The semiclassical propagator in fermionic Fock space

We present a rigorous derivation of a semiclassical propagator for anticommuting (fermionic) degrees of freedom, starting from an exact representation in terms of Grassmann variables. As a key feature of our approach the anticommuting variables are integrated out exactly, and an exact path integral representation of the fermionic propagator in terms of commuting variables is constructed. Since our approach is not based on auxiliary (Hubbard-Stratonovich) fields, it surpasses the calculation of fermionic determinants yielding a standard form $\int {\cal D}[\psi,\psi^{*}] {\rm e}^{i R[\psi,\psi^{*}]}$ with real actions for the propagator. These two features allow us to provide a rigorous definition of the classical limit of interacting fermionic fields and therefore to achieve the long-standing goal of a theoretically sound construction of a semiclassical van Vleck-Gutzwiller propagator in fermionic Fock space. As an application, we use our propagator to investigate how the different universality classes (orthogonal, unitary and symplectic) affect generic many-body interference effects in the transition probabilities between Fock states of interacting fermionic systems.Comment: 20 pages, 1 figur

Double Parton Distributions - Perturbative Splitting, sum rules, and models

The overarching topic of this thesis is double parton scattering (DPS), which describes the situation when two individual hard scattering reactions occur in a single hadron- hadron collision. In some regions of phase space DPS may give sizeable contributions to the production of multi-particle final states and thus be an important background to single parton scattering (SPS). Not only this, but DPS is also an interesting phenomena in its own right, as it gives insight into the correlations of partons inside of hadrons. Therefore a theoretical description of such processes from first principles is required. Such a prescription is obtained in the form of a factorisation theorem akin to the one known from SPS, with a central building block being the double parton distributions (DPDs). However, these DPDs are presently basically unknown as experimental data is still lacking. One of the few general theoretical constraints for DPDs are the number and momentum sum rules proposed by Gaunt and Stirling. In chapter 3 of this thesis a proof is presented that the DPD sum rules are valid at all orders in the strong coupling for renormalised distributions. As by-products of this proof the all order form of the inhomogeneous evolution equation for momentum space DPDs can be derived and it can be shown how the inhomogeneous term in this equation is related to the contribution of a short distance 1 -> 2 splitting to the DPDs. It can furthermore be shown that the 1 -> 2 evolution kernels in the inhomogeneous term fulfil number and momentum sum rules closely resembling the ones for DPDs. In chapter 4 the sum rules considered in chapter 3 are used to construct improved position space DPD models. To this end it is first shown how position space DPDs can be matched onto the momentum space DPDs for which the sum rules have been shown to be valid. Following this an initial DPD model consisting of an intrinsic part and a contribution from the perturbative 1 -> 2 splitting is iteratively refined in order to obtain the best possible agreement with the DPD sum rules. In particular, this highlighted that a good agreement with the momentum and equal flavour number sum rules is not possible without taking into account the 1 -> 2 splitting contribution. Finally the dependence of the agreement with the sum rules on the renormalisation scale and the cut-off scale introduced by the matching onto momentum space DPDs is investigated. As the 1 -> 2 splitting contribution has been shown to be quite important for DPS it is extensively studied in chapter 5. In particular, the next-to-leading order (NLO) expres- sion for this splitting is the only missing quantity required for NLO DPS calculations. Therefore this splitting is calculated at NLO in perturbation theory for unpolarised colour singlet DPDs in all partonic channels using state of the art techniques. From this momentum and position space 1 -> 2 splitting kernels as well as the 1 -> 2 evolution kernels needed in the inhomogeneous evolution equation of momentum space DPDs are extracted at NLO. As a cross-check for the correctness of the results the agreement of the 1 -> 2 evolution kernels with the sum rules derived in chapter 3 is explicitly verified. Finally various kinematic limits of the momentum space splitting kernels and the evolution kernels are discussed

Quark mass effects in double parton distributions

Double parton distributions can be computed from the perturbative splitting of one parton into two if the distance between the two observed partons is small. We develop schemes to take into account quark mass effects in this computation, and we study these schemes numerically at leading order in the strong coupling. Furthermore, we investigate in detail the structure of the next-to-leading order corrections to the splitting kernels that include quark mass effects.Comment: v1: 74 pages, 30 figures. v2: 76 pages, 31 figures. Additional numerical study in section 8.3; clarified some text passage

