Electron spin quantum beats and room temperature g factor in GaAsN

We report on the investigation of electron spin quantum beats at room temperature in GaAsN thin films by time-resolved Kerr rotation technique. The measurement of the quantum beats, which originate from the Larmor precession of electron spins in external transverse magnetic field, yields an accurate determination of the conduction electron g factor. We show that the g factor of GaAs1-xNx thin films is significantly changed by the introduction of a small nitrogen fraction.

Spin relaxation and dephasing mechanism in (Ga,Mn)As studied by time-resolved Kerr rotation

Spin dynamics in (Ga,Mn)As films grown on GaAs(001) was investigated by Time-resolved magneto-optical Kerr effect. The Kerr signal decay time of (Ga,Mn)As without external magnetic field applied was found to be several hundreds picoseconds, which suggested that photogenerated polarized holes and magnetic ions are coupled as a ferromagnetic system. Nonmonotonic temperature dependence of relaxation and dephasing (R&D) time and Larmor frequency manifests that Bir-Aronov-Pikus mechanism dominates the spin R&D time at low temperature, while D'yakonov-Perel mechanism dominates the spin R&D time at high temperature, and the crossover between the two regimes is Curie temperature.

Photoinduced spin alignment of the magnetic ions in (Ga,Mn)As

Time-resolved Kerr rotation measurement in the (Ga,Mn)As diluted magnetic semiconductor allows direct observation of the dynamical properties of the spin system of the magnetic ions and the spin-polarized holes. Experimental results show that the magnetic ions can be aligned by the polarized holes, and the time scales of spin alignment and relaxation take place in tens and hundreds of picoseconds, respectively. The Larmor frequency and effective g factor obtained in the Voigt geometry show an unusual temperature dependence in the vicinity of the Curie temperature due to the exchange coupling between the photoexcited holes and magnetic ions. Such a spin coherent precession can be amplified or destructed by two sequential excitation pulses with circularly copolarized or oppositely polarized helicity, respectively. (c) 2006 American Institute of Physics.

COMPARISONS OF PHASE TIMES WITH TUNNELING TIMES BASED ON ABSORPTION PROBABILITIES

The times spent by an electron in a scattering event or tunnelling through a potential barrier are investigated using a method based on the absorption probabilities. The reflection and transmission times derived from this method are equal to the local Larmor times if the transmission and reflection probability amplitudes are complex analytic functions of the complex potential. The numerical results show that they coincide with the phase times except as the incident electron energy approaches zero or when the transmission probability is too small. If the imaginary potential covers the whole space the tunnelling times are again equal to the phase times. The results show that the tunnelling times based on absorption probabilities are the best of the various candidates.

Beam dynamics design of an RFQ for a planned accelerator, which uses a direct plasma injection scheme

To meet the requirements of providing high-intensity heavy ion beams the direct plasma injection scheme (DPIS) was proposed by a RIKEN-CNS-TIT collaboration. In this scheme a radio frequency quadrupole (RFQ) was joined directly with the laser ion source (LIS) without a low-energy beam transport (LEBT) line. To find the best design of the RFQ that will have short length, high transmission efficiency and small emittance growth, beam dynamics designs with equipartitioning design strategy and with matched-only design strategy have been performed, and a comparison of their results has also been done. Impacts of the input beam parameters on transmission efficiency are presented, too. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Commissioning test of LAPECR2 source on the 320kV HV platform

The high charge state all permanent Electron Cyclotron Resonance Ion Source (ECRIS) LAPECR2 (Lanzhou All Permanent magnet ECR ion source No.2) has been successfully put on the 320kV HV platform at IMP and also has been connected with the successive LEBT system. This source is the largest and heaviest all permanent magnet ECRIS in the world. The maximum mirror field is 1.28T (without iron plug) and the effective plasma chamber volume is as large as circle divide 67mm x 255mm. It was designed to be operated at 14.5GHz and aimed to produce medium charge state and high charge state gaseous and also metallic ion beams. The source has already successfully delivered some intense gaseous ion beams to successive experimental terminals. This paper will give a brief overview of the basic features of this permanent magnet ECRIS. Then commissioning results of this source on the platform, the design of the extraction system together with the successive LEBT system will be presented.

