Shear banding in nematogenic fluids with oscillating orientational dynamics

We investigate the occurrence of shear banding in nematogenic fluids under planar Couette flow, based on mesoscopic dynamical equations for the orientational order parameter and the shear stress. We focus on parameter values where the sheared homogeneous system exhibits regular oscillatory orientational dynamics, whereas the equilibrium system is either isotropic (albeit close to the isotropic--nematic transition) or deep in its nematic phase. The numerical calculations are restricted to spatial variations in shear gradient direction. We find several new types of shear banded states characterized by regions with regular oscillatory orientational dynamics. In all cases shear banding is accompanied by a non--monotonicity of the flow curve of the homogeneous system; however, only in the case of the initially isotropic system this curve has the typical $S$--like shape. We also analyze the influence of different orientational boundary conditions and of the spatial correlation length.Comment: 12 pages, 10 figure

Why so Touchy? Navigating Physical Touch in the Performing Arts

Physical touch is endemic to instruction in the Performing Arts. Two Performing Arts Chairs and the University’s Title IX Coordinator share approaches and solutions to navigating challenges resulting from the use of touch in student-instructor interactions

Bodenphysikalische Untersuchungen zur Prozessanalyse der Wasserbewegung und des Stofftransportes in ungesättigten, strukturierten Böden unter besonderer Berücksichtigung der Mechanismen der präferentiellen Wirkstoff-Verlagerung

