Hierarchical Fractal Weyl Laws for Chaotic Resonance States in Open Mixed Systems

In open chaotic systems the number of long-lived resonance states obeys a fractal Weyl law, which depends on the fractal dimension of the chaotic saddle. We study the generic case of a mixed phase space with regular and chaotic dynamics. We find a hierarchy of fractal Weyl laws, one for each region of the hierarchical decomposition of the chaotic phase-space component. This is based on our observation of hierarchical resonance states localizing on these regions. Numerically this is verified for the standard map and a hierarchical model system.Comment: 5 pages, 3 figure

Breakdown of atomic hyperfine coupling in a deep optical-dipole trap

We experimentally study the breakdown of hyperfine coupling for an atom in a deep optical-dipole trap. One-color laser spectroscopy is performed at the resonance lines of a single $^{87}$Rb atom for a trap wavelength of 1064 nm. Evidence of hyperfine breakdown comes from three observations, namely a nonlinear dependence of the transition frequencies on the trap intensity, a splitting of lines which are degenerate for small intensities, and the ability to drive transitions which would be forbidden by selection rules in the absence of hyperfine breakdown. From the data, we infer the hyperfine interval of the $5P_{1/2}$ state and the scalar and tensor polarizabilities for the $5P_{3/2}$ state

Increased Dimensionality of Raman Cooling in a Slightly Nonorthogonal Optical Lattice

We experimentally study the effect of a slight nonorthogonality in a two-dimensional optical lattice onto resolved-sideband Raman cooling. We find that when the trap frequencies of the two lattice directions are equal, the trap frequencies of the combined potential exhibit an avoided crossing and the corresponding eigenmodes are rotated by 45 degrees relative to the lattice beams. Hence, tuning the trap frequencies makes it possible to rotate the eigenmodes such that both eigenmodes have a large projection onto any desired direction in the lattice plane, in particular, onto the direction along which Raman cooling works. Using this, we achieve two-dimensional Raman ground-state cooling in a geometry where this would be impossible, if the eigenmodes were not rotated. Our experiment is performed with a single atom inside an optical resonator but this is inessential and the scheme is expected to work equally well in other situations

Analyse der Störunterdrückung von HV-Systemen von E-Fahrzeugen

Die elektronischen Hochvoltkomponenten des Traktionssystems von Elektrofahrzeugen erzeugen Störungen von hoher Intensität, die gegebenenfalls die fehlerfreie Funktion anderer Elektroniksysteme im Fahrzeug beeinflussen. Die EMV-Anforderungen im Fahrzeug können bisher nur erfüllt werden, wenn diese Gesamtsysteme aufwendig geschirmt sind. Nachfolgend werden Untersuchungen vorgestellt, bei denen die Schirmung eines Hochvoltsystems, bestehend aus Umrichter, Motor, Spannungsquelle und Ansteuerung, durch innovative Filter in den Traktionsoder Phasenleitungen ersetzt wird. Dazu wird ein Messaufbau nach CISPR 25 [1] gezielt abgeändert. Der dadurch mögliche Verzicht auf rotierende Komponenten durch die Entwicklung einer Nachbildung für die E-Maschine führt zu signifikant vereinfachten Randbedingungen bei den Messungen ohne die Aussagekraft der Ergebnisse zu beeinflussen. Die entwickelte Einrichtung lässt sich unabhängig von dem eingesetzten EUT geschirmt und ungeschirmt betreiben. Die Einflussparameter auf die Störaussendung können damit gezielt analysiert werden. Zielstellung ist der Vergleich der Störaussendung bei Schirmung oder Filterung unter applikationsnahen Bedingungen. Für den Messaufbau wurde ein EMV-geeignetes Netzwerksimulationsmodell entwickelt. Es wird die beispielhaft auf Randbedingungen beim Filterentwurf eingegangen und die erreichbare Störunterdrückung an Bespielen dargelegt. Die Arbeiten erfolgten in im Auftrag der Forschungsvereinigung Automobiltechnik e.V. (FAT) des Verbandes der Automobilindustrie e. V. (VDA)

Störfestigkeitsanforderungen an die Auslegung der PLC-Schnittstelle für das konduktive Laden von Elektrofahrzeugen

