Implications of a temperature-dependent magnetic anisotropy for superparamagnetic switching

The macroscopic magnetic moment of a superparamagnetic system has to overcome an energy barrier in order to switch its direction. This barrier is formed by magnetic anisotropies in the material and may be surmounted typically after 10^9 to 10^12 attempts per second by thermal fluctuations. In a first step, the associated switching rate may be described by a Neel-Brown-Arrhenius law, in which the energy barrier is assumed as constant or a given temperature. Yet, magnetic anisotropies in general depend on temperature themselves which is known to modify the Neel-Brown-Arrhenius law. We illustrate quantitatively the implications of a temperature-dependent anisotropy on the switching rate and in particular for the interpretation of the prefactor as an attempt frequency. In particular, we show that realistic numbers for the attempt frequency are obtained when the temperature dependence of the anisotropy is taken into account.Comment: 15 pages, 5 figure

FUNCTIONALIZED SILICON-COMPOUNDS WITH OMEGA-TETRAMETHYL AND OMEGA-PENTAMETHYLCYCLOPENTADIENYLALKYL LIGANDS - MOLECULAR-COMPONENTS FOR THE PREPARATION OF METALLIC POLYMERS

Jutzi P, Heidemann T, Neumann B, Stammler H-G. Funktionalisierte Siliciumverbindungen mit [omega]-Tetramethyl- und [omega]-Pentamethylcyclopentadienylalkyl-Liganden: Molekulare Bausteine zur Darstellung von Metall-haltigen Polymeren. Journal of Organometallic Chemistry. 1994;472(1-2):27-38.Peralkylierte Cyclopentadien-Systeme des Typs Me5C5(CH2)3Si(Me)mY3-m, die über eine Alkyliden-Spacergruppe mit einer funktionalisierten Silan-Einheit verknüpft sind, sind auf zwei verschiedenen Wegen synthetisiert worden. Als Beispiel für den ersten Weg wird die Synthese des Disiloxans [Me5C5CH2)3Si(Me)2]2O (2) beschrieben, welches ausgehend von der Iodverbindung [I(CH2)3Si(Me)2]2O (1) durch Umsetzung mit Me5C5K dargestellt werden kann. Das Trichlorsilan Me5C5(CH2)3SiCl3 (4), als Synthesebeispiel für den zweiten Weg, ist über Hydrosilylierung von 1-Prop-2-enyl-1,2,3,4,5-pentamethylcyclopenta-2,4-dien (3) zugänglich. Beide Synthesewege sind auch zur Darstellung der teilweise alkylierten Cyclopentadiensysteme des Typs Me4HC5(CH2)3Si(Me)mY3-m geeignet. So führen die Umsetzungen der [omega]-Iodalkyl-triethoxysilane I(CH2)nSi(OEt)3 (n = 1, 2, 3) mit Me4HC5K zu den entsprechenden [omega]-(Tetramethylcyclopentadienyl)alkyl-triethoxysilanen 5–7. Verbindungen 5–7 liegen als Isomerengemische vor; das Verhältnis zwischen den Isomeren, die ein allylständiges oder ein vinylständiges Wasserstoffatom am Cyclopentadienring aufweisen, ist abhängig von der Spacerlänge. Isomerengemische der 4-(Tetramethylcyclopentadienyl)butyl-silane des Typs Me4HC5(CH2)4Si(Me)mCl3-m (m = 1, 2, 3) (8–10) mit ausschließlich allyiständigem Wasserstoffatom am Cyclopentadienring können durch Hydrositylierung von 1-But-3-enyl-2,3,4,5-tetramethyleyclopentadien dargestellt werden. Die am Siliciumatom funktionalisierten Verbindungen 2 und 4–10 können weiter derivatisiert werden. An ausgewählten Beispielen wird die Hydrolyse, die Alkoholyse, die reduktive Kupplung, die Heterogenisierung und die Polykondensationsreaktion näher untersucht. So erhält man das Silanol 12 und das Disiloxan 13, die Alkoxysilane 14–17, das Disilan 18 und die funktionalisierten Kieselgele 19–20. Verbindungen 2, 4–10 und 12–20 dienen als “Pool” zur Darstellung von Übergangsmetall-Derivaten. Beispielsweise wird die Dicarbonyl—Cobalt-Verbindung 21 durch Umsetzung von 8 mit Co2(CO)8 gebildet. Reaktion von 16 mit K und FeCl2 liefert das Ferrocen-Derivat 22. Die [eta]4-gebundenen Pt(II)- und Pd(II)-Komplexe 23–27 können durch Umsetzung der funktionalisierten Si---O-Verbindungen 2, 13, und 19–20 mit [PtCl2(Ethylen)]2 oder PdCl2(PhCN)2 erhalten werden.Peralkylated cyclopentadiene systems of the type Me5C5(CH2)3Si(Me)mY3-m, which possess cyclopentadiene units connected with a functionalized silane fragment by an alkylidene spacer group, are prepared via two routes. As an example of the first route, the disiloxane [Me5C5(CH2)3Si(Me)2]2O (2) has been synthesized from the corresponding iodo compound [I(CH2)3Si(Me)2]2O (1) by reaction with Me5C5K. The trichlorosilane Me5C5(CH2)3SiCl3 (4), as an example of a compound prepared via the second route, has been isolated after hydrosilylation of 1-prop-2-enyl-1,2,3,4,5-pentamethylcyclopenta-2,4-diene (3) with HSiCl3. Both synthetic methods are also suitable for the preparation of partly alkylated cyclopentadiene systems of the type Me4HC5(CH2)nSi(Me)mY3-m. Thus the omega-iodoalkyltriethoxysilanes I(CH2)nSi(OEt)3 (n = 1, 2, 3) react with Me4HC5K to give the corresponding omega-(tetramethyl-cyclopentadienyl)alkyl-triethoxysilanes 5-7. Compounds 5-7 consist of a mixture of isomers; the ratio between isomers having an allylic or vinylic hydrogen atom at the cyclopentadiene ring depends on the spacer length. Isomeric mixtures of the 4-(tetramethyl-cyclopentadienyl)butyl-silanes of the type Me4HC5(CH2)4Si(Me)mCl3-m (M = 1, 2, 3) (8-10) with an allylic hydrogen atom at the cyclopentadiene ring have been prepared by hydrosilylation of 1-but-3-enyl-2,3,4,5-tetramethylcyclopentadiene. The silane fragment in the alkylated cyclopentadiene systems 2 and 4-10 can be modified further. As examples hydrolysis, alcoholysis, reductive coupling, heterogenisation and polycondensation reactions are described. Following theses procedures the corresponding silanol 12 and disiloxane 13 have been prepared as well as the alkoxysilanes 14-17, the disilane 18 and the functionalized silicagels 19 and 20. Compounds 2, 4-10 and 12-20 serve as a ''pool'' for the preparation of transition metal complexes. The dicarbonyl cobalt compound 21 has been synthesized by reaction of 8 with CO2(CO)8. Reaction of 16 with K and FeCl2 gives the corresponding ferrocene derivative 22. The eta4-bound Pt(II) and Pd(II)-complexes 23-27 have been prepared by reaction of the functionalized Si-O-compounds 2, 13, and 19-20 with [PtCl2(Ethylen)]2 and PdCl2(PhCN)2, respectively

Quantum mechanics of an electron in a homogeneous magnetic field and a singular magnetic flux tube

The eigenvalue problem of the Hamiltonian of an electron confined to a plane and subjected to a perpendicular time-independent magnetic field which is the sum of a homogeneous field and an additional field contributed by a singular flux tube, i.e. of zero width, is investigated. Since both a direct approach based on distribution-valued operators and a limit process starting from a non-singular flux tube, i.e. of finite size, fail, an alternative method is applied leading to consistent results. An essential feature is quantum mechanical supersymmetry at g=2 which imposes, by proper representation, the correct choice of "boundary conditions". The corresponding representation of the Hilbert space in coordinate space differs from the usual space of square-integrable 2-spinors, entailing other unusual properties. The analysis is extended to $g\ne 2$ so that supersymmetry is explicitly broken. Finally, the singular Aharonov-Bohm system with the same amount of singular flux is analysed by making use of the fact that the Hilbert space must be the same.Comment: 23 pages, LaTeX, minor change

