The height dependence of temperature - velocity correlation in the solar photosphere

We derive correlation coefficients between temperature and line-of-sight velocity as a function of optical depth throughout the solar photosphere for the non-magnetic photosphere and a small area of enhanced magnetic activity. The maximum anticorrelation of about -0.6 between temperature and line-of-sight velocity in the non-magnetic photosphere occurs at log tau5 = -0.4. The magnetic field is another decorrelating factor along with 5-min oscillations and seeing.Comment: In press,"Modern Solar Facilities - Advanced Solar Science", (Gottingen), Universitatsverlag Gottingen, 139-142, 200

Magnetic loop emergence within a granule

We investigate the temporal evolution of magnetic flux emerging within a granule in the quiet-Sun internetwork at disk center. We combined IR spectropolarimetry performed in two Fe I lines at 1565 nm with speckle-reconstructed G-band imaging. We determined the magnetic field parameters by a LTE inversion of the full Stokes vector using the SIR code, and followed their evolution in time. To interpret the observations, we created a geometrical model of a rising loop in 3D. The relevant parameters of the loop were matched to the observations where possible. We then synthesized spectra from the 3D model for a comparison to the observations. We found signatures of magnetic flux emergence within a growing granule. In the early phases, a horizontal magnetic field with a distinct linear polarization signal dominated the emerging flux. Later on, two patches of opposite circular polarization signal appeared symmetrically on either side of the linear polarization patch, indicating a small loop-like structure. The mean magnetic flux density of this loop was roughly 450 G, with a total magnetic flux of around 3x10^17 Mx. During the ~12 min episode of loop occurrence, the spatial extent of the loop increased from about 1 to 2 arcsec. The middle part of the appearing feature was blueshifted during its occurrence, supporting the scenario of an emerging loop. The temporal evolution of the observed spectra is reproduced to first order by the spectra derived from the geometrical model. The observed event can be explained as a case of flux emergence in the shape of a small-scale loop.Comment: 10 pages, 13 figures; accepted for Astronomy and Astrophysics; ps and eps figures in full resolution are available at http://www.astro.sk/~koza/figures/aa2009_loop

[N,N-Bis(diphenyl­phosphino)isopropyl­amine]dibromidonickel(II)

The title compound, [NiBr2(C27H27NP2)], was synthesized by the reaction of NiBr2(dme) (dme is 1,2-dimethoxy­ethane) with N,N-bis­(diphenyl­phosphino)isopropyl­amine in methanol/tetra­hydro­furan. The nickel(II) center is coordinated by two P atoms of the chelating PNP ligand, Ph2PN(iPr)PPh2, and two bromide ions in a distorted square-planar geometry

Zielprädiktion beim Schützenfisch: eine komplexe kognitive Leistung mit extrem hoher Geschwindigkeit