In einer Freilandlysimeterstudie (ungestörte Bodenkerne landwirtschaftlich relevanter Böden von 1,14 m Durchmesser und 1,10 m Profiltiefe) wurde als reaktive Testsubstanz der 14C-markierte Herbizidwirkstoff Benazolin-Ethyl zeitgleich mit den Wassertracern Bromid und Deuteriumoxid auf zwei verschiedene Böden (Parabraunerde und Gley-Pseudogley) appliziert und über einen Zeitraum von 3 Jahren der Verbleib der Chemikalien in den relevanten Kompartimenten mit hoher Auflösung erfaßt. Die unter den Freilandbedingungen ermittelte Halbwertzeit der Benazolin-Säure betrug im Mittel 76 Tage. Die Massen-verlagerung der Benazolin-Säure erreichte im Studienverlauf, bedingt durch einen zweiphasigen Adsorptionsprozeß unter Bildung gebundener Rückstände, nur eine Verlagerungstiefe von etwa 12 cm. Dies ist in Übereistimmung mit der Vorhersage klassischer chromatographischer Transportmodelle. Bei der Bestimmung der Wirkstoffgehalte im Boden war für beide Böden eine starke Schwankung der Konzentrationen einer Tiefe feststellbar, weches charakteristisch ist für das Vorliegen präferentieller Transport-prozesse. Ebenso zeigten die Versickerungskurven im Perkolat aller untersuchten Boden-monolithe für alle eingesetzten Testsubstanzen (Wirkstoff und Tracer) einen zeitlich zweigipfeligen Konzentrationsverlauf. Neben dem durch die Matrixverlagerung hervorgerufenen Hauptpeak war zusätzlich ein präferentieller Versickerungspeak bereits kurze Zeit nach der Applikation beobachtbar. Die generelle Ursache hierfür ist eine spezifische bodenimmanente Transportcharakteristik in der Art eines schnellen Massenflusses, der sich insbesondere in strukturierten Böden findet und durch Modell-rechnungen nur qualitativ beschrieben aber nicht quantitativ vorgesagt werden kann. Die Langzeitversuche unter transienten Bedingungen wurden ergänzt durch Detailversuche in Lysimetern und Bodensäulen unter quasi-stationären Flußbedingungen. Hierzu wurde zusätzlich der stärker sorbierende Herbizidwirkstoff Methabenzthiazuron sowie der Farbstofftracer Brilliant Blau eingesetzt. Es zeigte sich, daß, bezogen auf den gesamten Stoffaustrag, das Auftreten der präferentiellen Versickerung stark von den experimentellen Bedingungen und weniger von der relativen Sorptionsstärke der verlagerten Substanz abhängt. Hohe Flußraten, die in den Versuchen mit höheren Bodenfeuchten einhergingen, verstärkten sowohl den relativen als auch den absoluten präferentiellen Stoffaustrag. Bei höherer Bodenfeuchte gewinnt der Bereich der Grobporen, bei dem insbesondere für die Parabraunerde ein zweites Maximum in der Porengrößenverteilung angenommen werden kann, für den Transport an Bedeutung. Die Grobporen zeigen ein quantitativ besseres Wasserleit-vermögen als die Bodenmatrix und im Bodenwasser gelöste Umweltchemikalien werden schneller in tiefere Schichten verlagert sofern die Grobporen durch eine hinreichend hoher Feuchte aktiv sind. Infiltrationsversuche mit den Farbstoff Brilliant Blau verdeutlichten zusätzlich, daß die präferentielle Versickerung mit einer räumlich Heterogenität des Stofftransportes im Boden einhergeht. Die Farbstoffinfiltrationsversuche ermöglichten ein direkte Visualisierung präferentieller Fließwege. Es konnte eine Korrelation zwischen den beobachteten Infiltrationsmustern und der Verteilung der organischen Bodensubstanz aufgezeigt werden. Multistep-Ausfußmessungen ermöglichten durch inverse Modellierung die Bestimmung hydraulischer Materialfunktionen und mikroskaliger Transportparameter, wobei die Messungen für unterschiedliche Bodentiefen der Parabraun-erde durchgeführt wurden. Die ungesättigte Leitfähigkeit der Parabraunerde konnte für alle vermessenen Tiefen nur unter Annahme einer bimodalen Porengrößen-verteilung aus den Messungen abgeleitet werden. Die auf der Lysimeterskala auffällige räumliche Variabilität der pF-WG-Charakteristik konnte mit dem Ansatz eines Scaling-Parameters auf effektive Mittelwerte zurückgeführt werden, die als Modellparameter geeignet sind. Zur zerstörungsfreien Abbildung der Makroporen und der drei-dimensionalen Feinporenstruktur des Bodens wurde ein besonderes kernphysikalisches Meßverfahren angepaßt. Es handelt sich bei der �X-ray Mikrotomographie� um eine spezielle, hochauflösende Tomographie, die für die bodenphysikalischen Fragestellungen optimiert wurde. Das Verfahren eignet sich insbesondere für eine mikroskalige Analyse der Bodenkerne, die in die hydraulischen Multistep-Messungen verwendet wurden. Die Verteilung und Kontinuität der Bodenporen kann mit diesem Verfahren zerstörungsfrei abgebildet werden. Die Ergebnisse zeigen, daß die verwendeten großvolumigen Lysimeter ein ideales Bindeglied zwischen unterschiedlichen Prozeßskalen und Versuchen in Labor und Feld darstellen und eine detailierte Untersuchung präferentielle Verlagerungs-prozesse erlauben

Ising-like critical behavior of vortex lattices in an active fluid

Turbulent vortex structures emerging in bacterial active fluids can be organized into regular vortex lattices by weak geometrical constraints such as obstacles. Here we show, using a continuum-theoretical approach, that the formation and destruction of these patterns exhibit features of a continuous second-order equilibrium phase transition, including long-range correlations, divergent susceptibility, and critical slowing down. The emerging vorticity field can be mapped onto a two-dimensional (2D) Ising model with antiferromagnetic nearest-neighbor interactions by coarse-graining. The resulting effective temperature is found to be proportional to the strength of the nonlinear advection in the continuum model

Why the belief in one’s equal rights matters:Self-respect, depressive symptoms, and suicidal ideation in Western and non-Western countries

The present research investigated the relationship between self-respect (i.e., a person’s belief of possessing the same rights as others) and depressive symptoms. Based on earlier longitudinal findings that self-respect fosters assertiveness and that assertiveness negatively predicts depressive symptoms, we tested these relationships in Western and non-Western countries. Additionally, we explored associations with suicidal ideation. Across seven countries ( N = 2408) we found that self-respect and depressive symptoms were negatively correlated. In addition, we found evidence for an indirect path via assertiveness as well as negative correlations with suicidal ideation in countries with available measures. Finally, within-manuscript meta-analyses confirmed the main path between self-respect and depressive symptoms across all seven countries. This research presents the first evidence for the negative association between self-respect (feeling equal to others) and depressive symptoms and highlights new directions for linking self and self-regard to mental health

