bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
On the radiative forcing of contrail cirrus contaminated by black carbon
Authors: Liou K. N. , Takano Y. , Yue Q. , Yang P.
Published: February 2013

The effects of internal and external mixings of black carbon (BC) (soot) in ice particles on the radiative properties of contrail cirrus are investigated using a simple ice plate model. The internal mixing state absorbs substantially more radiation as compared with its external mixing counterpart due to light absorption enhancement from all directions. The soot absorption effect is largely confined to wavelengths shorter than about 1.4 µm, beyond which ice absorption predominates. For an ice crystal size of 5 µm internally mixed with a soot particle of 0.1 µm radius in contrail cirrus with an optical depth of 0.5, the instantaneous radiative forcings at the top of and within the atmosphere are approximately 0.2 and 0.8 W/m2, respectively. In view of the likelihood of multiple inclusions of soot particles in contrail cirrus, these values are lower limits. Thus, a realistic assessment of the global and regional radiative forcings of contrail cirrus for climate studies must account for the radiative effect induced by soot mixing states associated with the microscopic formation of ice particles.
Meridional movement of wind anomalies during ENSO events and their role in event termination
Authors: McGregor Shayne , Ramesh Nandini , Spence Paul , England Matthew H. , McPhaden Michael J. , Santoso Agus
Published: February 2013

Observational analysis has shown that when El Niño‐Southern Oscillation (ENSO) events typically reach their peak amplitude in boreal winter, the associated zonal wind anomalies abruptly shift southward so that the maximum anomalous zonal wind is located around 5°–7°S. Here, an analysis utilizing multiple wind products identifies a clear ENSO phase nonlinearity in the extent of this meridional wind movement and its dynamically linked changes in equatorial heat content. It is shown that the meridional wind movement and its discharging effect increase with increasing El Niño amplitude, while both remain relatively small regardless of La Niña amplitude. This result implies that asymmetries in the extent of the meridional wind shift may contribute to the observed asymmetry in the duration of El Niño and La Niña events. We also evaluate the result sensitivities to wind product selection and discuss Eastern Pacific (EP) and Central Pacific (CP) El Niño event differences.
Geological and frictional aspects of very‐low‐frequency earthquakes in an accretionary prism
Authors: Saito Tsubasa , Ujiie Kohtaro , Tsutsumi Akito , Kameda Jun , Shibazaki Bunichiro
Published: February 2013

Very‐low‐frequency earthquakes (VLFE) occur within accretionary prisms and near subduction plate boundaries at slip rates of 0.05–2 mm/s. However, the geological and frictional aspects of VLFE remain poorly understood. The thrusts in the Shimanto accretionary complex exhumed from source depths of VLFE are composed of quartz‐rich fault rocks with or without clay foliations. We examined the frictional velocity dependence of thrust materials. At slip rates of 0.0028–0.28 mm/s, the powder sample from non‐foliated fault rock shows velocity‐weakening behavior, while that from foliated fault rock exhibits velocity‐strengthening behavior. Both samples show velocity‐strengthening behavior at slip rates of 0.28–2.8 mm/s. Microstructural analysis reveals that the velocity‐weakening sample shows a shear localization, while the velocity‐strengthening sample is marked by clay foliations oblique and parallel to shear zone boundaries. Our results imply that frictional instability generates along quartz‐rich fault rock but slip becomes stable at higher slip rates, regardless of mineral composition. This is favorable for the occurrence of VLFE in subduction zones.
Compositional instability of Earth's solid inner core
Authors: Gubbins D. , Alfè D. , Davies C. J.
Published: February 2013

All models that invoke convection to explain the observed seismic variations in Earth's inner core require unstable inner core stratification. Previous work has assumed that chemical effects are stabilizing and focused on thermal convection, but recent calculations indicate that the thermal conductivity at core temperatures and pressures is so large that the inner core must cool entirely by conduction. We examine partitioning of oxygen, sulfur, and silicon in binary iron alloys and show that inner core growth results in a variable light element concentration with time: oxygen concentration decreases, sulfur concentration decreases initially and increases later, and silicon produces a negligible effect to within the model errors. The result is a net destabilizing concentration gradient. Convective stability is measured by a Rayleigh number, which exceeds the critical value for reasonable estimates of the viscosity and diffusivity. Our results suggest that inner core convection models, including the recently proposed translational mode, can be viable candidates for explaining seismic results if the driving force is compositional.
Climate‐driven sea level anomalies modulate coastal groundwater dynamics and discharge
Authors: Gonneea Meagan Eagle , Mulligan Ann E. , Charette Matthew A.
Published: February 2013

To better understand the physical drivers of submarine groundwater discharge (SGD) in the coastal ocean, we conducted a detailed field and modeling study within an unconfined coastal aquifer system. We monitored the hydraulic gradient across the coastal aquifer and movement of the mixing zone over multiple years. At our study site, sea level dominated over groundwater head as the largest contributor to variability in the hydraulic gradient and therefore SGD. Model results indicate the seawater recirculation component of SGD was enhanced during summer while the terrestrial component dominated during winter due to seasonal changes in sea level driven by a combination of long period solar tides, temperature and winds. In one year, sea level remained elevated year round due to a combination of ENSO and NAO climate modes. Hence, predicted changes in regional climate variability driven sea level may impact future rates of SGD and biogeochemical cycling within coastal aquifers.
GOCE: The first seismometer in orbit around the Earth
Authors: Garcia Raphael F. , Bruinsma Sean , Lognonné Philippe , Doornbos Eelco , Cachoux Florian
Published: February 2013

