Delocalization in random polymer models

A random polymer model is a one-dimensional Jacobi matrix randomly composed of two finite building blocks. If the two associated transfer matrices commute, the corresponding energy is called critical. Such critical energies appear in physical models, an example being the widely studied random dimer model. It is proven that the Lyapunov exponent vanishes quadratically at a generic critical energy and that the density of states is positive there. Large deviation estimates around these asymptotics allow to prove optimal lower bounds on quantum transport, showing that it is almost surely overdiffusive even though the models are known to have pure-point spectrum with exponentially localized eigenstates for almost every configuration of the polymers. Furthermore, the level spacing is shown to be regular at the critical energy

Comparison of virulence in different European isolates of the pseudophyllidean cestode Schistocephalus solidus (Müller 1776) in the three-spined stickleback Gasterosteus aculeatus (Linnaeus 1758)

Die am Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie in Plön durchgeführte Bachelorarbeit untersuchte im Rahmen des ersten Teiles eines reziproken Kreuzungsversuch die Fragestellung: Nimmt die Virulenz von Parasiten in allopatrischen Kombinationen gemessen über die geographische Distanz der Populationen hin ab? Und korreliert die Abnahme oder Zunahme der Virulenz entlang des Breitengrades in nördlicher Richtung? Als Versuchmodel diente das Wirt- Parasit- System des höchst wirtsspezifischen Cestoden Schistocephalus solidus mit den Zwischenwirten Macrocyclops albidus (Hüpferling) und Gasterosteus aculeatus (dreistachliger Stichling). Innerhalb von zwei Wochen wurden in vier Infektionsrunden 2611 Hüpferlinge mit S. solidus Familien aus Spanien, Schottland, Norwegen, Schweden und dreien aus Deutschland infiziert. Je Runde wurde eine Familie pro Population verwendet. Die erfolgreich Infizierten wurden 413 Stichlingen aus einer Plöner Population (4 Familien) exponiert. Die Fische wurden mit einer Besatzdichte von 20 Individuen pro 16 L Aquarium für eine Wachstumsphase von sieben Wochen gehältert. Bei der Sezierung sind Körpermaße, Organgewichte ermittelt, Würmer entnommen und gewogen, sowie die Kopfnieren zur weiteren Analyse entfernt worden. Aus den erfassten Daten wurden der hepatosomatische und splenosomatische Index, der Conditionfactor, sowie das Lymphozyten/ Granulozyten Verhältnis gebildet und verglichen. Die Virulenz der Parasiten wurde mittels des Wurmgewichtes korrelierend mit der Fekundität, des Parasitenindexes und der Infektionsrate als direktem Erfolgsmaß ermittelt. Die Ergebnisse dieser Kreuzungsreihe zeigen, dass es keinen signifikanten Zusammenhang zwischen der Virulenz und der Herkunft entlang des geographischen Breitengrades gibt. Ferner lässt sich teilweise ein leichter Einfluss, aber kein signifikanter Zusammenhang zwischen den Konditionsindices und dem Breitengrad erkennen. Zudem lässt sich aufgrund der geringen sympatrischen Versuchsgruppengröße keine genaue Aussage zu einer vermuteten optimalen Virulenz machen. Außerdem müssen vielfältige Einflüsse, wie die Prävalenz der verschiedenen Parasitenarten in einer Population oder der Räuberdruck, berücksichtigt werden. Erste phylogeographische Untersuchungen (Samonte-Padilla et al., in Vorbereitung) zeigen, dass sich ein signifikanter Zusammenhang zwischen Virulenz und Breitengrad herstellen lässt, wenn man die im Experiment genutzten S. solidus Populationen in drei genetische Gruppen- atlantisch, baltisch und kontinental- unterteilt. Dabei wird deutlich, dass sich die atlantische Gruppe (Spanien, Schottland und Norwegen) durch sehr hohe Virulenz (hohe Infektionsraten und Wurmgewicht) auszeichnet, gefolgt von der Kontinentalen (Ibbenbühren, NRW, Deutschland). Wohingegen die baltische Gruppe (Schweden und Norddeutsche Populationen) eine geringe Virulenz aufweist.Table of Contents 1 Zusammenfassung ............................................................................................................................... 1 2 Introductions ....................................................................................................................................... 2 3 Material and Methods .......................................................................................................................... 5 3.1. Materials ...................................................................................................................................... 5 3.2 Laboratory Animals ....................................................................................................................... 6 3.2.1 Schistocephalus solidus .......................................................................................................... 6 3.2.2 Macrocyclops albidus ............................................................................................................. 6 3.2.3 Gasterosteus aculeatus .......................................................................................................... 6 3.3 Map............................................................................................................................................... 7 3.4 Infection series .............................................................................................................................. 7 3.4.1 Macrocyclops albidus infection .................................................................................................. 7 3.4.2 Gasterosteus aculeatus infection ........................................................................................... 8 3.6 Blood analyses ............................................................................................................................. 11 3.6.1 Hematocrit ............................................................................................................................... 11 3.7 Microsatellite genotyping............................................................................................................ 11 3.7.1 DNA isolation ........................................................................................................................ 11 3.7.2 Preparation for Microsatellite Fragment Analyzer............................................................... 11 3.8 Immune parameters .................................................................................................................... 12 3.9 Data analyze and indices ............................................................................................................. 13 3.9.1 Infection rate ............................................................................................................................ 13 3.9.2 Parasite index ....................................................................................................................... 13 3.9.3 Hepatosomatic index ............................................................................................................ 13 3.9.4 Splenosomatic index............................................................................................................. 14 3.9.5 Conditon Factor .................................................................................................................... 14 4 Results ............................................................................................................................................... 15 4.1 Results Macrocyclops albidus infection series ............................................................................ 15 4.2 Results Gasterosteus aculeatus dissection .................................................................................. 16 4.2.1 Infection rate ........................................................................................................................ 16 4.2.2 Weight of Schistocephalus solidus ....................................................................................... 17 4.2.3 Parasite index ....................................................................................................................... 18 4.2.4 Hepatosomatic index ............................................................................................................ 19 4.2.5 Splenosomatic index............................................................................................................. 19 4.2.6 Conditon Factor .................................................................................................................... 20 4.2.7 Respiratory burst and lymphocytes / granulocytes ratio ..................................................... 21 5.1 Infection rates and parasite index ............................................................................................... 22 5.2 HSI, SSI, CF, G/L ratio and RB activity .......................................................................................... 24 5.3 Prevalence, predators and other biotic factors........................................................................... 25 5.4 Genetical connection ................................................................................................................... 26 6 References ......................................................................................................................................... 27 7 Appendix ............................................................................................................................................ 29 7.1 Plan of procedure ........................................................................................................................ 29 7.2 Protocol: Isolation of Genomic DNA from Tissues ...................................................................... 30 7.3 PCR programs .............................................................................................................................. 32 7.4 Results Genotype sepuencing ..................................................................................................... 34 7.5 Water parameter ......................................................................................................................... 35 7.6 Regression analyse CF ................................................................................................................. 35 7.7 Results Macrocyclops albidus infection series ............................................................................ 36 7.8 Fish dissection data ..................................................................................................................... 37 7.9 Worm weights ............................................................................................................................. 38 7.10 Descriptive statistic and HSD with unequal N ........................................................................... 39 7.10.1 Parasite index ..................................................................................................................... 39 7.10.2 Hepatosomatic index .......................................................................................................... 40 7.10.3 Splenosomatic index .......................................................................................................... 41 7.10.4 Conditon factor................................................................................................................... 42 7.10.5 Respiratory burst activity ................................................................................................... 43 7.11 Indices plotted against latitude ................................................................................................. 44 7.11.1 Parasite index against latitude ........................................................................................... 44 7.11.2 Hepatosomatic index against latitude ................................................................................ 44 7.11.3 Splenosomatic index against latitude ................................................................................ 45 7.11.4 Conditon factor against latitude......................................................................................... 45 7.12 Climate diagrams ....................................................................................................................... 46 8 Acknowledgement .............................................................................................................................. 47 9 Statement of authorship .................................................................................................................... 4

