Low temperature dipolar echo in amorphous dielectrics: Significance of relaxation and decoherence free two level systems

The nature of dielectric echoes in amorphous solids at low temperatures is investigated. It is shown that at long delay times the echo amplitude is determined by a small subset of two level systems (TLS) having negligible relaxation and decoherence because of their weak coupling to phonons. The echo decay can then be described approximately by power law time dependencies with different powers at times longer and shorter than the typical TLS relaxation time. The theory is applied to recent measurements of two and three pulse dipolar echo in borosilicate glass BK7 and provides a perfect data fit in the broad time and temperature ranges under the assumption that there exist two TLS relaxation mechanisms due to TLS-phonons and TLS-TLS interaction. This interpretation is consistent with the previous experimental and theoretical investigations. Further experiments verifying the theory predictions are suggested.Comment: 10 pages, 8 figure

Advances in SAW Gas Sensors Based on the Condensate-Adsorption Effect

A surface-acoustic-wave (SAW) gas sensor with a low detection limit and fast response for volatile organic compounds (VOCs) based on the condensate-adsorption effect detection is developed. In this sensor a gas chromatography (GC) column acts as the separator element and a dual-resonator oscillator acts as the detector element. Regarding the surface effective permittivity method, the response mechanism analysis, which relates the condensate-adsorption effect, is performed, leading to the sensor performance prediction prior to fabrication. New designs of SAW resonators, which act as feedback of the oscillator, are devised in order to decrease the insertion loss and to achieve single-mode control, resulting in superior frequency stability of the oscillator. Based on the new phase modulation approach, excellent short-term frequency stability (±3 Hz/s) is achieved with the SAW oscillator by using the 500 MHz dual-port resonator as feedback element. In a sensor experiment investigating formaldehyde detection, the implemented SAW gas sensor exhibits an excellent threshold detection limit as low as 0.38 pg

Far-infrared to millimeter astrophysical dust emission I: A model based on physical properties of amorphous solids

We propose a new description of astronomical dust emission in the spectral region from the Far-Infrared to millimeter wavelengths. Unlike previous classical models, this description explicitly incorporates the effect of the disordered internal structure of amorphous dust grains. The model is based on results from solid state physics, used to interpret laboratory data. The model takes into account the effect of absorption by Disordered Charge Distribution, as well as the effect of absorption by localized Two Level Systems. We review constraints on the various free parameters of the model from theory and laboratory experimental data. We show that, for realistic values of the free parameters, the shape of the emission spectrum will exhibit very broad structures which shape will change with the temperature of dust grains in a non trivial way. The spectral shape also depends upon the parameters describing the internal structure of the grains. This opens new perspectives as to identifying the nature of astronomical dust from the observed shape of the FIR/mm emission spectrum. A companion paper will provide an explicit comparison of the model with astronomical data.Comment: accepted in A&A, 21 pages, 9 figure

Influence of the preoperative oral adminstration of a carbohydrate-rich solution on the postoperative insulin consumption of cardiosurgical patients in the ASA-classes III-IV with non-insulin dependant diabetes mellitus