The first in situ sounding of a post‐seismic infrasound wavefront is presented, using data from the GOCE mission. The atmospheric infrasounds following the great Tohoku earthquake (on 11 March 2011) induce variations of air density and vertical acceleration of the GOCE platform. These signals are detected at two positions along the GOCE orbit corresponding to a crossing and a doubling of the infrasonic wavefront created by seismic surface waves. Perturbations up to 11% of air density and 1.35 × 10 − 7 m/s2 of vertical acceleration are observed and modeled with two different solid‐atmosphere coupling codes. These perturbations are a due to acoustic waves creating vertical velocities up to 130 m/s. Amplitudes and arrival times of these perturbations are reproduced respectively within a factor 2, and within a 60 s time window. Waveforms present a good agreement with observed data. The vertical acceleration to air density perturbation ratio is higher for these acoustic waves than for gravity waves. Combining these two pieces of information offers a new way to distinguish between these two wave types. This new type of data is a benchmark for the models of solid‐atmosphere coupling. Amplitude and frequency content constrain the infrasound attenuation related to atmosphere viscosity and thermal conductivity. Observed time shifts between data and synthetics are ascribed to lateral variations of the seismic and atmospheric sound velocities and to the influence of atmospheric winds. These effects should be included in future modeling. This validation of our modeling tools allows to specify more precisely future observation projects.
Mixed convection stagnation point flow and heat transfer of Cu‐water nanofluids towards a shrinking sheet
Authors: Das K.
Published: February 2013

This work is focused on numerical simulations of mixed convection stagnation point flow and heat transfer of Cu‐water nanofluids impinging normally towards a shrinking sheet. Similarity transformation technique is adopted to obtain the self‐ similar ordinary differential equations and then solved numerically using symbolic software MATHEMATICA. The features of the flow and heat transfer characteristics for different values of the governing parameters are analyzed and discussed through graphs and tables. Both cases of assisting and opposing flows are considered. The physical aspects of the problem are highlighted and discussed. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. Heat Trans Asian Res; Published online in Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com/journal/htj). DOI 10.1002/htj.21037

2000 Mathematics Subject Classification: 76M20, 76W05
ASSESSMENT AND TREATMENT OF CHRONIC HAND MOUTHING
Authors: Roscoe Eileen M. , Iwata Brian A. , Zhou Liming
Published: February 2013

Hand mouthing (HM) is a chronic problem in many individuals with intellectual disabilities. Although the prevalence of mouthing has been estimated, data on the frequency, severity, or functions of the behavior were not included. In Study 1, we examined the prevalence and risk of HM. Results obtained from interviews showed that the prevalence of HM in two institutional samples (N = 802) was 12.7%, whereas direct observation yielded a lower estimate of prevalence (8%). Moreover, a large proportion of observed HM (39.1%) was self‐injurious in nature. In Study 2, we used modified functional analyses (FAs) to examine the HM of 64 individuals. Results indicated that maintenance by automatic reinforcement accounted for 98.4% of the cases (all but one case). In Study 3, we implemented a progressive series of interventions for HM exhibited by 14 individuals. The following interventions were implemented in sequential order: (a) noncontingent reinforcement (NCR, effective with 6 subjects), (b) either NCR plus differential reinforcement of alternative behavior (DRA) plus response blocking (effective with 5 subjects) or NCR plus response blocking only (effective with 2 subjects), and (c) NCR plus brief manual restraint (effective with 1 subject).
A FUNCTIONAL ANALYSIS OF MODERATE‐TO‐VIGOROUS PHYSICAL ACTIVITY IN YOUNG CHILDREN
Authors: Larson Tracy A. , Normand Matthew P. , Morley Allison J. , Miller Bryon G.
Published: February 2013

Inadequate physical activity increases the risks related to a number of health problems in children, most notably obesity and the corresponding range of associated health problems. The purpose of the current study was to conduct a functional analysis to investigate the effects of several consequent variables on moderate‐to‐vigorous physical activity (MVPA). We observed the level of MVPA exhibited by 2 preschool children in 4 conditions: alone, attention contingent on MVPA, adult interaction contingent on MVPA, and escape from task demands contingent on MVPA. These four conditions were compared to a naturalistic baseline and to a control condition. Overall, results indicated that the children were most active when attention and interactive play were contingent on MVPA. Social environments that encourage MVPA could be arranged based on this information, with these arrangements tailored to the individual child.
Anti‐Inflammatory Profile of Paricalcitol in Hemodialysis Patients: A Prospective, Open‐Label, Pilot Study
Authors: Navarro‐González Juan F. , Donate‐Correa Javier , Méndez María L. , de Fuentes Mercedes Muros , García‐Pérez Javier , Mora‐Fernández Carmen
Published: February 2013

Inflammation is a strong predictor of increased morbidity and mortality in hemodialysis (HD) patients. Paricalcitol, a selective vitamin D receptor activator used for prevention and treatment of secondary hyperparathyroidism, has shown anti‐inflammatory properties in experimental studies, although clinical data are scarce. In an open‐label, prospective, single center, pilot study, 25 stable HD patients, previously receiving calcitriol, completed 12 weeks of therapy with oral paricalcitol. Serum and peripheral blood mononuclear cell (PBMC) expression profiles of inflammatory cytokines were analyzed. Serum interleukin (IL)‐1, IL‐10, and IL‐18 did not change, unlike high‐sensitivity C‐reactive protein (hs‐CRP), tumor necrosis factor‐α (TNF‐α), and IL‐6, which experienced a significant mean percent decrease of 14.3%, 4.7%, and 5%, respectively. There was a significant reduction in the TNF‐α/IL‐10 and the IL‐6/IL‐10 ratios (P < .05). Serum intact parathyroid hormone concentration experienced a mild but significant reduction. In addition, expression levels of TNF‐α and IL‐6 decreased by 19.1% (P < .01) and 17.5% (P < .001), respectively, whereas expression of IL‐10 increased by 17.7% (P < .01) after treatment. In conclusion, paricalcitol administration to HD patients is associated with a beneficial effect on the inflammatory cytokine serum and gene expression profile of PBMC. This effect may contribute to the survival benefits of paricalcitol observed in clinical studies.
SHAPING BEHAVIORAL PATTERNS
Authors: Locey Matthew L. , Rachlin Howard
Published: February 2013