Interacting multi-component exciton gases in a potential trap: phase separation and Bose-Einstein condensation

The system under consideration is a multi-component gas of interacting para- and orthoexcitons confined in a three dimensional potential trap. We calculate the spatially resolved optical emission spectrum due to interband transitions involving weak direct and phonon mediated exciton-photon interactions. For each component, the occurrence of a Bose-Einstein condensate changes the spectrum in a characteristic way so that it directly reflects the constant chemical potential of the excitons and the renormalization of the quasiparticle excitation spectrum. Moreover, the interaction between the components leads, in dependence on temperature and particle number, to modifications of the spectra indicating phase separation of the subsystems. Typical examples of density profiles and luminescence spectra of ground-state para- and orthoexcitons in cuprous oxide are given.Comment: 7 pages, 6 figure

Many-Body Dynamics and Exciton Formation Studied by Time-Resolved Photoluminescence

The dynamics of exciton and electron-hole plasma populations is studied via time-resolved photoluminescence after nonresonant excitation. By comparing the peak emission at the exciton resonance with the emission of the continuum, it is possible to experimentally identify regimes where the emission originates predominantly from exciton and/or plasma populations. The results are supported by a microscopic theory which allows one to extract the fraction of bright excitons as a function of time.Comment: 11 pages, 5 figure