PENTAMETHYLDISILANYL-SUBSTITUTED CYCLOPENTADIENES - SYNTHESIS, STRUCTURE AND DYNAMIC BEHAVIOR

Jutzi P, Kleimeier J, Krallmann R, Stammler H-G, Neumann B. Pentamethyldisilanyl-substituierte Cyclopentadiene: Synthese, Struktur und dynamisches Verhalten. Journal of Organometallic Chemistry. 1993;462(1-2):57-67.The pentamethyldisilanyl-substituted cyclopentadienes Me(n)C(5)H(6-n-m)(Si(2)Me(5))(m) (for n = 0: 1 (m = 1), 2 (m = 2), 3 (m = 3), 4 (m = 4); for n = 1: 5 (m = 1), 7 (m = 2), 9 (m = 3); for n = 3: 13 (m = 1), 14 (m = 2); for n = 4: 15 (m = I)) are accessible in good yields by treatment of the corresponding cyclopentadienyllithium compounds with Me(5)Si(2)Cl. The mono-Me(5)Si(2)-substituted species 1 and 5 are present only to a small extend in form of vinylic isomers and to a greater extend as isomers with the Me(5)Si(2)-group in allylic position; the latter possess a dynamic structure due to sigmatropic rearrangements. In the twice-Me(5)Si(2)-substituted cyclopentadienes 2 and 7, the 5,5 and 2,5 isomers are observed, which can be interconverted by silatropic shifts; in addition, the presence of two vinylic isomers can be proved in the case of 2. In the cyclopentadiene species 3 and 9 with three Me(5)Si(2) groups, only the 2,5,5 isomers can be detected by NMR spectroscopy. Compound 3 possesses a fluxional structure and can thus be deprotonated. On the other hand, 9 does not show a fluxional behaviour and thus cannot be deprotonated. The cyclopentadiene 4 with four Me(5)Si(2) substituents possesses a static structure and cannot be deprotonated. The 2,3,5,5 position of the substituents is proved by an X-ray crystal structure analysis. Only two Me(5)Si(2) groups can be incorporated in the carbon skeleton of 1,2,4-trimethylcyclopentadiene, whereby compounds of the type 1,2,4-Me(3)C(5)H(3-n)(Si(2)Me(5))(n) (13: n = 1; 14: n = 2) are formed. Surprisingly, 14 cannot be deprotonated with (n)BuLi and KH, respectively. The reaction of Me(4)C(5)HLi with Me(5)Si(2)Cl leads to the cyclopentadiene Me(4)C(5)HSi(2)Me(5) (15). Though compound 15 can be deprotonated, further reaction of the resulting anion with Me(5)Si(2)Cl does not lead to the expected cyclopentadiene Me(4)C(5)(Si(2)Me(5))(2) (16). On the other hand, 16 can be prepared by metallation of 14 with C8K and further reaction with CH3I. In contrast to 14, compound 4 cannot be deprotonated with C8K; the reaction of 4 with C8K and CH3I leads to 9 via Si-C bond splitting. The pentamethyldisilanyl-substituted pentamethylcyclopentadiene Me(5)C(5)Si(2)Me(5) (17) is obtained by reaction of Me(5)C(5)K with Me(5)Si(2)Cl; compound 17 shows dynamic behaviour; the migration of the Me(5)Si(2) group is slower than that of the Me(3)Si group in Me(5)C(5)SiMe(3). Three ElMe(3) groups can be introduced stepwise