Pigeons were rewarded for distributing eight pecks across two keys (L and R) in various patterns. The simplest pattern was at least one switch between the two keys (LR or RL) anywhere during the sequence; the next simplest was at least one instance of LLRR or RRLL anywhere during the sequence; the next was LLLRRR or RRRLLL; the most complex was LLLLRRRR or RRRRLLLL. Note that each more complex pattern contains the simpler ones within it. Initially, all patterns were reinforced but amount of reinforcement varied directly with complexity of pattern. The pigeons typically began the eight‐peck sequence by pecking on their dispreferred key and then switched to their preferred key during the sequence. In subsequent conditions, simpler patterns were progressively unreinforced until finally only the most complex pattern (exactly four pecks on one key followed by exactly four pecks on the other) was reinforced. Three of the 4 pigeons tested maintained responding under this contingency; responding of the 4th pigeon extinguished. A second group of 4 pigeons was exposed immediately after training to extinction of all patterns except the most complex one. Three of the pigeons failed to maintain responding and the 4th maintained responding at a very low level. These results are evidence that response patterns can be shaped directly without building them up from a sequence of individually reinforced responses. The results may serve as a model of how self‐controlled and altruistic behavior can arise through reinforcement.
Quantifying landscape morphology influence on peatland lateral expansion using ground‐penetrating radar (GPR) and peat core analysis
Authors: Loisel Julie , Yu Zicheng , Parsekian Andrew , Nolan James , Slater Lee
Published: February 2013

Northern peatlands contain vast amounts of organic carbon. Large‐scale datasets have documented spatial patterns of peatland initiation as well as vertical peat accumulation rates. However, the rate, pattern, and timing of lateral expansion across the northern landscape remain largely unknown. As peatland lateral extent is a key boundary condition constraining the dynamics of peatland systems, understanding this process is essential. Here we use ground penetrating radar (GPR) and peat core analysis to study the effect of local slope and topography on peatland development at a site in south‐central Alaska. The study site is unique in that a thick tephra (volcanic ash) layer, visible in the GPR data, interrupted the peatland development for about one thousand years during the mid Holocene. In our analysis, this tephra layer serves as a re‐initiation point for peatland development. By comparing the initial mineral basin vs. the post‐tephra surfaces, the influence of topography and slope on peatland expansion rate and peat‐carbon sequestration was analyzed. Our results show that (1) peatland surface slope becomes progressively shallower over the Holocene, (2) slope affects peatland lateral expansion nonlinearly, (3) the relationship between lateral expansion rate and slope follows a power‐law behavior, and (4) peatland expansion becomes slope‐limited above a threshold (0.5°). Furthermore, we propose a conceptual model linking slope to peatland lateral expansion where slope gradient and basin topography exert deterministic controls on peatland lateral expansion directly or through hydrology and vertical accumulation rates.
Managing Multi‐Faceted Risks in Microfinance Operations
Authors: Khan Saleh , Ashta Arvind
Published: February 2013

Microfinance faces more than just credit risk, as learning how to identify and mitigate all the different risks is critical to sustainability.
Microfinance and Financial Performance
Authors: Daher Lâma , Le Saout Erwan
Published: February 2013

Financial performance is an important issue even for microfinance institutions, which need sustainability and self‐sufficiency in the long run.
Exploring the Role of the Board of Directors in Cooperatives: Lessons for Microfinance
Authors: Allemand Isabelle , Brullebaut Bénédicte , Raimbault Sophie
Published: February 2013

Good practices of boards in French cooperatives could be recommended to improve the board's role in microfinance.
Monte–Carlo Simulation of Ester Exchange Reactions in PET/PEN Blends
Authors: Mahjub Alireza , Jafari Seyed Hassan , Khonakdar Hossein Ali , Wagenknecht Udo , Heinrich Gert
Published: February 2013

Monte–Carlo kinetic simulations are performed to study exchange reactions in PET/PEN blends. Chain distribution of the blend is simulated at various mixing conditions. The average length of PET and PEN repeating units decreases with increasing exchange reactions. Derivative of heat flow is modeled at Tg region during mixing. Two peaks are observed on the derivative of heat flow curve at the early stages of mixing, indicating formation of an immiscible blend. With increasing mixing time, miscibility between two phases increasea and the peaks converge toward each other and finally form a single peak. The Monte–Carlo simulation results are in fine agreement with experimental data obtained from different systems.

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Die Rolle der Physik in der modernen Elektronik
Authors: Heywang W.
Published: February 2013

Bei der Weiterentwicklung der Halbleiterelektronik spielt die Physik auch heute eine entscheidende Rolle. Die Grenzen einer weiteren Verkleinerung der Elemente höchstintegrierter Schaltungen werden weder durch die Strukturierungstechnologie noch durch die Dotierungsstatistik gesetzt, sondern durch physikalische Grundeffekte, z. B. im Zusammenhang mit heißen Elektronen in Raumladungszonen. Durch Ausweichen in die dritte Dimension und dadurch, daß Speicher‐ bzw. Schaltungszellen als Ganzes optimiert und nicht mehr aus Einzelelementen zusammengesetzt werden, ist dennoch eine weitere Steigerung des Integrationsgrades zu erwarten.

Die Peripherie der Signalverarbeitung (Sensoren für physikalische und chemische Größen, Aktoren) muß der Mikroelektronik angepaßt werden, wobei gleichzeitig auch neue physikalische Pinzipien mit einbezogen werden müssen. Auf dem Gebiet der Optoelektronik (z. B. für Laserdioden) und der Mikrowellen‐Bauelemente und ‐Schaltungen (mit angestrebten Schaltzeiten bis herab zu 10 ps) gewinnen Halbleiter‐Hetero‐Dünnschichtstrukturen mit Dimensionen weit unter 1 μm zunehmend Bedeutung.