Amborella trichopoda

Amborella trichopoda Baill., the most ancestral angiosperm, has been successfully cultivated in the Botanic Gardens of the University of Bonn in Germany (BG Bonn) for more than a decade. The distribution of this plant – limited to the South Pacific island of New Caledonia – and its cultivation has so far only been achieved in a few botanic gardens. This paper provides details about the cultivation and propagation of Amborella, and information on its cultivation in botanic gardens around the world. The authors propose that the collections of this plant in botanic gardens could be used to establish ex situ conservation collections

Vitamin and Mineral Deficiencies Are Highly Prevalent in Newly Diagnosed Celiac Disease Patients

Malabsorption, weight loss and vitamin/mineral-deficiencies characterize classical celiac disease (CD). This study aimed to assess the nutritional and vitamin/mineral status of current “early diagnosed” untreated adult CD-patients in the Netherlands. Newly diagnosed adult CD-patients were included (n = 80, 42.8 ± 15.1 years) and a comparable sample of 24 healthy Dutch subjects was added to compare vitamin concentrations. Nutritional status and serum concentrations of folic acid, vitamin A, B6, B12, and (25-hydroxy) D, zinc, haemoglobin (Hb) and ferritin were determined (before prescribing gluten free diet). Almost all CD-patients (87%) had at least one value below the lower limit of reference. Specifically, for vitamin A, 7.5% of patients showed deficient levels, for vitamin B6 14.5%, folic acid 20%, and vitamin B12 19%. Likewise, zinc deficiency was observed in 67% of the CD-patients, 46% had decreased iron storage, and 32% had anaemia. Overall, 17% were malnourished (>10% undesired weight loss), 22% of the women were underweight (Body Mass Index (BMI) < 18.5), and 29% of the patients were overweight (BMI > 25). Vitamin deficiencies were barely seen in healthy controls, with the exception of vitamin B12. Vitamin/mineral deficiencies were counter-intuitively not associated with a (higher) grade of histological intestinal damage or (impaired) nutritional status. In conclusion, vitamin/mineral deficiencies are still common in newly “early diagnosed” CD-patients, even though the prevalence of obesity at initial diagnosis is rising. Extensive nutritional assessments seem warranted to guide nutritional advices and follow-up in CD treatment

Anisotropic mesoscale turbulence and pattern formation in microswimmer suspensions induced by orienting external fields

This paper studies the influence of orienting external fields on pattern formation, particularly mesoscale turbulence, in microswimmer suspensions. To this end, we apply a hydrodynamic theory that can be derived from a microscopic microswimmer model (Reinken et al 2018 Phys. Rev. E 97, 022613). The theory combines a dynamic equation for the polar order parameter with a modified Stokes equation for the solvent flow. Here, we extend the model by including an external field that exerts an aligning torque on the swimmers (mimicking the situation in chemo-, photo-, magneto- or gravitaxis). Compared to the field-free case, the external field breaks the rotational symmetry of the vortex dynamics and leads instead to strongly asymmetric, traveling stripe patterns, as demonstrated by numerical solution and linear stability analysis. We further analyze the emerging structures using a reduced model which involves only an (effective) microswimmer velocity field. This model is significantly easier to handle analytically, but still preserves the main features of the anisotropic pattern formation. We observe an underlying transition between a square vortex lattice and a traveling stripe pattern. These structures can be well described in the framework of weakly nonlinear analysis, provided the strength of nonlinear advection is sufficiently weak.DFG, 163436311, SFB 910: Kontrolle selbstorganisierender nichtlinearer Systeme: Theoretische Methoden und AnwendungskonzepteDFG, 87159868, GRK 1558: Kollektive Dynamik im Nichtgleichgewicht: in kondensierter Materie und biologischen Systeme