Hintergrund: Patienten, die sich einer kardiochirurgischen Operation unterziehen, neigen postoperativ zu der Entwicklung einer Hyperglykämie im Rahmen einer passageren Insulinresistenz, welche einen negativen Einfluss auf Morbidität und Mortalität hat. In anderen Studien wurde durch die präoperative Gabe einer kohlenhydratreichen Ernährungslösung zwei Stunden vor Narkoseeinleitung (CHO) im Sinne einer metabolischen Konditionierung eine signifikante Senkung der postoperativen Insulinresistenz erreicht und das präoperative Wohlbefinden verbessert. Allerdings wurden solche Untersuchungen zum Zeitpunkt der vorgestellten Arbeit noch nicht an Diabetikern und kardiochirurgischen Patienten durchgeführt. Grundsätzlich ist bekannt, dass für klare Flüssigkeiten eine Karenzzeit von zwei Stunden vor Anästhesieeinleitung ausreichend ist, um eine sichere Entleerung des Magens zu gewährleisten. Allerdings kann bei Diabetikern eine Gastroparese die Magenpassage verzögern und möglicherweise das Aspirationsrisiko erhöhen. Ziel der Studie war daher, zu untersuchen, ob CHO einen positiven Einfluss auf den postoperativen Insulinverbrauch kardiochirurgischer Patienten der ASA-Klassen III-IV mit nicht-insulinpflichtigen Diabetes mellitus (DM) Typ 2 hat (primärer Endpunkt). Des Weiteren sollte über die Beurteilung der gastralen Residualflüssigkeit (GRF) die Sicherheit des gelockerten Nüchternheitsgebotes sowie der Einfluss auf das präoperative Wohlbefinden und klinische Outcome (postoperative Komplikationen, Krankenhausverweildauer) geprüft werden. Patienten undMethoden: Es wurden prospektiv, randomisiert und placebokontrolliert 160 Patienten untersucht. Davon litten 31 Patienten an einem nicht-insulinpflichtigen Diabetes Mellitus Typ 2. Diese wurden im Rahmen dieser Dissertation ausgewertet. Alle Patienten waren für einen elektiven kardiochirurgischen Eingriff vorgesehen und wurden in drei Gruppen randomisiert. Die CHO-Gruppe (n = 10) erhielt 800 ml einer kohlenhydratreichen Ernährungslösung am Abend vor der Operation sowie 400 ml zwei Stunden vor Narkoseeinleitung. Die Placebogruppe (n = 14) erhielt in gleicher Weise eine aromatisierte Placebo-Lösung ohne Nährwert. Die Kontrollgruppe (n = 7) fastete nach der traditionellen Richtlinie ab Mitternacht. Ab Narkoseeinleitung bis 24 Stunden nach Ende der Operation wurde stündlich der Blutzuckerspiegel erfasst und Hyperglykämien mit einem standardisierten Insulininfusionsprotokoll behandelt. Regelmäßig wurden intensivmedizinische Parameter und Scores erhoben und die Verweildauern auf Intensivstation und im Krankenhaus erfasst. Ergebnisse: Der postoperative Insulinverbrauch der CHO-Gruppe war gegenüber den anderen nicht signifikant gesenkt (p = 0, 940). Die GRF der Patienten der Kontrollgruppe war signifikant höher als in der CHO- und Placebo-Gruppe (5 ml versus 0 ml; p = 0, 025). Im Ausmaß von präoperativem Durst, Unbehagen, Hunger, Übelkeit und Mundtrockenheit unterschieden sich die drei Studiengruppen nicht voneinander. Es konnte ebenso kein Einfluss auf die postoperativen Komplikationen und die Krankenhausverweildauer festgestellt werden. Schlussfolgerung: Die präoperative Einnahme von CHO hat keinen Einfluss auf den postoperativen Insulinverbrauch bei kardiochirurgischen Patienten mit DM. Dabei scheint das kurzfristige präoperative Trinken klarer Flüssigkeit die GRF nicht relevant zu erhöhen. CHO vor der Narkoseeinleitung bringt diesen Patienten keine statistisch signifikante Besserung des postoperativen Verlaufs. Die Anwendung kurzer präoperativer Flüssigkeitskarenz erscheint jedoch auch bei DM sicher anwendbar.Patients undergoing cardiac surgery often develop an overgoing postoperative insulin resistance. This has a negative influence on morbidity an mortality. Other studies have shown that the preoperative oral administration of carbohydrate-rich oral solutions ameliorates the postoperative insulin resistance. In 2003, this effect has neither been investigated on patients undergoing cardiac surgery nor on patients with non-insulin dependant diabetes. The aim of this study is to show whether the preoperative oral adminstration of a carbohydrate-rich solution on patients with non-insulin dependant diabetes undergoing cardiac surgery is able to decrease postoperative insulin consumption. Secondary endpoints were the measurement of the gastric residual volume and the clinical outcome of the patients. 160 patients were included, and 31 of these had non-insulin dependant diabetes. The data of these 31 patients is presented in this dissertation. Patients were randomized (double-blind) to three different study groups (verum, placebo and traditional fasting). From induction of narcosis until 24 hours fter operation the insulin consumption was measured and several clinical parameters were documented. There was no significant difference of the postoperative insulin consumption in between the three study groups (p=0,940). The gastric residual volume was significantly higher in the traditional fastig group (p=0,025). Other clinical parameters showed no further significant differences. Thus, the intake of a carbohydrate-rich oral solution before cardiac surgery did not show any influence on postoperative insulin consumption in patients of ASA- classes III-IV with non-insulin dependant diabetes. The gastric residual volume was not raised by drinking the solution. Other clinical parameters were not influenced significantly either

Climate policy, stranded assets, and investors’ expectations

Climate policies to keep global warming below 2°C might render some of the world's fossil fuels and related infrastructure worthless prior to the end of their economic life time. Therefore, some energy-sector assets are at risk of becoming stranded. This paper investigates whether and how investors price in this risk of asset stranding. We exploit the gradual development of a German climate policy proposal aimed at reducing electricity production from coal and analyze its effect on the valuation of energy utilities. We find that investors take stranded asset risk into consideration, but that they also expect a financial compensation for their stranded assets

THERMOELASTIC AND RELAXATIONAL PROPERTIES OF DIELECTRIC AND METALLIC GLASSES AT LOW TEMPERATURE

Nous avons étudié le paramètre de Grüneisen à basse température et le comportement relaxationnel à temps long des excitations tunnel dans la silice vitreuse et dans le verre métallique PdSiCu en mesurant l'effet thermoélastique. Dans le cas de la silice vitreuse, nos résultats sont en accord qualitatif avec les mesures précédentes de dilatation thermique, et nous avons observé des temps de relaxation atteignant 600 s. Pour PdSiCu, une contribution relaxationnelle importante a été mise en évidence.We have investigated the low-temperature Grüneisen parameter and the long-time relaxational behaviour of the tunneling excitations in vitreous silica and in the metallic glass PdSiCu through the thermoelastic effect. In the case of a-SiO2, our data agree qualitatively with previous measurements of the thermal expansion, and relaxation times of up to 600 s have been detected. For PdSiCu a large relaxational contribution was found

COHERENT ELECTRIC ECHOES IN FUSED SILICA GLASS

Des échos éléctriques cohérents ont été observés entre 15 et 45 mK dans de la silice vitreuse contenant des impuretés OH. On en déduit des temps T1 et T'2 considérablement plus longs que pour les échos de phononsCoherent electric echoes are observed at temperatures between 15 and 45 mK in bulk fused silica glasses containing OH impurities. The deduced lifetimes T1 and T'2 are appreciably longer than those observed for phonon echoes