Insgesamt eröffnen sich dem Physiker gerade in der modernen Elektronik äußerst reizvolle und wichtige Aufgaben. Voraussetzung ist aber ein vertieftes Verständnis für die Aspekte moderner elektronischer Systeme.
Kompakte Toroide: Plasmen mit Feldumkehr für die Kernfusion
Authors: Bruhns H.
Published: February 2013

Lineare Plasmaanlagen wie Pinche und Spiegelmaschinen sind wegen ihrer technischen Einfachheit für die kontrollierte Kernfusion attraktiv. Toroidale Plasmaexperimente, vor allem Tokamak und Stellarator, zeigen günstigere Einschlußeigenschaften, sie erscheinen aber in der Reaktorperspektive technisch erheblich aufwendiger. Mit dem kompakten Torus wird versucht, die Vorzüge beider Konzepte zu verbinden: Ein Plasma mit toroidaler Magnetfeldstruktur wird in einer linearen Konfiguration eingeschlossen. Neben Experimenten mit rein poloidalen Feldern verspricht der Spheromak mit seiner helikalen (poloidalen und toroidalen) Feldtopologie vorteilhafte Eigenschaften.
Die Erzeugung ultrakurzer Laserimpulse im Ultraviolett‐und Röntgenbereich
Authors: Schäfer F. P.
Published: February 2013

Seit kurzem ist es möglich, mit Excimerlasern im ultravioletten Spektralbereich Subpikosekunden‐Laserimpulse mit mehr als 30 GW Spitzenleistung zu erzeugen. Mit im Bau befindlichen großen Excimerlaser‐Verstärkerstufen dürfte bald die Terawattgrenze überschritten werden. Neben zahlreichen Anwendungen in der Grundlagen‐forschung (z. B. nichtlineare Optik, Photochemie) erschließen diese leistungsstarken ultrakurzen Laserimpulse neue Möglichkeiten zur Realisierung von Lasern, die ein lasererzeugtes dichtes Plasma als aktives Medium benutzen und im Prinzip im ganzen Bereich vom kurzwelligen Ultraviolett bis zum mittleren Röntgengebiet arbeiten und Laserimpulse im Subfemtosekunden‐Bereich ausstrahlen können.
Strategische Verteidigung: Physikalische und technische Aspekte von Teilchenstrahl‐ und Laserwaffen: Die Waffenabwehr
Authors: Teller E.
Published: February 2013

Die Redaktion der Physikalischen Blätter hat die Diskussion um eine deutsche Beteiligung am amerikanischen SDI‐Programm zum Anlaß genommen, einen prominenten Befürworter der „Strategischen Verteidigungsinitiative”︁, Edward Teller, bzw. einen Gegner, Richard L. Garwin, um einen Beitrag über physikalische und technische Aspekte von Teilchenstrahl‐ und Laserwaffen zu bitten. Die Einladung enthielt die Aufforderung, sich auf die durch Physik und Technik gegebenen Möglichkeiten und Grenzen zu beschränken und politische Überlegungen weitgehend auszuklammern. Die Autoren wurden über die Einladung an den jeweils anderen und über den Abdruck beider Artikel in einem Heft informiert, sie hatten aber keine Gelegenheit, den Text des anderen vorher zu lesen.
Neue optische Methoden der hochauflösenden Kohärenz‐spektroskopie an Atomen
Authors: Mlynek J.
Published: February 2013

Zur Messung kleiner atomarer Niveauaufspaltungen, deren Resonanzfrequenzen typischerweise im Hochfrequenzbereich liegen, können Methoden der nichtlinearen Laserspektroskopie vorteilhaft eingesetzt werden: Insbesondere kohärente resonante Raman‐Streuprozesse in Verbindung mit optischen Heterodynverfahren zum Signalnachweis eröffnen dabei neue Möglichkeiten der hochauflösenden Hertzschen Spektroskopie im Frequenz‐ und Zeitbereich. Entsprechende Experimente an atomaren Gasen und Festkörpern werden diskutiert.
Integrierte Optik mit Halbleitern
Authors: Schlachetzki A.
Published: February 2013

Halbleiter bieten für die Integrierte Optik besondere Möglichkeiten, weil sich mit ihnen sowohl elektronische als auch optoelektronische und optische Bauelemente herstellen lassen. Ausgehend von der optischen Nachrichtentechnik als dem Haupteinsatzgebiet wird im folgenden umrissen, welche Vorstellungen man von der zukünftigen Entwicklung der Integrierten Optik hat und welche Baugruppen und Komponenten bisher monolithisch integriert worden sind. Während die auf InP basierenden Legierungen noch relativ wenig entwickelt sind, kann man bei GaAs und dem verwandten GaAlAs von einer Kleinintegration im Übergang zu mittleren Integrationsgraden sprechen.
Höchstauflösende Neutronenspektroskopie und quantenmechanische Unschärferelation
Authors: Rauch H.
Published: February 2013

In einem ausführlichen Übersichtsartikel haben die Physikalischen Blätter 1985 über verschiedene Testexperimente zur Quantenmechanik berichtet, die im Rahmen der Neutroneninterferometrie durchgeführt worden sind. In der Zwischenzeit ist es gelungen, das Energie‐ bzw. das Impulsauflösungsvermögen derart zu steigern, daß die entsprechenden komplementären Größen in der Unschärferelation makro‐skopische Dimensionen annehmen. Im folgenden wird die Beugung thermischer Neutronen an einem Spalt der Breite von 5 mm und eine Art Quanten‐Beat‐Effekt mit einer charakteristischen Zeitkonstante von 47,9 Sekunden beschrieben.
Sein und Werden der schwersten Elemente — „Quantal”︁ für 267 Nukleonen
Authors: Armbruster P.
Published: February 2013

Ein „Quantal”︁ ist ein Ballett, getanzt nach den Regeln der Quantenmechanik. Die Tänzer sind Fermionen. Ein „Quantal der Kernphysik”︁ ist die Idee der möglichen Existenz überschwerer Elemente, D. H. Von Elementen, deren Atomkerne allein durch quantenmechanische Ordnung oder, wie wir Kernphysiker sagen, durch Schaleneffekte stabilisiert sind. Daß auch die Erzeugung der überschweren Elemente nur zu verstehen ist, wenn wir diese Ordnung in allen Stadien des Bildungsprozesses mit in Betracht ziehen, ist das Ergebnis unserer Experimente der letzten Jahre. Dieses „Quantal”︁ zu beschreiben, ein Ballett für 267 Nukleonen im Falle von Element 109, möchte ich im folgenden versuchen.
Physikausbildung an den Universitäten und Hochschulen in der DDR
Authors: Auth J.
Published: February 2013