into the 1,2,4-Me(3)C(5)H(3) molecule, as demonstrated by the exemplary synthesis of the cyclopentadienes 1,2,4-Me(3)C(5)H(3-n)(SiMe(3))(n) (10: n = 1; 11: n = 2) and 1,2,4-Me(3)C(5)(SiMe(3))(2)SnMe(3) (12).Die Si2Me5-substituierten Cyclopentadiene MenC5H6-n-m(Si2Me5)m (für n = 0: 1 (m = 1), 2 (m = 2), 3 (m = 3), 4 (m = 4); für n = 1: 5 (m = 1), 7 (m = 2), 9 (m = 3); für n = 3: 13 (m = 1), 14 (m = 2); für n = 4: 15 (m = 1)) sind durch Umsetzung der entsprechenden Cyclopentadienyl-Lithium-Verbindung mit Me5Si2Cl in guten Ausbeuten zugänglich. In den einfach Si2Me5-substituierten Systemen 1 und 5 findet man zu einem geringen Anteil Isomere mit vinylständiger Si2Me5-Gruppe und zu einem überwiegenden Anteil das Isomer mit allylständiger Si2Me5-Gruppe, welches aufgrund von sigmatropen Umlagerungen eine dynamische Struktur besitzt. In den zweifach Si2Me5- substituierten Cyclopentadienen 2 und 7 beobachtet man die jeweiligen 5,5- und 2,5-Isomere, welche durch Silatropie miteinander im Gleichgewicht stehen; zusätzlich lassen sich in 2 noch zwei Isomere mit ausschließlich vinylständigen Substituenten nachweisen. In den dreifach Si2Me5-substituierten Systemen 3 und 9 ist nur das 2,5,5-Isomere nachweisbar. 3 besitzt eine dynamische Struktur und ist deshalb deprotonierbar. 9 hingegen ist nicht dynamisch und aufgrund des Fehlens einer Allyl-H-Funktion nicht deprotonierbar. Auch das vierfach Si2Me5-substituierte Cyclopentadien 4 zeigt keine Moleküldynamik und kann nicht deprotoniert werden; die 2,3,5,5-Anordnung der Substituenten in 4 wird anhand einer Röntgenstrukturanalyse belegt. Im 1,2,4-Trimethylcyclopentadien gelingt jedoch nur die Einführung von zwei Si2Me5-Gruppen, wobei die Verbindungen des Typs 1,2,4-Me3C5H3-n(Si2Me5)n (13: n = 1; 14: n = 2) entstehen. Überraschenderweise ist 14 mit nBuLi oder KH nicht deprotonierbar. Die Umsetzung von Me4C5HLi mit Me5Si2Cl führtzum Cyclopentadien Me4C5HSi2Me5 (15). Obwohl 15 deprotonierbar ist, gelingt durch Umsetzung des Anions mit Me5Si2Cl die Synthese von Me4C5(Si2Me5)2 (16) nicht. Verbindung 16 läßt sich allerdings durch Metallierung von 14 mit C8K und anschließende Umsetzung mit CH3I darstellen. Im Gegensatz dazu kann 4 mit C8K nicht deprotoniert werden; die Umsetzung mit C8K und CH3I läuft über Si-C-Bindungsspaltung zu 9. Das Cyclopentadienyldisilan Me5C5Si2Me5 (17) erhält man durch Umsetzung von Me5C5K mit Me5Si2Cl; 17 zeigt dynamisches Verhalten, die Wanderungsgeschwindigkeit der Si2Me5-Gruppe ist geringer als die der SiMe3-Gruppe im Cyclopentadienylsilan Me5C5SiMe3. Im Cyclopentadien 1,2,4-Me3C5H3 lassen sich sukzessiv drei ElMe3-Gruppen (El = Si, Sn) einführen, wie durch die beispielhafte Synthese von 1,2,4-Me3C5H3-n(SiMe3)n (10: n = 1, 11: n = 2) und 1,2,4-Me3 C5(SiMe3)2SnMe3 (12) gezeigt wird