Franz Rosenzweig. Der Stern der Erlösung

Den Konflikt zwischen Modernität und jüdisch-orthodoxer Glaubenspraxis trug Franz Rosenzweig auf seine ganz eigene Art aus. Die Bewegung führt dramatisch von der noblen Peripherie in das Zentrum jüdischen Lebens und dessen Lehr- und Glaubenspraxis. Für das Werk von Emmanuel Levinas stellt Franz Rosenzweig wohl die wichtigste Referenz dar. "Mit ihrem „messianischen“ Zeitkonzept ist die jüdische Religion den Erfahrungsreligionen näher als das Christentum. Das Judentum, so schreibt Karlheinz Kleinbach in seinem Portrait des jüdischen Philosophen Franz Rosenzweig, „lebt innerweltlich in der Gegenwärtigkeit. Liturgie und Ritus stehen nicht im Gegensatz zum alltäglichen Leben, sondern sind vielmehr dessen Existenzmodus.“ Mensch und Gott und Welt sind für Rosenzweig nicht zu verbindende Elemente. Nur in der Gemeinschaft, im Gespräch wird es möglich, das trennende „Und“ zu überbrücken" (Reusch)

Nonlinear Dynamics of Rotating Multi-Component Pair Plasmas and e-p-i Plasmas

The propagation of small amplitude stationary profile nonlinear electrostatic excitations in a pair plasma is investigated, mainly drawing inspiration from experiments on fullerene pair-ion plasmas. Two distinct pair ion species are considered of opposite polarity and same mass, in addition to a massive charged background species, which is assumed to be stationary, given the frequency scale of interest. In the pair-ion context, the third species is thought of as a background defect (e.g. charged dust) component. On the other hand, the model also applies formally to electron-positron-ion (e-p-i) plasmas, if one neglects electron-positron annihilation. A two-fluid plasma model is employed, incorporating both Lorentz and Coriolis forces, thus taking into account the interplay between the gyroscopic (Larmor) frequency ?c and the (intrinsic) plasma rotation frequency O0. By employing a multi-dimensional reductive perturbation technique, a Zakharov-Kuznetsov (ZK) type equation is derived for the evolution of the electric potential perturbation. Assuming an arbitrary direction of propagation, with respect to the magnetic field, we derive the exact form of nonlinear solutions, and study their characteristics. A parametric analysis is carried out, as regards the effect of the dusty plasma composition (background number density), species temperature(s) and the relative strength of rotation to Larmor frequencies. It is shown that the Larmor and mechanical rotation affect the pulse dynamics via a parallel-to-transverse mode coupling diffusion term, which in fact diverges at ?c ? ±2O0. Pulses collapse at this limit, as nonlinearity fails to balance dispersion. The analysis is complemented by investigating critical plasma compositions, in fact near-symmetric (T- ˜ T+) “pure” (n- ˜ n+) pair plasmas, i.e. when the concentration of the 3rd background species is negligible, case in which the (quadratic) nonlinearity vanishes, so one needs to resort to higher order nonlinear theory. A modified ZK equation is derived and analyzed. Our results are of relevance in pair-ion (fullerene) experiments and also potentially in astrophysical environments, e.g. in pulsars.