Vor dem Hintergrund der Zusammenarbeit in Wissenschaft und Technik, wie sie von den Regierungen der Bundesrepublik Deutschland und der Deutschen Demokratischen Republik im Sommer 1987 vereinbart wurde, ist auch das Interesse an Informationen über die Physik in der DDR gestiegen. Die Physikalischen Blätter haben dies zum Anlaß genommen, den Präsidenten der Physikalischen Gesellschaft der DDR und Prorektor für Naturwissenschaften und Technik der Humboldt‐Universität zu Berlin, Herrn Professor Joachim Auth, um einen Beitrag über die Physikausbildung an den Universitäten und Hochschulen der DDR zu bitten.
Neue Erkenntnisse zum Ursprung der CP‐Verletzung Erste Beobachtung der direkten CP‐Verletzung in Zerfällen neutraler K‐Mesonen
Authors: Kleinknecht K. , Wahl H.
Published: February 2013

Seit 25 Jahren ist bekannt, daß in der schwachen Wechselwirkung die Symmetrie unter der kombinierten Transformation Ladungskonjugation (C) und Paritätsinversion (P) verletzt ist. Der Ursprung dieser CP‐Verletzung zählt seitdem zu den bedeutenden offenen Fragen der Physik. Ist das Phänomen in dem so erfolgreichen Standardmodell der fundamentalen Wechselwirkungen „enthalten”︁ oder weist es auf die Existenz einer fünften, superschwachen Kraft hin? Die Voraussagen der konkurrierenden Theorien zur CP‐Verletzung unterscheiden sich nur derartig geringfügig, daß diese Frage bislang nicht durch ein Experiment zu beantworten war. Vor kurzem gelang im CERN dieses experimentum crucis.
Physik an Österreichs Universitäten – eine persönliche Sicht
Authors: Vogl G.
Published: February 2013

In loser Folge berichten die Physikalischen Blätter künftig über die Situation der Physik im Ausland. Den Anfang hat Professor J. Auth mit seinem Beitrag „Physikausbildung an den Universitäten und Hochschulen in der DDR”︁ gemacht (vgl. Februar‐Heft 1989).

Der Autor des folgenden Beitrages ist Österreicher. Er hat in Wien studiert und danach fast zwanzig Jahre in der Bundesrepublik Deutschland wissenschaftlich gearbeitet, zuletzt als Professor an der FU Berlin und am Hahn‐Meitner‐Institut. Seit 1985 ist er ordentlicher Professor für Experimentalphysik an der Universität Wien. Sein Fachgebiet ist die Anwendung nuklearer Methoden auf Probleme der Festkörperphysik, insbesondere der Metallphysik. Die Redaktion hat Herrn Vogl, der zur Zeit auch Stellvertretender Vorsitzender der Österreichischen Physikalischen Gesellschaft ist, gebeten, die Situation der Physik an österreichischen Universitäten aus der Sicht eines „Heimkehrers”︁ zu beschreiben.
Synergetischer Computer — ein „nicht‐biologischer”︁ Zugang
Authors: Haken H.
Published: February 2013

In letzter Zeit tritt die Frage nach der Konstruktion neuartiger Computer immer mehr in den Mittelpunkt der Diskussion, nicht nur von Informatikern, sondern auch von Physikern. Hierfür legen die Beiträge von Folberth [1], Horner [2] und der voranstehende Aufsatz von Heywang in den Physikalischen Blättern ein beredtes Zeugnis ab. Zugleich spiegeln diese Beiträge die unterschiedliche Einschätzung der Realisierungsmöglichkeiten und Zukunftsaussichten deutlich wider. Hierbei müssen wir mit der Tatsache leben, daß für „Neurocomputer”︁ ganz verschiedene Definitionen auf dem Markt sind. Die eine Gruppe, die insbesondere auch in einem Projekt des Bundesministeriums für Forschung und Technologie unterstützt wird, sieht – grob gesagt – die Möglichkeit, die an neuronalen Netzen im Gehirn von Mensch und Tier gewonnenen Erkenntnisse auf die Konstruktion von Computern, die dann „Neurocomputer”︁ heißen, zu übertragen. Man könnte dies als den „biologischen”︁ Zugang zu Neurocomputern bezeichnen.
Selbstähnlichkeit: Das Strukturgesetz im und vor dem Chaos
Authors: Großmann S.
Published: February 2013

Das Überlagerungsprinzip der linearen Naturgesetze weicht bei nichtlinearen Phänomenen dem Prinzip vielskaliger Selbstähnlichkeit, regelmäßig oder chaotisch (statistisch). Die angemessene Beschreibung ist die fraktale Geometrie. An vielen Beispielen aus unterschiedlichen Gebieten wird das häufige Vorkommen und das Wesen der Selbstähnlichkeit erläutert (Turbulenz, Allometrie, Diffusion, Chaos‐Übergang, usw.). Relevante Parameterbedingungen und die Begrenzung der Skalenbereiche werden erklärt, Zusammenhänge zwischen Nichtlinearität im Naturgesetz und Selbstähnlichkeit studiert.
Subnukleare Physik — theoretische Konzepte und experimentelle Beispiele
Authors: Weise W.
Published: February 2013

Subnukleare Physik ist die verbindende Disziplin zwischen Teilchen‐ und Kernphysik. Eines ihrer zentralen Themen ist die Aufklärung der inneren Struktur der Hadronen, d. h. der aus Quarks und Gluonen zusammengesetzten Teilchen. Die zugrundeliegende Theorie ist die Quantenchromodynamik (QCD); untersucht wird deren komplexes Verhalten bei niedrigen Energien, das unter anderem auch für die Kernkräfte verantwortlich ist. Mitentscheidend für die Fortschritte auf diesem Gebiet sind Präzisionsexperimente an Mittelenergie‐Beschleunigern und ‐Speicherringen (z. B. dem Elektronenbeschleuniger MAMI in Mainz und dem Niederenergie‐Antiprotonenring LEAR am CERN/Genf). Für die Kernphysik ist insbesondere die Frage aktuell, wie sich die Struktur der Nukleonen (d. h. die Größe, Masse und andere Eigenschaften der Protonen und Neutronen) im Innern von Atomkernen ändert. In diesem Aufsatz wird anhand ausgewählter Beispiele auf theoretische und experimentelle Entwicklungen der subnuklearen Physik eingegangen.
Probleme der Popularisierung der modernen Physik
Authors: Weisskopf V. F.
Published: February 2013