Das konduktive Laden von Elektrofahrzeugen wird wegen der verfügbaren Ladeschnittstellen an den E-Fahrzeugen und der bereits aufgebauten Infrastruktur auf absehbare Zeit der Standard im Bereich der Ladetechnologien bleiben. Für das Laden mit Leistungen ab 22kW wird in der Regel Gleichstrom (DC) genutzt. Das DC-Laden ist in der Europäischen Union in der Spezifikation nach IEC 61851-1 [1] als Mode 4 über das Combined Charging System (CCS) Typ 2 definiert. Hierbei wird von der Ladestation über Gleichrichter eine vom Fahrzeug angeforderte Ladeleistung bereitgestellt. Dabei entstehen auf Grund der geschalteten hohen Spannungen und Ströme auch entsprechende große Störungen. Für den Ladevorgang ist eine zweistufige, leitungsgebundene Kommunikation erforderlich, über die sicherheitsrelevante Parameter des Ladevorganges übertragen werden. Diese wird während des gesamten Ladevorganges aufrechterhalten. Schon eine Latenzzeitverletzung oder ein Verlust einer einzelnen Botschaft kann zum Ladeabbruch führen. Ein ausreichender Schutz dieser Kommunikation vor Störeinflüssen ist damit entscheidend für einen erfolgreichen DC-Ladevorgang. Die Störungen und die Kommunikationssignale laufen in den Ladeleitungen über Strecken von mehreren Metern parallel, was Verkopplungen verursachen kann

Intensity-modulated versus 3-dimensional conformal radiotherapy in the definitive treatment of esophageal cancer: comparison of outcomes and acute toxicity

Background: Though the vast majority of seminal trials for locally advanced esophageal cancer (EC) utilized three-dimensional conformal radiotherapy (3DCRT), the advanced and highly conformal technology known as intensity-modulated radiotherapy (IMRT) can decrease doses to critical cardiopulmonary organs. To date, there have been no studies comparing both modalities as part of definitive chemoradiation (dCRT) for EC. Herein, we investigated local control and survival and evaluated clinical factors associated with these endpoints between cohorts. Methods: We retrospectively analyzed 93 patients (3DCRT n = 49, IMRT n = 44) who received dCRT at our institution between 2000 and 2012 with the histologic diagnosis of nonmetastatic EC, a Karnofsky performance status of ≥70, curative treatment intent, and receipt of concomitant CRT. Patients were excluded if receiving <50 Gy. Kaplan-Meier analysis was used to evaluate the endpoints of local relapse rate (LR), progression-free survival (PFS), and overall survival (OS). Cox proportional hazards modeling addressed factors associated with outcomes with univariate and multivariate approaches. Rates of acute toxicities and basic dosimetric parameters were compared between 3DCRT and IMRT patients. Results: Mean follow-up was 34.7 months. The 3-year LR was 28.6% in the 3DCRT group and 22.7% in the IMRT group (p = 0.620). Median PFS were 13.8 and 16.6 months, respectively (p = 0.448). Median OS were 18.4 and 42.0 months, respectively (p = 0.198). On univariate analysis, only cumulative radiation dose was associated with superior LR (hazard ratio (HR) 0.736; 95% confidence interval (CI) 0.635 – 0.916, p = 0.004). Factors clearly affecting survival were not observed. Conclusions: When comparing 3DCRT- versus IMRT-based dCRT, no survival benefits were observed. However, we found a lower local recurrence rate in the IMRT group potentially owing to dose-escalation. Prospective data are needed to verify the presented results herein

Analyse und Nachbildung komplexer Masseanordnungen bei der EMV-Validierung von Kompaktzündanlagen

Durch die immer größere Komplexität von Elektronik im Fahrzeug steigt der Anspruch an die EMV-Qualifizierung. Auslegung und Überprüfung der EMV muss bereits auf Komponentenebene sichergestellt werden, um auf Fahrzeugebene den Anforderungen zu genügen. Da sich verteilte Elektronikkomponenten im Fahrzeug als komplexe Massesysteme darstellen, ist die Korrelation von EMV-Ergebnissen verschiedener Untersuchungsebenen nicht immer gegeben. Bei Fahrzeugsystemen, die funktionsbedingt mehrere Massepotentiale (Motor, Karosserie) nutzen, stellt die Nachbildung dieser Masseverhältnisse auf Komponentenebene eine große Herausforderung dar. Bei Kraftfahrzeugen mit konventionellen Verbrennungsmotoren kann die HF-Emission und Verkopplung von Zündstörungen mit fahrzeugeigenen Antennensystemen zu deutlichen Empfangsbeeinträchtigungen führen. Bild 1: Verkopplungspotential gestrahlt / leitungsgeführt – zwischen Zündanlage und integrierten Fahrzeugantennen Zündspulen als wesentlicher Bestandteil der Zündanlage liefern die erforderliche Hochspannung und Zündenergie zur Erzeugung des Hochspannungsfunken an der Zündkerze. Für die bisherig eingesetzten Stabzündspulen existieren dazu Labormessaufbauten, die bereits in früheren Ausgaben von CISPR genormt wurden. Das Zündsystem ist eine wichtige Komponente, um den Verbrennungsprozess optimieren zu können. Höhere Zündspannung und Zündenergie, bei gleichzeitig kompakter, gewichtsparender Bauweise, brachte die sogenannten Kompakt-Zündspulen (engl.: plug top coils) auf den Markt. Im Vergleich zu herkömmlichen Stabzündspulen (engl.: pencil coils) wird bei den Kompaktzündspulen kein magnetisches Rückflussblech verwendet, das gleichzeitig auch die Hochfrequenzanteile des Sekundärstromes zum Motorblock kurzschließt. Resultierend aus den aufbaubedingten Unterschieden zwischen den Zündspulentypen und den geänderten Randbedingungen bei den Komponentenaufbauten passen die Ergebnisse der Komponentenebene nicht mehr zu denen im Fahrzeug. Es ergibt sich die Schwierigkeit, die Masseverhältnisse im Motorraum, die sich aufbaubedingt ergeben und damit verbundene HF-Stromflüsse adäquat im Laboraufbau nachzubilden