LINEAR ACCELERATION EMISSION IN PULSAR MAGNETOSPHERES

Linear acceleration emission occurs when a charged particle is accelerated parallel to its velocity. We evaluate the spectral and angular distribution of this radiation for several special cases, including constant acceleration (hyperbolic motion) of finite duration. Based on these results, we find the following general properties of the emission from an electron in a linear accelerator that can be characterized by an electric field E acting over a distance L: (1) the spectrum extends to a cutoff frequency (h) over bar omega(c)/mc(2) approximate to L(E/E(Schw))(2)/(lambda) over bar (C), where E(Schw) = 1.3 x 10(18) V m(-1) is the Schwinger critical field and (lambda) over bar (C) = (h) over bar /mc = 3.86 x 10(-13) m is the Compton wavelength of the electron, (2) the total energy emitted by a particle traversing the accelerator is 4/3 alpha(f)(h) over bar omega(c) in accordance with the standard Larmor formula where alpha(f) is the fine-structure constant, and (3) the low frequency spectrum is flat for hyperbolic trajectories, but in general depends on the details of the accelerator. We also show that linear acceleration emission complements curvature radiation in the strongly magnetized pair formation regions in pulsar magnetospheres. It dominates when the length L of the accelerator is less than the formation length rho/gamma of curvature photons, where rho is the radius of curvature of the magnetic field lines and gamma the Lorentz factor of the emitting particle. In standard static models of pair creating regions linear acceleration emission is negligible, but it is important in more realistic dynamical models in which the accelerating field fluctuates on a short length scale.

The transport of cosmic rays in self-excited magnetic turbulence

The process of diffusive shock acceleration relies on the efficacy with which hydromagnetic waves can scatter charged particles in the precursor of a shock. The growth of self-generated waves is driven by both resonant and non-resonant processes. We perform high-resolution magnetohydrodynamic simulations of the non-resonant cosmic ray driven instability, in which the unstable waves are excited beyond the linear regime. In a snapshot of the resultant field, particle transport simulations are carried out. The use of a static snapshot of the field is reasonable given that the Larmor period for particles is typically very short relative to the instability growth time. The diffusion rate is found to be close to, or below, the Bohm limit for a range of energies. This provides the first explicit demonstration that self-excited turbulence reduces the diffusion coefficient and has important implications for cosmic-ray transport and acceleration in supernova remnants.

Molecular studies on a Dictyostelium homolog of the tafazzin gene, the cause of Barth syndrome in humans

Der eukaryotische Mikroorganismus Dictyostelium discoideum lebt als einzellige Amöbe solange ausreichende Nahrungsressourcen zur Verfügung stehen. Sobald Nahrungsmangel eintritt, entwickeln sich die Zellen von einem einzelligen zu einem mehrzelligen Zustand, der mit einem multizellulären Fruchtkörper abschließt. Dieser Prozess wird durch eine Reihe aufeinanderfolgender Signale organisiert, die eine differentielle Genexpression regulieren. Die Gene der Discoidin I Familie gehören zu den Ersten, die im Laufe des Wachstums-Differenzierungs-Übergangs (engl. GDT) aktiviert werden. Sie eignen sich daher vorzüglich als Marker für den Beginn der Entwicklung. Mit Hilfe einer REMI-Mutagenese und Discoidin I als molekularem Marker sind verschiedene Komponenten des Wachstums-Differenzierungs-Übergangs in unserer Arbeitsgruppe identifiziert worden (Zeng et al., 2000 A und B; Riemann und Nellen, persönliche Mitteilung). Mit demselben Ansatz wurde in der vorliegenden Arbeit eine REMI-Mutante identifiziert, die eine Fehl-Expression von Discoidin zeigte und einen axenischen Wachstumsdefekt bei 15 °C aufwies. Das Gen wurde als Homolog zum humanen Tafazzin-Gen identifiziert. Dieses Gen wurde zur Rekonstruktion des Phänotyps über homologe Rekombination erneut disruptiert, was wie erwartet zu dem zuerst beschriebenen Phänotyp führte. Folgerichtig ergab eine Überexpression des Gens in den Mutanten eine Komplementation des Phänotyps. Immunfluoreszenz-Experimente zeigten eine mitochondriale Lokalisation des Dictyostelium discoideum Taffazzin Proteins. Dass ein mitochondriales Protein in Zusammenhang mit dem Wachstums-Differenzierungs-Übergang steht, ist ein unerwarteter Befund, der aber als Hinweis darauf gewertet werden kann, dass Mitochondrien einen direkten Einfluss auf die entwicklungsspezifische Signaltransduktion ausüben. Die Taffazzin Disruptions-Mutante in Dictyostelium führte zu einem abnormalen Cardiolipin Metabolismus. Dieses Phospholipid ist ein charakteristischer Bestandteil der inneren Mitochondrienmembran und für die Funktion verschiedener Enzyme erforderlich. Unsere vorläufigen Analysen des Phospholipid-Gehalts zeigten Übereinstimmung mit Daten von Patienten mit Barth-Syndrom, einer humanen Erkrankung, bei der das Taffazzin-Gen Mutationen aufweist, und mit Hefe-Mutanten dieses Gens. Dies zeigt den Wert von Dictyostelium discoideum als einen weiteren Modelorganismus zur Untersuchung des Barth-Syndroms und zur Erprobung möglicher Therapieansätze.