Pair decay width of the Hoyle state and carbon production in stars

The pair decay width of the first excited 0⁺ state in ¹²C (the Hoyle state) is deduced from a novel analysis of the world data on inelastic electron scattering covering a wide momentum transfer range, thereby resolving previous discrepancies. The extracted value Γπ = (62.3 ± 2.0) μeV is independently confirmed by new data at low momentum transfers measured at the S-DALINAC and reduces the uncertainty of the literature values by more than a factor of three. A precise knowledge of Γπ is mandatory for quantitative studies of some key issues in the modeling of supernovae and of asymptotic giant branch stars, the most likely site of the slow-neutron nucleosynthesis process

The Code of Protest. Images of Peace in the West German Peace Movements, 1945-1990

The article examines posters produced by the peace movements in the Federal Republic of Germany during the ColdWar, with an analytical focus on the transformation of the iconography of peace in modernity. Was it possible to develop an independent, positive depiction of peace in the context of protests for peace and disarmament? Despite its name, the pictorial selfrepresentation of the campaign ‘Fight against Nuclear Death’ in the late 1950s did not draw on the theme of pending nuclear mass death. The large-scale protest movement in the 1980s against NATO’s 1979 ‘double-track’ decision contrasted female peacefulness with masculine aggression in an emotionally charged pictorial symbolism. At the same time this symbolism marked a break with the pacifist iconographic tradition that had focused on the victims of war. Instead, the movement presented itself with images of demonstrating crowds, as an anticipation of its peaceful ends. Drawing on the concept of asymmetrical communicative ‘codes’ that has been developed in sociological systems theory, the article argues that the iconography of peace in peace movement posters could not develop a genuinely positive vision of peace, since the code of protest can articulate the designation value ‘peace’ only in conjunction with the rejection value ‘war’

Gelatin-based hydrogels promote chondrogenic differentiation of human adipose tissue-derived mesenchymal stem cells in vitro

Due to the weak regeneration potential of cartilage, there is a high clinical incidence of articular joint disease, leading to a strong demand for cartilaginous tissue surrogates. The aim of this study was to evaluate a gelatin-based hydrogel for its suitability to support chondrogenic differentiation of human mesenchymal stem cells. Gelatin-based hydrogels are biodegradable, show high biocompatibility, and offer possibilities to introduce functional groups and/or ligands. In order to prove their chondrogenesis-supporting potential, a hydrogel film was developed and compared with standard cell culture polystyrene regarding the differentiation behavior of human mesenchymal stem cells. Cellular basis for this study were human adipose tissue-derived mesenchymal stem cells, which exhibit differentiation potential along the adipogenic, osteogenic and chondrogenic lineage. The results obtained show a promotive effect of gelatin-based hydrogels on chondrogenic differentiation of mesenchymal stem cells in vitro and therefore encourage subsequent in vivo studies

Frieden schaffen ohne Waffen: Für nichtmilitärische Konfliktlösungen in und durch Europa: Beiträge zum Fünften Dresdner Friedenssymposium am 15. Februar 1997

Das Fünfte Dresdner Friedenssymposium zum Thema „Frieden schaffen ohne Waffen. Für nichtmilitärische Konfliktlösungen in und durch Europa“.:Verzeichnis des Inhalts und der Autoren. Symposiumbeiträge: - Wolfgang Scheler, Die Friedenskonzeption in veränderter Sicherheitslage. Konsistenz und Modifikation. - Gerda Zellentin, Gesellschaftliche Gruppen und nichtmilitärische Konfliktbearbeitung - Chancen und Risiken. - Hans-Jochen Vogel, Schalom und adé? Kirchliche Friedensbewegung und Konziliarer Prozess in der DDR wirken weiter. Mit einem Zeitzeugnis aus dem Jahre 1984. Aus der Diskussion: - Peter Strutinsky, Frieden durch Demokratie? - Wilfried Neumann, Unsere Aufgabe: Erziehung zu Frieden und Versöhnung. - Lorenz Knorr, Kriegsursachen und friedliche Konfliktregelung. - Peter Gerlinghoff, Frühzeitige Konfliktanalyse - eine Vorbedingung ziviler Konfliktbewältigung. - Gerd Hommel, Für nichtmilitärische Konfliktlösungen und Überwindung von Ausgrenzung aus Glaubens-, ethnischen und politischen Gründen. - Ingeborg Philipp, Kosmisches Zeitalter. - Jan Šumavsky, Die Beziehungen zwischen Deutschen und Tschechen und die 'Deklaration'