe eines statistisch ermittelten Trennwertes zwischen Männern und Frauen einer Altersgruppe hohe Werte den Frauen und niedrige Werte den Männern zuweisen. Ebenso kann eine Probe eines als Mann oder Frau bekannten Skelettes als \u27Geschlechtsmarker\u27 zur Wiederfindung der Geschlechter der gleichen Altersklasse und der gleichen Serie dienen. Eine relativ große Konzentrationsdifferenz zwischen den Geschlechtern (hier zwischen 4,2% in der Altersstufe Senil bis 46,4% bei 21-30jährigen) erlaubt eine Einordnung der Individuen. Die Geschlechtsbestimmung mit der Zitratmethode nach BOEHRINGER MANNHEIM (1994) ist einfach, sicher und günstig. Sie bietet damit die Möglichkeit die anhand morphometrischer Merkmale erstellten Geschlechtsbestimmungen abzusichern, bzw. nicht bestimmbare Individuen einer Serie einem Geschlecht zuzuordnen