Probing Dark Energy in the Accelerating Universe with SNAP

It has now been firmly established that the Universe is expanding at an accelerated rate, driven by a presently unknown form of dark energy that appears to dominate our Universe today. A dedicated satellite mission has been designed to precisely map out the cosmological expansion history of the Universe and thereby determine the properties of the dark energy. The SuperNova/Acceleration Probe (SNAP) will study thousands of distant supernovae, each with unprecedented precision, using a 2-meter aperture telescope with a wide field, large-area optical-to-near-IR imager and high-throughput spectrograph. SNAP can not only determine the amount of dark energy with high precision, but test the nature of the dark energy by examining how its equation of state evolves. The images produced by SNAP will have an unprecedented combination of depth, solid-angle, angular resolution, and temporal sampling and will provide a rich program of auxiliary science.Comment: 5 pages, to appear in the proceedings of the CIPANP 200

Observation of Strong Variability in the X-Ray Emission from Markarian 421 Correlated with the May 1996 TeV Flare

We observed the BL Lac object Markarian 421 with the X-ray satellite RXTE and the Whipple Air Cerenkov Telescope during a two week correlated X-ray/gamma-ray campaign in May 1996. Two dramatic outbursts with extremely rapid and strong flux variations were observed at TeV energies during this period. The X-ray emission in the 2-10 keV band was highly variable and reached a peak flux of $5.6\times10^{-10}$ erg cm$^{-2}$ s$^{-1}$, a historic high. Similar behavior was observed for the TeV emission. In contrast to earlier near-simultaneous X-ray/gamma-ray observations of Mrk 421, the variability amplitude is much larger at TeV than at X-ray energies. This behavior is expected in Synchrotron Self-Compton models.Comment: 5 pages, 2 figures, LaTEX, to appear in proceedings of the 4th Compton Symposium (Williamsburg, VA), 199

Investigating reciprocity failure in 1.7-micron cut-off HgCdTe detectors

Flux dependent non-linearity (reciprocity failure) in HgCdTe NIR detectors with 1.7 micron cut-off was investigated. A dedicated test station was designed and built to measure reciprocity failure over the full dynamic range of near infrared detectors. For flux levels between 1 and 100,000 photons/sec a limiting sensitivity to reciprocity failure of 0.3%/decade was achieved. First measurements on several engineering grade 1.7 micron cut-off HgCdTe detectors show a wide range of reciprocity failure, from less than 0.5%/decade to about 10%/decade. For at least two of the tested detectors, significant spatial variation in the effect was observed. No indication for wavelength dependency was found. The origin of reciprocity failure is currently not well understood. In this paper we present details of our experimental set-up and show the results of measurements for several detectors.Comment: 11 pages, 10 figures, to appear in " Astronomical Telescopes and Instrumentation: High Energy, Optical, and Infrared Detectors for Astronomy IV", Proceedings of SPIE Vol. 774

Determination of Loading and Residual Stresses on Offshore Jacket Structures by X-ray Diffraction

As basements of offshore wind turbines (OWTs) in deep water (>50 m), jacket structures are an economic alternative to monopiles. For this reason, the structural durability of jackets has become more important. In such structures, welded tubular joints are weak points for fatigue design. The harmful effect of tensile residual stresses in welding joints is well known. For these reasons, the residual stresses and the loading stresses of offshore jacket structures were determined by X-ray diffraction (XRD) using a mobile diffractometer. This allows us to directly determine the load stress at the fatigue-critical locations, namely at the weld toe at the testing rig. High tensile residual stresses up to 250 MPa were determined in a welded (and unloaded) condition. At a loaded structure (10,000 load cycles), a lower residual stress level was determined. During loading, a local increase in the stress at the welded joint that is between 1.4 and 4 times higher than the applied nominal stress was determined. Furthermore, it is shown that additional treatment (grinding and clean blasting) influences the local stress state significantly

Experimentelle und numerische Untersuchung des Ermüdungsverhaltens von verfestigten Kerben und Schweißverbindungen nach dem Hochfrequenzhämmern