Archerfish can shoot down prey with a sharp jet of water. Only about 100 ms after dislodging the aerial insect the shooter and other school members can initiate a rapid turn and then take off straight in the direction of the later point of impact of the falling prey. The quick turn and the subsequent take-off are performed ‘open-loop’, i.e. they are based only on the initial values of the falling insect’s motion. But archerfish can not only take off in the direction of the later point of prey impact but also predict its distance. Distance information allows the fish to adjust their take-off speed so that they would arrive within a narrow time slot slightly after their prey’s impact, despite large differences in the size of the aligning turn and in the distance to be covered. By this selected constant speed program the archerfish is able to minimize frictional losses on its approach. The initial speed of starting fish is slightly but systematically too slow and is increased later so that the fish arrive 20 ms earlier than expected and often make the catch on a higher than take-off speed. The variability of later speed changes suggests a systematic ‘error’ in the take-off, as if the fish underestimated distance. However, this ap-parent deficiency seems well adapted: if later the fish had no possibility to correct an initial error then it is better to start slightly too slow in order to minimize the risk of overshooting the point of catch. To make the catch of a dislodged insect despite severe competition the fish must quickly and yet precisely match their turn and take-off speed to the initial values of prey motion. However, the initial variables vary over broad ranges and can be determined only after prey is dislodged. Therefore, the underlying neuronal circuitry must be able to drive a manoeuver that combines a high degree of precision and flexibility at top speed. To narrow down which neuronal substrate underlies the performance the kinematics of archerfish pre-dictive starts were characterized. Strikingly, the predictive starts show all hallmarks of Mauthner-driven teleost C-type fast-starts, which have previously not been noted in feed-ing strikes and were not expected to provide the high angular accuracy required. The high demands on flexibility and precision of the predictive starts do not compromise their per-formance. In contrast, archerfish predictive starts are among the fastest C-starts known so far among teleost fish. Moreover, they were not slower than archerfish escape C-starts, elicited in the same individuals. Rather, both escapes and predictive starts follow an identi-cal temporal pattern and all kinematic variables of the two patterns overlap. This kinematic equivalence strongly suggests that archerfish recruit their C-start escape network of identi-fied reticulospinal neurons, or elements of it, to drive their predictive starts. Another focus in this current work is put on the obstacle avoidance in the archerfish predictive starts. Obstacle avoidance is a key ability of biological and technical systems enabling them to negotiate cluttered environments at decent speed. Usually closed-loop solutions are employed to guide the motion, but these are computationally costly and limit the speed attainable. Here I analyzed how archerfish accommodate the presence of obsta-cles in their rapid predictive starts. When obstacles block the direct path towards the pre-dicted later point of catch then the fish trigger a course that passes the obstacle with the shortest possible detour and at a speed adjusted to the fish's distance to the actual point of impact. Strikingly, having to adjust routes to the presence of obstacles does neither in-crease the time for triggering nor for executing the predictive starts. This is not so because the fish rely on a stored map of the whereabouts of obstacles. Rather, information on the distribution of obstacles appears to be regularly updated within short intervals. The per-formance appears well adapted to the natural obstacle-rich mangrove habitat of hunting.Schützenfische sind durch ihre einzigartige Jagdtechnik bekannt, bei der sie Beute-insekten durch einen gezielten Wasserstrahl aus der Luft abschießen. Das getroffene Insekt fällt durch den starken Impuls in einer annähernd ballistischen Flugkurve auf die Wasser-oberfläche. Bereits wenige Millisekunden nach dem Abschuss der Beute konkurrieren so-wohl der Schütze als auch andere Schwarmmitglieder um die Beute, indem sie sich blitz-schnell