The Schwinger Model with Perfect Staggered Fermions

We construct and test a quasi-perfect lattice action for staggered fermions. The construction starts from free fermions, where we suggest a new blocking scheme, which leads to excellent locality of the perfect action. An adequate truncation preserves a high quality of the free action. An Abelian gauge field is inserted in d=2 by effectively tuning the couplings to a few short-ranged lattice paths, based on the behavior of topological zero modes. We simulate the Schwinger model with this action, applying a new variant of Hybrid Monte Carlo, which damps the computational overhead due to the non-standard couplings. We obtain a tiny ``pion'' mass down to very small \beta, while the ``\eta'' mass follows very closely the prediction of asymptotic scaling. The observation that even short-ranged quasi-perfect actions can yield strong improvement is most relevant in view of QCD.Comment: 30 pages, 16 figures. Following the referee's suggestions, we have incorporated the material of hep-lat/9803018 in this comprehensive pape

Perfect Lattice Actions for Staggered Fermions

We construct a perfect lattice action for staggered fermions by blocking from the continuum. The locality, spectrum and pressure of such perfect staggered fermions are discussed. We also derive a consistent fixed point action for free gauge fields and discuss its locality as well as the resulting static quark-antiquark potential. This provides a basis for the construction of (classically) perfect lattice actions for QCD using staggered fermions.Comment: 30 pages, LaTex, 10 figure

Alternative shear reinforcement for reinforced concrete flat slabs

This paper presents the first series of validation tests for a patented shear reinforcement system for reinforced concrete flat slabs. The system, called “Shearband,” consists of elongated thin steel strips punched with holes, which undulate into the slab from the top surface. The main advantages of the new reinforcement system are structural effectiveness, flexibility, simplicity, and speed of construction. Four reinforced concrete slabs were tested in a specially designed test rig. The slabs reinforced in shear exhibited ductile behavior after achieving their full flexural potential, thus proving the effectiveness of the new reinforcement. This paper reviews briefly existing types of shear reinforcement and identifies the need for more efficient and economic solutions. Details of the experimental setup and results are given, including strain and deflection measurements as well as photographs of sections through the slabs. Finally, comparisons are made with the ACI 318 and BS8110 code predictions, which confirm that the system enabled the slabs to avoid punching shear failure and achieve their flexural potential. In addition, both codes are shown to lead to conservative estimates of flexural and punching shear capacities of reinforced concrete slabs

Einfluss ultravioletter Laserstrahlung auf die Versinterung von keramischen Feststoffelektrolyten

Die Feststoffbatterie gilt als eine vielversprechende Weiterentwicklung konventioneller Lithium-Ionen-Batterien mit Flüssigelektrolyten. Dabei werden u. a. keramische Fest-stoffelektrolyte in der Kathode und als Separator eingesetzt, um einerseits Lithium-Ionen-Transportwege zu generieren und andererseits die Elektroden physisch voneinander zu trennen. Die Synthese und Prozessierung dieser keramischen Komponenten stellt den aktuellen Gegenstand zahlreicher Untersuchungen in der Forschung dar, um außerhalb des Labormaßstabes den Einsatz zu etablieren. Im Rahmen dieses Beitrages wird die Prozessierung von Lithium Aluminium Titan Phosphat mittels ultravioletter Laserstrah-lung untersucht und die Laser-Material-Wechselwirkung anhand verschiedener Methoden charakterisiert. Prozessbegleitende Temperaturmessungen sowie mikroskopische Verfahren werden eingesetzt, während der Energieeintrag durch die mittlere Laserleistung und Scangeschwindigkeit variiert werden. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Bearbeitung des keramischen Materials mit Laserstrahlung prinzipiell möglich ist. Hierbei können drei temperaturabhängige Wechselwirkungsfenster identifiziert werden, die durch verschiedene Parameterkombinationen erreicht werden können. In einem Temperaturfenster wird das Substrat vorwiegend oberflächennah erwärmt, wohingegen ein höherer Energieeintrag eine Versinterung des Materials bis zu einer Tiefe von etwa 55 μm verursacht