Stressreaktionen des Pankreas - Bedeutung von HSP70 für die Präkonditionierung

Im Rahmen dieser Arbeit wurde an Hand dreier verschiedener Ansätze, die Bedeutung von HSP70 für die Stressreaktion der Bauchspeicheldrüse und den Schweregrad bei der akuten experimentellen Pankreatitis untersucht. Im Zentrum stand dabei die Frage, ob durch die verschiedenen gewählten Präkonditionierungsmodelle HSP70 induziert werden kann und welche Auswirkungen HSP70 auf die pankreatitisspezifischen Parameter, insbesondere der frühzeitigen intrazellulären Trypsinaktivierung hat. Von besonderem Interesse war zudem die hormonelle Präkonditionierung mit dem Atrial Natriuretischen Peptid zur Prävention vor einer Caerulein-induzierten Pankreatitis durch Induktion von HSP70. Weiterhin wurde die Bedeutung der Hyperthermie-Präkonditionierung an isolierten Azinuszellen eingehend studiert und schließlich durch die Generierung einer transgenen Maus versucht, die genaue Funktion von HSP70 bei der akuten experimentellen Pankreatitis aufzudecken. Am Modell frisch isolierter Azinuszellen wurde untersucht, ob und in welchem Ausmaß es durch eine Hyperthermie Präkonditionierung zu Veränderungen in der azinären Antwort auf eine CCK- Hyperstimulation kommt. Die Hyperthermie führt sowohl im Pankreas als auch in Azinuszellen zu einer verstärkten Expression von Hitzeschockproteinen, insbesondere von HSP70. Die Untersuchung des Effekts der Hyperthermie an isolierten Azinuszellen, die einer Hyperthermie Präkonditionierung unterzogen wurden, stellte sich als ein nicht prakti-kables Modell heraus, da die Zellen durch die vorangegangene Hyperthermie so in ihrer Funktionalität geschädigt waren, dass sie keine Reaktion mehr auf die Stimulation mit ver-schiedenen CCK- Konzentrationen zeigten. Die Kombination einer in vivo Hyperthermiebe-handlung von Ratten mit einem in vitro Modell der experimentellen Pankreatitis an frisch isolierten Azinuszellen, gewonnen aus den vorbehandelten Tieren, zeigte dann eine sehr deut-liche Reduktion der CCK- vermittelten intrazellulären Trypsinaktivierung. Dies spricht dafür, dass die Präkonditionierung und die darausfolgende gesteigerte HSP70 Expression eine Pro-tektion des Pankreas bewirkt und dadurch eine Reduktion der pathophysiologisch für die Ent-stehung der Pankreatitis bedeutsamen frühzeitigen intrazellulären Trypsinaktivierung hervor-ruft. Die hormonelle Präkonditionierung mit ANP hat sich als wirksamer Schutz vor Ischämie- Reperfusionsschäden in der isoliert perfundierten Rattenleber herausgestellt. Untersuchungen haben gezeigt, dass der protektiven Effekt von ANP über einen Anstieg des cGMP- Spiegels, eine Aktivierung des Hitzeschocktranskriptionsfaktors (HSF) und die dadurch hervorgerufene Expression von HSP70 zustande kommt. Pankreas- Azinuszellen weisen ANP- Rezeptoren auf und reagieren auf ANP mit einem Anstieg des cGMP- Spiegel. Deshalb wurde der Effekt der intravenösen ANP- Präkonditionierung untersucht, als mögliche Protektion des Pankreas vor einer Caerulein- induzierten Pankreatitis. Eine Gabe von ANP 20 Minuten vor der Induk-tion einer akuten Pankreatitis erwies sich aber als nicht protektiv. Dagegen konnte 24 h nach einer Präkonditionierung eine Induktion der HSP70 Expression und eine Protektion des Pank-reas vor einer experimentellen Pankreatitis beobachtet werden. Jedoch zeigte sich bei der Kontrollgruppe, die nur mit NaCl vorbehandelt wurde, der gleiche Effekt auf ANP. Dies lässt darauf schließen, dass Stress hervorgerufen durch die Anästhesie und die Katheterisierung der Jugularvene für eine Präkonditionierung und damit für eine Protektion ausreichend ist und damit ANP, im Gegensatz zum Modell des Ischämie-Reperfusionsschadens Leber, nicht für eine Präkonditionierung des Pankreas eingesetzt werden kann. Die Generierung einer transgenen Maus, zum definitiven Beweis des protektiven Potentials von HSP70, führte zwar zu einer Inkorporation des Transgens, aber zu keiner Expression von HSP70 auf Proteineben, so dass hier keine neuen Erkenntnisse gewonnen werden konnten

