Reannihilation of self-interacting dark matter

We explore the phenomenology of having a second epoch of dark matter annihilation into dark radiation long after the standard thermal freeze-out. Such a hidden reannihilation process could affect visible sectors only gravitationally. As a concrete realization we consider self-interacting dark matter (SIDM) with a light force mediator coupled to dark radiation. We demonstrate how resonantly Sommerfeld enhanced cross sections emerge to induce the reannihilation epoch. The effect is a temporally local modification of the Hubble expansion rate and we show that the Cosmic Microwave Background (CMB) measurements -- as well as other observations -- have a high sensitivity to observe this phenomenon. Special attention is given to the model region where late kinetic decoupling and strong self-interactions can alleviate several small-scale problems in the cold dark matter paradigm at the same time. Interestingly, we find that reannihilation might here also simultaneously lower the tension between CMB and low-redshift astronomical observations of $H_{0}$ and $\sigma_{8}$. Moreover, we identify reannihilation as a clear signature to discriminate between the phenomenologically otherwise almost identical vector and scalar mediator realizations of SIDM.Comment: Version submitted to journal. Extended with improved estimates and updated plots. 25 pages, 9 figures and 2 table

Design und Synthese neuartiger quervernetzbarer organischer Halbleiter für die OLED Anwendung

Mit drei Ansätzen wird die Synthese neuartiger quevernetzbarer Halbleiter für die OLED Anwendung verfolgt: Polyphenanthren, Fluorene und Dibenzo[a,h]anthracene

Dynamischer Mechanikunterricht - Die Umsetzung des Konzeptes durch die Lehrkräfte

Im Rahmen der Studie über den Mechanikunterricht nach dem zweidimensional-dynamischen Konzept wurde folgende Fragestellung untersucht: Wie setzen die Lehrpersonen die vorgeschlagene Sachstruktur im Unterricht um? Außerdem wurde exemplarisch jeweils eine Unterrichtsstunde zur Newtonschen Bewegungsgleichung von allen 10 beteiligten Lehrpersonen videographiert. Damit wurden Strukturdiagramme zur jeweiligen Unterrichtsstunde erstellt, die einen sachlogischen Zusammenhang der behandelten Inhalte darstellen. Gleichzeitig wurde mit diesen Diagrammen durch eine Kodierung die Vernetztheit und die Komplexität des Unterrichts ermittelt

Dynamischer Mechanikunterricht - Die Umsetzung des Konzeptes durch die Lehrkräfte

Im Rahmen der Studie über den Mechanikunterricht nach dem zweidimensional-dynamischen Konzept wurde folgende Fragestellung untersucht: Wie setzen die Lehrpersonen die vorgeschlagene Sachstruktur im Unterricht um? Außerdem wurde exemplarisch jeweils eine Unterrichtsstunde zur Newtonschen Bewegungsgleichung von allen 10 beteiligten Lehrpersonen videographiert. Damit wurden Strukturdiagramme zur jeweiligen Unterrichtsstunde erstellt, die einen sachlogischen Zusammenhang der behandelten Inhalte darstellen. Gleichzeitig wurde mit diesen Diagrammen durch eine Kodierung die Vernetztheit und die Komplexität des Unterrichts ermittelt

Dynamischer Mechanikunterricht - Ergebnisse einer qualitativen Interviewstudie

Der Beitrag stellt die Ergebnisse einer qualitativen Interviewstudie zum Verständnis Newtonscher Mechanik von Schülerinnen und Schülern vor, die nach dem zweidimensional-dynamischen Mechanikkonzept unterrichtet worden sind. Nach einer kurzen Einführung über das Design der Studie und die Konzeption des Interviewleitfadens wird eine Auswahl an relevanten Ergebnissen präsentiert und erläutert. Das Hauptaugenmerk liegt auf dem vektoriellen Geschwindigkeitsbegriff, der Beschreibung von Bewegungen mit Geschwindigkeitsänderungen sowie den physikalischen Inhalten und der Anwendung der Newtonschen Bewegungsgleichung in integraler Form