Die Ermüdungsfestigkeitsteigerung von Schweißverbindungen durch das High Frequency Mechanical Impact (HFMI)-Verfahren ist hinreichend statistisch belegt. Die Wirkweise des Verfahrens beruht auf der Änderung der Kerbgeometrie am Nahtübergang, sowie auf der Verfestigung der Randschicht und die Entstehung oberflächennaher Druckeigenspannung. Der Einfluss dieser Effekte wird im Rahmen dieser Arbeit sowohl experimentell als auch numerisch an gekerbten und geschweißten Proben aus niederfesten Stahl (S355J2+N) und hochfesten Stahl (S960QL) untersucht. Durch gezielte Seperationsexperiemente an gekerbten Grundwerkstoffproben erfolgte experimentell eine teilweise Trennung der Effekte der Randschichtverfestigung sowie der Induzierung von Druckeigenspannung im Schwingfestigkeitsversuch. Durch Prozesssimulation des Schweißprozesses, der HFMI-Nachbehandlung sowie der Schwingbelastung mit der Finiten Elemente Methode (FEM) wurde der Eigenspannungszustand nach der Behandlung errechnet und mit Röntgen- und Neutronenbeugungsmessungen abgeglichen. Bei der numerischen Analyse des Ermüdungsverhaltens lag der Fokus auf der Phase der Rissbildung, die durch dehnungsbasierte Schädigungsparameter abgebildet wurde. Dabei wurde die zyklisch-stabile Eigenspannung als zusätzliche Mittelspannungskomponente berücksichtigt. Als Kriterium der Unterscheidung zwischen der Phase des Anrisses und des stabilen Rissfortschritts wurde der Spannungsabstandsansatz (engl. critical distance method) verwendet. Die Untersuchungen zeigten, dass die Schwingfestigkeitssteigerung bei den gekerbten Proben aus S355J2+N in erster Linie auf die Randschichtverfestigung zurückzuführen sind, während bei den gekerbten Proben aus S960QL fast aus-schließlich die induzierte Druckeigenspannung für den Schwingfestigkeitsgewinn verantwortlich ist

Urban tree cover : wie entwickelt sich der Deckungsgrad der Bäume in Schweizer Städten?

Wir befinden uns in einer Stadt. Es ist Sommer, die Temperaturen steigen. Wir sehnen uns nach einem schattenspendenden Baum. Bis wir einen finden, müssen wir in Zukunft vielleicht lange durch «graue Wüsten» wandern. Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung des Stadtbaumdeckungsgrades in Schweizer Städten. Sie erfasst die aktuelle Situation, zeigt den Nutzen von Stadtbäumen auf und diskutiert die Entwicklung. Die Resultate zeigen, dass generell ein Rückgang des Baumdeckungsgrades stattfindet. Zeitgleich nimmt die versiegelte Fläche zu. Beschleunigt durch den Klimawandel werden die Folgen des Rückganges spürbarer. Die Städte werden vermehrt zu Hitzeinseln, in denen die Lebensqualität und die Vitalität der Stadtökosysteme zumindest gebietsweise abnimmt. Ein Rückgang heisst zugleich ein Verlust an Ökosystemdienstleistungen, welche Stadtbäume für die Bewohner und Bewohnerinnen sowie die Flora und Fauna der Stadt generieren. Es besteht daher ein dringender Handlungsbedarf und die Stadtplanung ist gezwungen, Massnahmen zu ergreifen. Zum einen um die Lebensqualität für Mensch und Natur zu gewährleisten und zum andern, um die Folgen des Klimawandels zu mindern. Basiert auf den Resultaten kann die Massnahme der Gesetzgebung zum Schutz des Baumbestandes, als erfolgreich nachgewiesen werden. Der Vergleich mit einer aktuellen amerikanischen Studie ermöglicht zudem das Einordnen des Ausmasses der Entwicklung in der Schweiz. Die Literatur dieser Arbeit soll die Wichtigkeit unserer Stadtbäume aufzeigen und ihre Wertschätzung im öffentlichen sowie privaten Siedlungsraum fördern. Nur so ist es möglich, für das gesamte städtische System Erfolge zu erzielen. You are walking in a city. It's summer and the temperatures are rising. You are longing for a shady tree. Until you will find one, you may have to walk a long way through the "grey deserts" in the future. This thesis deals with the development of urban tree cover in Swiss cities. It records the current situation of development, shows the benefits of urban trees and discusses the problems. The results show that there is a general decline in the degree of tree cover. At the same time the sealed surface is increasing. Accelerated by the global warming, the consequences of the decline are becoming more noticeable. Cities are becoming more an more heat islands, where the quality of life and the vitality of urban eco-systems is slowly declining. A decline also means a loss of ecosystem services that urban trees generate for the inhabitants and the flora and fauna of the city. There is a need for action and cities are forced to take measures. On the one hand, to ensure the quality of life for people and nature and, on the other, to detract global warming. Based on the resultes the measure to define a law to protect the tree cover can be proven to be successful. A comparison with a current American study also makes it possible to classify the extent of the development in Switzerland. The literature of this thesis should emphasize the importance of our urban trees and promote their appreciation in public and private residential areas. Only in this way is it possible to achieve success for the entire urban system

Sub-Pixel Response Measurement of Near-Infrared Sensors

Wide-field survey instruments are used to efficiently observe large regions of the sky. To achieve the necessary field of view, and to provide a higher signal-to-noise ratio for faint sources, many modern instruments are undersampled. However, precision photometry with undersampled imagers requires a detailed understanding of the sensitivity variations on a scale much smaller than a pixel. To address this, a near-infrared spot projection system has been developed to precisely characterize near-infrared focal plane arrays and to study the effect of sub-pixel non uniformity on precision photometry. Measurements of large format near-infrared detectors demonstrate the power of this system for understanding sub-pixel response.Comment: 9 pages, 13 figures, submitted to PAS