The Role of News Media Coverage and Sentiment in German Real Estate Markets

This dissertation investigates whether the non-numeric information revealed in real estate-related news media can contribute towards increased transparency in real estate markets and can support market participants in making profound investment decisions. This is achieved by extending the common measurement of text-based sentiment in the real estate literature by not only quantifying the tonality but also the reporting intensity of specific topics or asset classes. Paper 1 identifies and analyses the news coverage and sentiment of real estate-related trends in Germany to investigate whether these two indicators underlie cyclicity over a period of 20 years. Almost 170,000 newspaper articles provided by a major German real estate news provider are assigned to six trends through the integration of topic modelling and word embeddings into real estate analysis. Thereafter, a dictionary-based approach is applied using an industry-specific dictionary to examine the level of optimistic or pessimistic language related to the trends. Paper 2 examines the relationship between news coverage or news sentiment and total returns of the three main asset classes. Three sentiment indicators for the residential, office and retail market are generated from almost 137,000 articles originating from two trade and two daily newspapers by means of computational linguistic techniques including word embeddings, seeded topic modelling and dictionary-based sentiment analysis. Paper 3 investigates whether additional information quantified from the news flow, in particular reporting intensity, can help to increase transparency on housing markets. Hence, this paper examines the relationship between five different sentiment measures and residential real estate prices in Germany on a regional level. By means of natural language processing including word embeddings and a dictionary-based approach, almost 130,000 news articles are analysed regarding the seven largest cities in Germany

Studies on the Interaction between Retinoschisin and the Retinal Na/K-ATPase - Towards Elucidating the Molecular Pathomechanism of X-linked Juvenile Retinoschisis