Dynamischer Mechanikunterricht - Ergebnisse einer qualitativen Interviewstudie

Der Beitrag stellt die Ergebnisse einer qualitativen Interviewstudie zum Verständnis Newtonscher Mechanik von Schülerinnen und Schülern vor, die nach dem zweidimensional-dynamischen Mechanikkonzept unterrichtet worden sind. Nach einer kurzen Einführung über das Design der Studie und die Konzeption des Interviewleitfadens wird eine Auswahl an relevanten Ergebnissen präsentiert und erläutert. Das Hauptaugenmerk liegt auf dem vektoriellen Geschwindigkeitsbegriff, der Beschreibung von Bewegungen mit Geschwindigkeitsänderungen sowie den physikalischen Inhalten und der Anwendung der Newtonschen Bewegungsgleichung in integraler Form

Dynamischer Mechanikunterricht - Ergebnisse einer quantitativen Vergleichsstudie

Im Rahmen einer Studie mit quantitativen und qualitativen Erhebungen wurde ein Unterrichtskonzept für die 7. Jahrgangsstufe des Gymnasiums evaluiert, welches ausgehend von zweidimensionalen Bewegungen über dynamische Betrachtungen in die Newtonsche Mechanik einführt.In der ersten Kohorte nahmen 10 Lehrpersonen mit 27 Klassen teil. Diese unterrichteten im Sommer 2008 als Kontrollgruppe nach dem herkömmlichen Konzept, und im Sommer 2009 als Treatmentgruppe nach dem zweidimensional-dynamischen Konzept. Innerhalb der quantitativen Erhebung wurde die Wissensentwicklung der Lernenden ebenso untersucht wie der Einfluss auf Interesse, Selbstkonzept und Selbstwirksamkeit im Bereich der Mechanik. Im Beitrag werden die Ergebnisse dieser quantitativen Vergleichsstudie dargestellt

Dynamischer Mechanikunterricht - Ergebnisse einer quantitativen Vergleichsstudie

Im Rahmen einer Studie mit quantitativen und qualitativen Erhebungen wurde ein Unterrichtskonzept für die 7. Jahrgangsstufe des Gymnasiums evaluiert, welches ausgehend von zweidimensionalen Bewegungen über dynamische Betrachtungen in die Newtonsche Mechanik einführt.In der ersten Kohorte nahmen 10 Lehrpersonen mit 27 Klassen teil. Diese unterrichteten im Sommer 2008 als Kontrollgruppe nach dem herkömmlichen Konzept, und im Sommer 2009 als Treatmentgruppe nach dem zweidimensional-dynamischen Konzept. Innerhalb der quantitativen Erhebung wurde die Wissensentwicklung der Lernenden ebenso untersucht wie der Einfluss auf Interesse, Selbstkonzept und Selbstwirksamkeit im Bereich der Mechanik. Im Beitrag werden die Ergebnisse dieser quantitativen Vergleichsstudie dargestellt

The Effects of Embedded Dipoles in Aromatic Self-Assembled Monolayers

Using a representative model system, here electronic and structural properties of aromatic self-assembled monolayers (SAMs) are described that contain an embedded, dipolar group. As polar unit, pyrimidine is used, with its orientation in the molecular backbone and, consequently, the direction of the embedded dipole moment being varied. The electronic and structural properties of these embedded-dipole SAMs are thoroughly analyzed using a number of complementary characterization techniques combined with quantum-mechanical modeling. It is shown that such mid-chain-substituted monolayers are highly interesting from both fundamental and application viewpoints, as the dipolar groups are found to induce a potential discontinuity inside the monolayer, electrostatically shifting the core-level energies in the regions above and below the dipoles relative to one another. These SAMs also allow for tuning the substrate work function in a controlled manner independent of the docking chemistry and, most importantly, without modifying the SAM-ambient interface