Coffee silver skin: Chemical characterization with special consideration of dietary fiber and heat-induced contaminants

Coffee silver skin is produced in large amounts as a by-product during the coffee roasting process. In this study, coffee silver skin of the species Coffea arabica L. and Coffea canephora Pierre ex A. Froehner as well as silver skin pellets produced in the coffee industry were characterized with respect to both nutritional value and potential heat-induced contaminants. Enzymatic-gravimetric/chromatographic determination of the dietary fiber content showed values ranging from 59 to 67 g/100 g with a comparably high portion of soluble fiber, whereas low molecular weight soluble fiber was not detected. Compositional and methylation analysis indicated the presence of cellulose and xylans in the insoluble dietary fiber fraction, whereas pectic polysaccharides dominate the soluble dietary fiber fraction. The protein content as determined by the Kjeldahl method was in the range of 18 to 22 g/100 g, and all essential amino acids were present in coffee silver skin; whereas fat contents were low, high ash contents were determined. Elemental analysis by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) showed the presence of macroelements in large amounts, whereas toxic mineral elements were only detected in trace amounts or being absent. Acrylamide was quantified with levels of 24–161 µg/kg. Although 5-hydroxymethylfurfural was detected, its concentration was below the limit of determination. Furfuryl alcohol was not detected

Bestimmung der Haftfestigkeit von aufgedampften, metallischen Dickschichten auf Polymersubstrat

Inaktivkomponenten in der Batterieherstellung, wie z. B. Stromsammler, Separator oder die Kontaktierungstaps rücken zunehmend in den Fokus der Forschung. Der Wechsel zu leichteren und günstigeren Materialien ist Gegenstand aktueller Forschungsarbeiten. In diesem Zusammenhang wird auch das Potential von Verbundstromkollektoren näher betrachtet. Dabei handelt es sich um Polymerfolien, die beidseitig mit 0,5 µm bis 1,5 µm dicken Aluminium- oder Kupferschichten metallisiert sind. Als Verbundmaterial müssen dabei im Vergleich zu konventionellen, metallischen Stromkollektoren zusätzliche Materialeigenschaften betrachtet werden. Dazu gehört vor allem die Haftfestigkeit der metallischen Beschichtungen auf den Folien. Es muss ausgeschlossen werden, dass durch wechselnde mechanische Beanspruchungen oder chemische Wechselwirkungen (z.B. mit dem Elektrolyten) in der Li-Ionen-Batteriezelle Delaminationen auftreten und sich die Metallisierung ablöst. Dazu ist eine quantitative Methode zur Bestimmung der Haftfestigkeit notwendig. Nur so kann eine Korrelation zwischen der Haftfestigkeit und dem Verhalten in der Zelle hergestellt werden. Bisherige Versuchsmethoden decken den Anwendungsfall von beidseitig metallisierten Polymersubstraten als Stromkollektorfolie jedoch nicht ab. Aus diesem Grund werden in dieser Studie Prüfverfahren zur Bestimmung der Haftfestigkeit, die bereits in Normen spezifiziert werden, zur Bewertung der Haftfestigkeiten der Verbundfolien adaptiert und bewertet. Die betrachteten Verfahren umfassen Schälversuche, Stirnabzugs- und Zugschertests, welche hinsichtlich ihrer Eignung zur Beurteilung der Haftfestigkeit von Verbundstromkollektoren evaluiert werden. Dabei werden Verbundfolien mit unterschiedlicher Schicht- sowie Substratdicke und variierendem Beschichtungsmaterial berücksichtigt, sodass die Sensitivität der Verfahren zur Bestimmung der Haftfestigkeit aufgelöst und darauf aufbauend deren Eignung zur Charakterisierung der Verbundfolien bewertet werden kann