Am 10. Tag der DPG, der Mitte November 1989 im Physikzentrum Bad Honnef stattfand, nahm Professor Victor Weisskopf den Didaktik‐Preis 1989 aus der Hand des DPG‐Präsidenten entgegen. Er bedankte sich für die Ehrung mit einem Vortrag zum Thema „Probleme der Popularisierung der modernen Physik”︁, der im folgenden wiedergegeben ist. Weisskopf warnt darin nachdrücklich, sich bei der Popularisierung von Physik auf das Allerneueste zu beschränken. Viel wichtiger sei die Vermittlung der Grundlagen, weil sie es sind, die den geistigen Wert der modernen Wissenschaft enthalten. Er setzt sich dafür ein, bei Promotionen, Habilitationen und Berufungen auch Kriterien der didaktischen Befähigung heranzuziehen. (E. D.)
Radiologische Auswirkungen von Tritium‐Emissionen eines Fusionsreaktors
Authors: Müller H. , Pröhl G. , Henrichs K. , Paretzke H. G.
Published: February 2013

Basierend auf den im Beitrag von Gulden und Raeder [1] genannten möglichen Tritiumfreisetzungen wird im folgenden abgeschätzt, welche Strahlenexpositionen daraus für den Menschen entstehen können. Zu diesem Zweck werden relativ einfache Modellansätze verwendet. Es gibt zwar komplexere Rechenmodelle für den Transport von Tritium in der Umwelt und die daraus resultierende Strahlenexposition (z. B. [2, 3]), doch angesichts der existierenden Unsicherheiten bei der Ermittlung der Emissionsszenarien (und auch bei manchen Modellparametern) ist ein einfacherer Modellansatz durchaus zulässig.
Supraleitung zwischen Kernen — Verstärkter Transfer von Nukleonenpaaren
Authors: Von Oertzen W.
Published: February 2013

Schon vor mehr als zwanzig Jahren hat A. Bohr [1] festgestellt, daß die Paarungswechselwirkung zwischen Nukleonen zu einem Phasenübergang der Kernmaterie in schweren Kernen führen muß und einen Zustand erzeugt, der dem bekannten Phänomen der Supraleitung in Metallen äquivalent ist. Die Existenz dieses supraleitenden Zustandes ist seitdem sowohl experimentell als auch theoretisch mit Methoden ähnlich der BCS‐Theorie (Cooper‐Paare) [2, 3] ausführlich geprüft und bewiesen worden. Typische Kerne mit supraleitenden Eigenschaften sind solche mit Nukleonenzahlen weit weg von den magischen Schalen für Protonen oder Neutronen. Als Beispiele für halbmagische und somit sphärische Kerne sind zu nennen: 112Sn‐124Sn, hier ist Z = 50 (magisch); 138Ba‐144Sm, hier ist N = 82 (magisch). In Reaktionen zwischen diesen schweren Kernen können Nukleonenpaare ausgetauscht werden.
Ordnung und Dynamik an Festkörperoberflächen
Authors: Ertl G.
Published: February 2013

Die mikroskopischen (d. h. atomaren) Eigenschaften von Festkörperoberflächen sowie deren Veränderungen unter dem Einfluß der Wechselwirkung mit Teilchen aus der angrenzenden Gasphase sind heutzutage detaillierter experimenteller Untersuchung zugänglich. Die aus diesen Wechselwirkungen resultierenden Bindungen (Chemisorption) sind häufig mit dem Auftreten geordneter zweidimensionaler Phasen verknüpft und können andererseits zur Bildung neuer Moleküle (Katalyse) führen. Unter geeigneten Bedingungen können diese Prozesse zu makroskopischen Phänomenen der nichtlinearen Dynamik führen. Diese umfassen sowohl zeitliche Selbstorganisation (kinetische Oszillationen, Übergang zum Chaos etc.) als auch räumliche Musterbildung auf a priori homogenen Einkristalloberflächen.
Quantenchaos‐Theorie besteht Mikrowellentest
Authors: Blümel R.
Published: February 2013

Die Schwingungsmoden einer elastischen Platte kann man durch Bestreuen mit Sand sichtbar machen. Der Sand wird von den vibrierenden Stellen der Platte weggestoßen und in den Knotenlinien der Schwingungsmoden gesammelt. Auf diese Weise entstehen „Staubfiguren”︁, die von Chladni im Jahre 1787 in seinem Buch „Entdeckungen über die Theorie des Klanges”︁ erstmals beschrieben wurden [1]. Chladni benutzte Glas‐ und Metall‐platten, die er durch Streichen mit einem Violinbogen zum Schwingen anregte. Sein Buch enthält elf Kupferstiche mit über hundert Abbildungen von Staubfiguren, die er mit runden, rechteckigen, drei‐ und sechseckigen Platten erzeugte. Zwei typische Staubfiguren einer runden und einer quadratischen Platte sind in Abb. 1, oberer Teil zu sehen. Es fällt auf, daß sich Chladni auf die Untersuchung von Platten beschränkte, die durch ein hohes Maß an Symmetrie ausgezeichnet sind.
Walther Bothe (1891‐1957) Erinnerungen aus Anlaß seines 100. Geburtstages
Authors: Maier‐Leibnitz H.
Published: February 2013

Ein bedeutender Wissenschaftler wirkt durch seine Leistungen oder Entdeckungen. Walther Bothe hat dadurch gewirkt, daß er komplizierte Vorgänge, etwa das Verhalten schneller Elektronen in Materie, theoretisch vollständig und glasklar analysierte. Aber vor allem hat er als Experimentator an mehreren Stellen neue Wege gewiesen; seine Arbeiten markierten den Beginn wichtiger Entwicklungen. Eine zweite Wirkung, die er hat, betrifft seine Schüler, für die seine Denkweise und seine Leistungen Maßstäbe setzten, die anderen nicht zugänglich sind. Große Lehrer zu haben (für mich waren es James Franck und Walther Bothe) ist ein besonderes Glück.
Drittmittel im Fach Physik — ein Indikator für Forschungsleistung?
Authors: Hornbostel S.
Published: February 2013

Drittmittel spielten bei der Finanzierung universitärer Forschung von jeher eine Rolle. Der Umfang der Drittmittelforschung an den Hochschulen hat seit Beginn der siebziger Jahre erheblich zugenommen. Der folgende Beitrag versucht, auf der Basis amtlicher Hochschulstatistiken eine Korrelation zwischen Drittmitteleinwerbung und Forschungsleistung herzustellen.
Das Erscheinungsbild der Physik
Authors: Mayer‐Kuckuk Th.
Published: February 2013