drehen und schließlich in Richtung des späteren Auftreffpunktes los schwimmen. Dafür stützen sich Schützenfische ausschließlich auf die visuell erfasste Anfangsbewegung der ballistischen Flugkurve und erhalten nach dem Start keinerlei zusätzliche Informatio-nen (‚openloop’-Reaktion). In der vorliegenden Arbeit wird herausgestellt, dass Schützenfische nicht nur die Richtung, in die sie zum späteren Auftreffpunkt schwimmen müssen, anhand der Anfangs-variablen vorhersehen können, sondern auch in der Lage sind, die Entfernung richtig ein-zuschätzen. Durch die zusätzliche Information über die Entfernung des späteren Auftreff-punktes kann der Fisch seine Geschwindigkeit anpassen, so dass er annähernd zeitgleich mit der abgeschossenen Beute den Auftreffpunkt erreicht. Dies gelingt ihm indem er eine weitgehend konstante, an die Entfernung angepasste Geschwindigkeit wählt. Durch dieses angepasste und meist konstante Geschwindigkeitsprogramm kann der Schützenfisch die Reibungsverluste während seiner Jagd minimieren. Um beim Fangen der Beute am Auftreffpunkt, trotz der großen Konkurrenz anderer Schwarmmitglieder, erfolgreich zu sein, muss der Schützenfisch sehr schnell und präzise seine Drehung und seine Startgeschwindigkeit an die Anfangsvariablen der abgeschosse-nen Beute anpassen. Da diese Variablen jedoch über einen großen Bereich streuen, kann der Schützenfisch sich erst nach Abschuss des Insektes auf einen Drehwinkel und eine Startgeschwindigkeit festlegen. Deshalb muss das zuständige neuronale Netzwerk in der Lage sein, höchste Präzision sowie Flexibilität mit hohen Geschwindigkeiten zu kombinie-ren. Um einen Einblick zu gewinnen, welches neuronale System dem prädiktiven Start der Schützenfische unterliegt, wurde hierzu die Kinematik dieser Starts mit Hochgeschwindig-keitsaufnahmen untersucht. Hierbei zeichnete sich ab, dass die prädiktiven Starts alle Merkmale der Mauthner-gesteuerten C-Starts aufweisen. Diese kommen typischerweise bei Fluchtreaktionen von Knochenfischen vor, wurden jedoch bisher noch nicht für ihren Nahrungserwerb nachgewiesen. Die hohe Anforderung an Flexibilität und Präzision der prädiktiven Starts steht jedoch nicht im Widerspruch zu dessen Ausführung. Im Gegenteil: die prädiktiven Starts der Schützenfische gehören zu den bisher schnellsten C-Starts inner-halb der Knochenfische. Darüber hinaus sind sie mit Fluchtreaktionen, die bei den gleichen Individuen ausgelöst wurden, in ihren Leistungen vergleichbar und zeigen neben vielen Merkmalen auch das gleiche zeitliche Muster auf. Das deutet darauf hin, dass Schützenfi-sche das neuronale Netzwerk der retikulospinalen Neurone, das den C-Fluchstarts unter-liegt, auch für die prädiktiven Starts nutzen. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit stellt das Ausweichverhalten der Schützen-fische in einer hindernisreichen Umgebung dar. Hindernissen auszuweichen ist eine grund-legende Fähigkeit von bewegten, zielgerichteten Systemen, die es ihnen ermöglicht struk-turreiche Umgebungen mit einer angemessenen Geschwindigkeit zu begegnen. Normaler-weise werden hierbei die so genannten ‚closedloop’-Reaktionen genutzt, bei der die Infor-mation der Umgebung stetig aktualisiert wird. Diese sind jedoch meist sehr rechenintensiv und verringern die Geschwindigkeit. In diesen Versuchen wurde ausgewertet, wie Schüt-zenfische sich an die Anwesenheit von Hindernissen mit ihren schnellen prädiktiven Starts anpassen. Auch in einer hindernisreichen Umgebung nutzen die Fische die extrem schnel-len ‚openloop’-Reaktionen, bei denen sich die Fische in Anwesenheit eines Hindernisses nicht mehr zum berechneten Auftreffpunkt der abgeschossenen Beute drehen, sondern auf die Hinderniskante. Mit einer an die Entfernung zum Auftreffpunkt angepassten Ge-schwindigkeit schwimmen sie schließlich los. Somit wählen die Fische bei einer Behinde-rung durch ein Hindernis einen optimalen Kurs um das selbige, minimieren den nötigen Umweg und erreichen den Auftreffpunkt der Beute ohne Zeiteinbußen. Auffallend ist, dass bei den angepassten Routen an die vorhandenen Hindernisse weder die Reaktionszeit noch die Dauer des prädiktiven Starts ansteigt. Dabei greift der Schützenfisch nicht etwa auf eine im Vorfeld angelegte kognitive Karte zurück, sondern scheint die aktuellen Positionen der Hindernisse jeweils in kurzen Zeitabständen zu aktualisieren. Dieses Hindernisaus-weichverhalten scheint eine gute Anpassung an das natürliche hindernisreiche Mangroven-habitat der jagenden Schützenfische zu sein