"Wie hast du's mit der Religion?"

Die Dissertation beschäftigt sich aus interdisziplinärer (musikwissenschaftlicher, literaturwissenschaftlicher und theologischer) Sicht mit den Biographien Brechts und Weills und ihrem bekanntesten gemeinsamen Werk, der Dreigroschenoper. Im ersten Teil werden anhand von Selbstäußerungen in Briefen und Tagebüchern die Biographien beider Künstler mit Blick auf Spuren von religiöser Biographie, Frömmigkeit und argumentativer Auseinandersetzung mit ihrer jeweiligen Heimatreligion – für Brecht das Christentum und für Weill das Judentum – untersucht. Die in der Forschung pauschal gehaltene These von einer intensiven religiösen Sozialisation beider Künstler ist zwar gerechtfertigt und vor allem für Brecht bekannt, stellt aber nur einen Ausgangspunkt für differenziertere Untersuchungen dar. Dazu gehört es religiöse Existenz als bedeutenden und künstlerisch wirksamen Bestandteil von Persönlichkeitsentwicklung zu verstehen. Religiöse Existenz darf nicht, wie es fast durchgängig in der Forschung zu Brecht und Weill geschieht, auf eine affirmative Grundhaltung begrenzt werden, auch dürfen nicht christliche und jüdische Sozialisation gleichgesetzt werden. Daher sind auch die in der Arbeit gewonnenen exemplarischen Einblicke in Glaubensvorstellungen und Lebenspraxis von Juden und Christen im ausgehenden Kaiserreich und in der Weimarer Republik von besonderer Bedeutung. Auch reicht die bloße Feststellung einer intensiven religiösen Sozialisation nicht aus um wirklich zu beschreiben, was sie jeweils – etwa die Schabbatpraxis im Hause Weill oder Brechts Zweifel am Christentum während der Krankheit seines Vaters – bedeuten und bewirken kann. Mit der in der Dissertation vorgenommenen differenzierten Sichtung von Biographie wird weder die „Moderation“ der eigenen Biographie durch die Künstler außer Acht gelassen noch das künstlerische Werk der Biographie untergeordnet. Es wird vielmehr in der Verknüpfung der mehrdimensionalen Bezugssysteme das geschichtliche und damit auch das biographische Werden eines Werkes gleichzeitig als Charakteristikum seiner Ästhetik verstanden. Für die religiöse Dimension der Dreigroschenoper gilt ähnliches wie für die Sicht auf die religiösen Sozialisationen. Einige der offensichtlichen Anspielungen auf religiöse Kontexte gelten als bekannt. Dabei werden aber Tiefendimensionen und Ambivalenzen vernachlässigt, welche bei der Verwendung der zumeist biblischen Spuren mitschwingen und die auch für die Künstler mitschwingen konnten (Buch Rut, Passion Jesu etc.). An diesem Punkt setzt die Untersuchung im zweiten Teil der Arbeit ein, welche die versteckten, verdeckten oder nur oberflächlich untersuchten Spuren religiöser Konnotation in der Dreigroschenoper ermittelt und wieder verständlich macht. Brecht war nicht Theologe und schon gar nicht Exeget war, er war aber als Literat und als christlich sozialisierter Künstler in der Lage, kontextuelle Zusammenhänge, innerbiblische Verweise und Leerstellen biblischer Texte zu erkennen. Daher ist es für die Interpretation der Dreigroschenoper auch wesentlich, biblische Hintergründe und ausgewählte theologische Erkenntnisse heranzuziehen. Durch den Rückgriff auf Biblisches und damit auf jüdische und christliche Tradition wird nicht nur die Komplexität der Dreigroschenoper verdeutlicht, sondern gleichsam rückwirkend die Komplexität biblischer Theologie sichtbar. Der Komponist darf bei diesem künstlerischen Verarbeitungsprozess religiöser Kontexte nicht verdrängt werden. Die Frage nach religiös semantisierbarer Musik ist trotz aller Schwierigkeiten notwendig. Der Blick auf Weills Biographie, sein Aufwachsen im Hause eines jüdischen Kantors, seine Kenntnis der Synagogalmusik, seine künstlerische Verbundenheit mit Gustav Mahler, seine Kenntnis von Orgelmusik, Chorälen und den bachschen Passion und seine Selbstreflexion über sich als Künstler, der Jude war, fordert in dieser Hinsicht eine differenzierte und funktionale Sicht auf religiöse Semantik in der Musik. In der Dreigroschenoper spiegeln sich Säkularisierungsprozesse wider, doch bleibt trotz dieser Prozesse ein Bewusstsein für die religiösen Traditions- und Erklärungsmuster erhalten. Dieses gilt es wieder zu erschließen, da es untrennbar zum Werk, zur Werkästhetik und damit zu seinem Verständnis gehört. Die Dreigroschenoper verdeutlicht darüber hinaus, dass die religiöse Dimension noch in der Distanzierung bedeutsam bleibt. Auch daran wird erkennbar, wie sehr eine Gesellschaft von Voraussetzungen lebt, die sie nicht selbst hergestellt hat. Die Dreigroschenoper kann somit heute auch zu einem Lehrstück für kulturelle Codes werden.