Der aus eigener Erfahrung des Physikers gewonnenen Kenntnis vom Charakter der Physik steht das Erscheinungsbild gegenüber, das die Physik und diejenigen, die sie betreiben, dem Laien im weitesten Sinne darbieten. Wie unterscheiden sich die beiden Bilder? Welches sind die häufigsten Mißverständnisse, die beim Laien gegenüber der Physik aufkommen? Wie verzerrt ist dessen Bild von der Physik? Welches sind die Ursachen dieser Verzerrung? Das sind die Fragen, denen hier nachgegangen werden soll.
Festkörperlaser — neue Entwicklungen
Authors: Huber G.
Published: February 2013

Die Renaissance auf dem Gebiet der Festkörperlaser im Laufe des zurückliegenden Jahrzehnts bewirkt noch immer anhaltend hohe Wachstumsraten in Festkörperlaser‐Forschung und ‐Entwicklung. Festkörperlaser haben den Vorteil einer kompakten Bauweise bis in den Submillimeterbereich und einer langen Lebensdauer im Betrieb. In Halbleiterlasern kann effizient elektrische Energie in kohärentes Licht umgesetzt werden; sie sind allerdings durch ihre relativ niedrigen Zerstörungsschwellen in der Ausgangsleistung begrenzt. Dielektrische Festkörper können aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit und Stabilität weitaus höhere Spitzenleistungen und mittlere Leistungen erzeugen. Der vorliegende Aufsatz konzentriert sich auf dielektrische Festkörperlaser, die mit herkömmlichen Breitband‐Lichtquellen oder mit Halbleiterlasern angeregt werden.
Ernst Mach — Wegbereiter der modernen Physik: Zum 75. Todestag des Physikers, Physiologen und Philosophen
Authors: Hoffmann D.
Published: February 2013

„Mach war seiner geistigen Entwicklung nach nicht ein Philosoph, der sich die Naturwissenschaften als Objekt seiner Spekulationen wählte, sondern ein vielseitig interessierter, emsiger Naturforscher, dem die Erforschung auch abseits vom Brennpunkte des allgemeinen Interesses gelegener Detailfragen sichtlich Vergnügen machte”︁, schrieb Albert Einstein im Jahre 1916 in einem sehr persönlich gehaltenen und von tiefer Sympathie getragenen Nachruf auf Ernst Mach [1]. Diese Charakterisierung sollte beachtet werden, wenn es Leben und Werk des österreichischen Gelehrten anläßlich seines 75. Todestages zu würdigen gilt.
Adatome auf Festkörperoberflächen
Authors: Lagally M. G.
Published: February 2013

Die Adatombewegung auf Oberflächen kovalenter Festkörper — allen voran Silizium — ist von großer Bedeutung für die Weiterentwicklung von Halbleiter‐Bauelementen. Mit Hilfe der Rastertunnelmikroskopie gelingt es zunehmend besser, die mikroskopischen Aspekte dieser Bewegung zu verstehen.
Supersymmetrische Quantenmechanik
Authors: Nicolai H.
Published: February 2013

Das in den 70er Jahren eingeführte Konzept der Supersymmetrie spielt heute bei allen Versuchen, die fundamentalen Wechselwirkungen zu vereinheitlichen, eine wesentliche Rolle. Die Theorie kann inzwischen als prinzipiell lehrbuchreif gelten. Als „Einstieg”︁ in die „SUSY”︁ beschreibt im folgenden H. Nicolai den supersymmetrischen harmonischen und anharmonischen Oszillator. Theoretisch interessierte Leser, die über Grundkenntnisse der theoretischen Physik etwa im Umfang der Kursvorlesungen verfügen, sind aufgefordert, den Beitrag wie ein Kapitel eines Lehrbuchs nachzuvollziehen.
Forschen lernen — Möglichkeiten am Computer
Authors: Jodl H. , Luchner K.
Published: February 2013

Wir berichten im folgenden über eine bisher wenig diskutierte Methode, den Computer als Studierhilfsmittel zu verwenden. Charakteristisch für diese Methode ist, daß der Student dabei seine persönliche Interessenlage aktiv umsetzen kann, und daß er dabei lernt – vielleicht schon früher als sonst – sich auf eine typische Forschungssituation einzustimmen und darin zurechtzufinden.
Chemische Festkörpersensoren für Gase
Authors: Kohl D. , Heiland G. , Mokwa W.
Published: February 2013

In den letzten 10 Jahren haben Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der chemischen Festkörper‐Sensoren einen immer größeren Umfang angenommen. Der folgende Bericht erläutert die Arbeitsweise der wichtigsten Gassensoren, die vor allem zum Nachweis kleiner Konzentrationen von Fremdgasen in Luft dienen. Für Ausführungsformen und Anwendungen werden Beispiele gegeben.
ABM in der Physik ‐ Nach zwei Jahren doch in die Arbeitslosigkeit?
Authors: Lahmer W.
Published: February 2013

Arbeitsbeschaffungsmaßnahmen (ABM) in der Forschung sind ein Novum. Trotz mancher Zweifel an ihrer Effektivität und klar vorhersehbarer Probleme wurden sie dennoch als flankierende Maßnahme der Umgestaltung der Wissenschaftslandschaft in den neuen Bundesländern eingeführt. 63 ABM‐Projekte für 355 Personen sind bereits angelaufen, weitere 570 für 2969 Personen werden zur Zeit vorbereitet (Stand Mitte September). Der Bereich Physik ist mit 52 Projekten für 200 Mitarbeiter vertreten, 18 ABM‐Anträge davon liegen dem Arbeitsamt vor, 34 sind in Vorbereitung. Der folgende Beitrag stellt das neuartige Förderinstrument ABM vor und beschreibt die damit verbundenen Probleme. Es zeigt sich, daß eine langfristig angelegte qualifizierte, fachliche und administrative Betreuung der ABM‐Beschäftigten noch viel Aufwand erfordern wird. Dies gilt insbesondere angesichts der seit kurzem geltenden, gegenüber dem vorherigen Zustand verschlechterten ABM‐Konditionen.
Aussichtsreiche neue Perspektiven für die Elektronenmikroskopie
Authors: Dreisigacker E.
Published: February 2013