Wind Energy and the Turbulent Nature of the Atmospheric Boundary Layer

Wind turbines operate in the atmospheric boundary layer, where they are exposed to the turbulent atmospheric flows. As the response time of wind turbine is typically in the range of seconds, they are affected by the small scale intermittent properties of the turbulent wind. Consequently, basic features which are known for small-scale homogeneous isotropic turbulence, and in particular the well-known intermittency problem, have an important impact on the wind energy conversion process. We report on basic research results concerning the small-scale intermittent properties of atmospheric flows and their impact on the wind energy conversion process. The analysis of wind data shows strongly intermittent statistics of wind fluctuations. To achieve numerical modeling a data-driven superposition model is proposed. For the experimental reproduction and adjustment of intermittent flows a so-called active grid setup is presented. Its ability is shown to generate reproducible properties of atmospheric flows on the smaller scales of the laboratory conditions of a wind tunnel. As an application example the response dynamics of different anemometer types are tested. To achieve a proper understanding of the impact of intermittent turbulent inflow properties on wind turbines we present methods of numerical and stochastic modeling, and compare the results to measurement data. As a summarizing result we find that atmospheric turbulence imposes its intermittent features on the complete wind energy conversion process. Intermittent turbulence features are not only present in atmospheric wind, but are also dominant in the loads on the turbine, i.e. rotor torque and thrust, and in the electrical power output signal. We conclude that profound knowledge of turbulent statistics and the application of suitable numerical as well as experimental methods are necessary to grasp these unique features (...)Comment: Accepted by the Journal of Turbulence on May 17, 201

Intrafractional dose variation and beam configuration in carbon ion radiotherapy for esophageal cancer

Background: In carbon ion radiotherapy (CIR) for esophageal cancer, organ and target motion is a major challenge for treatment planning due to potential range deviations. This study intends to analyze the impact of intrafractional variations on dosimetric parameters and to identify favourable settings for robust treatment plans. Methods: We contoured esophageal boost volumes in different organ localizations for four patients and calculated CIR-plans with 13 different beam geometries on a free-breathing CT. Forward calculation of these plans was performed on 4D-CT datasets representing seven different phases of the breathing cycle. Plan quality was assessed for each patient and beam configuration. Results: Target volume coverage was adequate for all settings in the baseline CIR-plans (V95 > 98% for two-beam geometries, > 94% for one-beam geometries), but reduced on 4D-CT plans (V95 range 50–95%). Sparing of the organs at risk (OAR) was adequate, but range deviations during the breathing cycle partly caused critical, maximum doses to spinal cord up to 3.5x higher than expected. There was at least one beam configuration for each patient with appropriate plan quality. Conclusions: Despite intrafractional motion, CIR for esophageal cancer is possible with robust treatment plans when an individually optimized beam setup is selected depending on tumor size and localization

Дослідження структури порушених відкритою розробкою земель й пошук шляхів вдосконалення рекультивації залишкових виробок кар'єрів

Стаття присвячена дослідженням структури порушених земель, на ділянках з видобутку корисних копалин відкритим способом. Наведено площі порушень земель при розробці основних видів корисних копалин. Проаналізовано ризики, що виникають із несвоєчасною рекультивацією земель гірничого відводу, а також від покинутих гірничих виробок старих кар'єрів. Паралельно розглянуті обсяги відходів гірничого виробництва та їх повторне використання в якості заповнювача для залишкових вироблених просторів кар'єрів.The article is devoted to the research of land violation indicators at the extraction of minerals by surface mining method. Data gives about the land violations area at the mining key minerals. Ana-lyzed the risks from the not-on-time reclamation of the mining clam and abandoned excavations of the old quarries. In parallel considered the volumes of mining wastes and their reuse as aggregate for filling residual spaces of surface mines.Статья посвящена исследованиям площадей нарушения земель, связанных с добычей полезных ископаемых открытым способом. Приведены площади нарушений земель при разработке основных видов полезных ископаемых. Проанализированы риски, представляемые несвоевременной рекультивацией земель горного отвода, а также заброшенными горными выработками старых карьеров. Параллельно рассмотрены объемы отходов горного производства и их повторное использование в качестве заполнителя для остаточных выработанных пространств карьеров