Bei der X-gebundenen juvenilen Retinoschisis (engl. X-linked juvenile retinoschisis, XLRS) handelt es sich um eine degenerative Erkrankung der Netzhaut, welche auf Grund ihres X-chromosomalen Vererbungsmusters vorwiegend bei Männern auftritt (George et al., 1995). Charakteristisch für die XLRS ist eine Aufspaltung der retinalen Schichten (Schisis) und eine defekte Signalweiterleitung von Photorezeptor- zu Bipolarzellen. Ursächlich für diese Erkrankung sind Mutationen im RS1-Gen (Sauer et al., 1997). Das vom RS1-Gen kodierte Protein, Retinoschisin, wird in der Retina spezifisch von Photorezeptoren und Bipolarzellen exprimiert und bindet an die Plasmamembranen dieser Zelltypen. Die Verankerung von Retinoschisin an der Plasmamembran wird dabei von der retinalen Na/K-ATPase vermittelt (Friedrich et al., 2011), welche bereits in einer früheren Studie als ein Interaktionspartner von Retinoschisin identifiziert wurde (Molday et al., 2007). Der molekulare Pathomechanismus der XLRS und inwiefern die retinale Na/K-ATPase in der XLRS-Pathogenese involviert ist, ist bisher nicht bekannt. Ziel dieser Arbeit war es daher, funktionelle Konsequenzen sowie die strukturelle Basis der Retinoschisin-Na/K-ATPase Interaktion zu untersuchen. Für die folgenden Studien wurden zunächst die kodierenden Sequenzen für Retinoschisin und eine pathogene Retinoschisin-Variante, RS1-C59S, mit einem Myc-Tag fusioniert und in einen Expressionsvektor kloniert, was die Aufreinigung rekombinanten Retinoschisins ermöglichte. Die aufgereinigten Retinoschisin-Varianten wurden in die weiteren Versuche zur Retinoschisin-Na/K-ATPase Interaktion eingesetzt. Das erste Projekt hatte zum Ziel, einen möglichen Einfluss von Retinoschisin auf Proteinmengen oder Membranstabilität der Na/K-ATPase in Netzhautexplantaten des RS1-Knock out (Rs1h-/Y) Mausmodells oder in Hek293 Zellen, welche heterolog die retinale Na/K-ATPase exprimierten, aufzuklären. Rekombinantes Retinoschisin hatte in keinem der beiden Modellsysteme einen Einfluss auf Na/K-ATPase Proteinmengen, weder in Gesamtzelllysaten noch in angereicherten Membranfraktionen. Ein weiteres Projekt befasste sich mit einem möglichen Effekt von Retinoschisin auf die aktive Ionenpumpfunktion der Na/K-ATPase. Rekombinantes Retinoschisin hatte dabei keinen Einfluss auf die ATP-Hydrolyserate oder Substrataffinitäten der Na/K-ATPase in Rs1h-/Y-Netzhautexplantaten. Ebenso hatte es keinen Einfluss auf die Ionentransportaktivität der heterolog in Xenopus leavis Oozyten exprimierten, humanen retinalen Na/K-ATPase. Im Rahmen des dritten Projekts wurde untersucht, ob Retinoschisin die Na/K-ATPase abhän-gige Signaltransduktion beeinflussen kann. Die Zugabe von Retinoschisin, nicht aber von RS1-C59S, verminderte die Aktivität von c-RAF und ERK1/2, zentraler Komponenten des MAPK (Mitogen-aktivierten Proteinkinase) Signalweges, in Rs1h-/Y Netzhautexplantaten sowie in der humanen Retinoblastom-Zelllinie Y-79. Außerdem verminderte Retinoschisin die Expression der MAPK Zielgene c-FOS und EGR1 in beiden retinalen Modellsystemen. Weitere Studien zur Retinoschisin-abhängigen Regulation von Signalkaskaden fokussierten sich auf Rs1h-/Y Netzhautexplantate. Es zeigte sich, dass die Zugabe von rekombinantem Retinoschisin, nicht aber von RS1-C59S, die Aktivität von Src, welches als initialer Signaltransmitter der Na/K-ATPase beschrieben wurde (Cui und Xie, 2017), mindert. Ebenso verminderte Retinoschisin die Aktivität des Ca2+ Signalweg-Markers Camk2. Die Aktivität des PI3K/AKT Signalwegs, repräsentiert durch Akt, wurde von Retinoschisin nicht beeinflusst. Immunhistochemische Analysen muriner, wildtypischer Netzhäute zeigten überlappende Signale des Retinoschisin-Na/K-ATPase-Komplexes mit Signalen von Gerüstproteinen und Transmittern, denen eine Beteiligung an der Na/K-ATPase-Signalweiterleitung zugesprochen wird. Des Weiteren wurde der Einfluss von Retinoschisin auf die zelluläre Homöostase untersucht. Die Behandlung von Y-79-Zellen mit rekombinantem Retinoschisin hatte keinen Einfluss auf deren Überlebensrate, Zellgröße oder Proliferation. Jedoch zeigte sich nach Zugabe von re-kombinantem Retinoschisin eine Minderung der apoptotischen Aktivität sowohl in Y-79-Zellen als auch in Rs1h-/Y Netzhautexplantaten. Die Expression des pro-apoptotischen Markergens BAX wurde in beiden Modellsystemen beeinflusst und nach unten reguliert. Ebenso zeigten Y-79 Zellen nach Behandlung mit Retinoschisin eine verminderte Caspase-3-Aktivität. Netzhautexplantate der Rs1h-/Y Maus, die für eine Woche in Gegenwart von Retinoschisin ex vivo kultiviert wurden, zeigten eine deutlich reduzierte Photorezeptordegeneration. Das letzte Projekt befasste sich mit der Identifikation der Retinoschisin-Interaktionsfläche der Na/K-ATPase. Neun verschiedene Na/K-ATPase-Isozymkombinationen (ATP1A1, ATP1A2, und ATP1A3 in Kombination mit ATP1B1, ATP1B2, oder ATP1B3) wurden hinsichtlich ihrer Fähigkeit, Retinoschisin zu binden, untersucht. Eine Retinoschisin-Bindung fand nur an Na/K-ATPasen, welche die ATP1B2-Untereinheit enthielten, statt. Die Herstellung chimärer ATP1B2-ATP1B1-Untereinheiten ermöglichte es, die Interaktionsstelle weiter auf die extrazelluläre Domäne der ATP1B2-Untereinheit einzuschränken. Mit Hilfe bioinformatischer Analysen wurden anschließend zwei mögliche Protein-Interaktionsregionen auf ATP1B2 identifiziert. Durch gerichtete Mutagenese wurden diese Regionen gezielt entfernt, in dem die entsprechenden Aminosäuresequenzen von ATP1B1 eingefügt wurden. Retinoschisin-Bindeversuche an diese chimären ATP1B2-Mutanten ergaben eine Kanditatenregion für die Retinoschisin-Interaktionsstelle in der zweiten Interaktionsregion, an Aminosäure T240. Zusammenfassend liefert diese Arbeit neue Einblicke in initiale pathologische Prozesse der XLRS, was die Erforschung neuer therapeutischer Strategien für diese bisher unheilbare Krankheit vorantreiben könnte