Transmission of wireless power by magnetic resonance

The work involves investigation of a type of wireless power system wherein its analysis will yield the construction of a prototype modeled as a singular technological artifact. It is through exploration of the artifact that forms the intellectual basis for not only its prototypical forms, but suggestive of variant forms not yet discovered. Through the process it is greatly clarified the role of the artifact, its most suitable application given the constraints on the delivery problem, and optimization strategies to improve it. In order to improve maturity and contribute to a body of knowledge, this document proposes research utilizing mid-field region, efficient inductive-transfer for the purposes of removing wired connections and electrical contacts. While the description seems enough to state the purpose of this work, it does not convey the compromises of having to redraw the lines of demarcation between near and far-field in the traditional method of broadcasting. Two striking scenarios are addressed in this thesis: Firstly, the mathematical explanation of wireless power is due to J.C. Maxwell's original equations, secondly, the behavior of wireless power in the circuit is due to Joseph Larmor's fundamental works on the dynamics of the field concept. A model of propagation will be presented which matches observations in experiments. A modified model of the dipole will be presented to address the phenomena observed in the theory and experiments. Two distinct sets of experiments will test the concept of single and two coupled-modes. In a more esoteric context of the zero and first-order magnetic field, the suggestion of a third coupled-mode is presented. Through the remaking of wireless power in this context, it is the intention of the author to show the reader that those things lost to history, bound to a path of complete obscurity, are once again innovative and useful ideas.

Power transfer in velocity-vortex acceleration

A theoretical model is presented of an electron acceleration-as-oscillator method derived from the work of Joseph Larmor unified with J. Clerk Maxwell’s theory of vorticity for the displacement of radiation into free-space at an antenna interface.