Jüngste gerätetechnische Fortschritte ermöglichen eine neuartige Mikroanalytik im Elektronenmikroskop und eröffnen realistische Aussichten auf eine Elektronenmikroskopie im Subangström‐Bereich. Durch die von deutschen Forschungsinstituten und deutschen bzw. europäischen Firmen getragenen Entwicklungen könnte sich die Marktposition der europäischen elektronenoptischen Industrie nachhaltig verbessern.
Als Physiker und Materialwissenschaftler in Kanada
Authors: Heywang W. , Heimann R. B.
Published: February 2013

Dieser Beitrag faßt Beobachtungen von zwei deutschen Wissenschaftlern zusammen, einem Physiker und einem Materialwissenschaftler, die sich aus formal unterschiedlicher Aufgabenstellung in Kanada trafen. Walter Heywang, apl. Professor an der TU München und ehemaliger Leiter der „Zentralen Forschung und Entwicklung”︁ bei Siemens, ist seit 1989 Visiting Technology Advisor an der University of Alberta, die er dreimal jährlich für vier Wochen besucht. Seine Aufgabe besteht vor allem in Technologieberatung und ‐transfer sowie in Hilfe bei Kooperationen über den Atlantik hinweg. Robert Heimann, Abteilungsleiter für Materialwissenschaften am Alberta Research Council und Professor an der University of Alberta, ist verantwortlich für Technologietransfer zur Grundstoff‐ und Sekundärindustrie in der kanadischen Provinz Alberta auf dem Gebiet traditioneller Werkstoffe und Hochleistungsmaterialien, insbesondere Hochleistungskeramik. Er lebt seit 1979 in Kanada, wo er in den Provinzen Ontario, Manitoba und Alberta an Universitäten (McMaster, U of Toronto), in der Industrie (3M Canada) und in Bundes‐ (Atomic Energy of Canada Ltd.) und Provinzforschungslaboratorien (Alberta Research Council) auf dem Gebiet der Materialforschung tätig war bzw. ist. (Red.)
Solarzellen mit Silizium aus der Flüssigphasenepitaxie
Authors: Werner J.
Published: February 2013

Eine Leerlaufspannung von 663 mV an 20 μm dicken Solarzellen auf der Basis von Flüssigphasensilizium wurde am Max‐Planck‐Institut für Festkörperforschung in Stuttgart erzielt. Diese hohen Spannungen deuten auf eine hohe Materialqualität hin, die es erlaubt, Dünnschichtzellen mit Wirkungsgraden über 20 % herzustellen.
Positronen‐Emissions‐Tomographie (PET): Ein diagnostisches Verfahren zur in vivo‐Stoffwechseluntersuchung mit Positronenstrahlern
Authors: Ostertag H.
Published: February 2013

Die Positronen‐Emissions‐Tomographie ermöglicht die externe quantitative Messung und bildliche Darstellung von physiologischen Größen und Stoffwechselparametern ohne Eingriff in den Organismus. Sie kombiniert die radioaktive Tracertechnik mit Positronenstrahlern mit den modernen Methoden der Erzeugung überlagerungsfreier Schnittbilder. In der klinischen Forschung wird die Positronentomographie bereits bei vielfältigen Fragestellungen eingesetzt (z. B. Hirnstoffwechsel, Rezeptorverteilungen und ‐dichten, Myokardstoffwechsel, Tumorstoffwechsel, Tumortherapieplanung und ‐kontrolle). Eine breitere klinische Anwendung steht unmittelbar bevor.
Zur aktuellen Situation des Vereinigten Instituts für Kernforschung in Dubna
Authors: Ebert D.
Published: February 2013

In seiner über 30jährigen Geschichte war das Vereinigte Institut für Kernforschung (VIK) in Dubna Wiege und Zentrum einer eigenständigen Hochenergie‐ und Kernphysik in den Ländern des ehemaligen Ostblocks. Mit der Wiedervereinigung ist die Bundesrepublik zum Mitgliedsland des VIK geworden, und seit Juli 1991 ist diese Zusammenarbeit neu vertraglich geregelt. Gegenwärtig sind dreißig deutsche Wissenschaftler permanent in Dubna tätig. In der internationalen Direktion des VIK arbeiten z. Z. Prof. Dr. D. Kiss (Direktor, Ungarn), Prof. Dr. D. Ebert (Vize‐Direktor, Bundesrepublik Deutschland), Prof. Dr. A. N. Sisakjan (Vize‐Direktor, Russische Föderation). Auf Einladung der Redaktion beschreibt D. Ebert die gegenwärtige Situation am VIK.
Emil Warburg — mehr als ein halbes Jahrhundert Physik
Authors: Wolff S. L.
Published: February 2013

Emil Warburg gelang eine der herausragenden Physikerkarrieren in Deutschland. Im Jahr 1895 erhielt er mit dem Berliner Lehrstuhl die wohl prestigeträchtigste Universitätsposition. Anschließend übernahm er bis 1922 die Präsidentschaft der Physikalisch‐Technischen Reichsanstalt. So gehörte Warburg zu den einflußreichsten und in der Sicht der damaligen Kollegen auch zu den bedeutendsten Physikern seiner Zeit. Warburgs langes aktives Forscherleben, das mit der Promotion von 1867 begann, illustriert ein wesentliches Stück Physikgeschichte anhand eines einzelnen Lebenslaufs.
LEP: Spinpolarisation liefert präzise Strahlenergie
Authors: Dehning B. , Schmidt R.
Published: February 2013

Mit Hilfe der Elektronen‐Spin‐Polarisation lassen sich die Strahlenergien in Beschleunigern sehr präzise bestimmen. Diese Methode wird in kleineren Speicherringen und bei Polarisationsgraden von 80–90% erfolgreich angewandt. Jetzt gelang die Energieeichung nach diesem Prinzip auch am LEP‐Speicherring bei einer Polarisation zwischen 5 und 16 Prozent.
Forschungsstätte für die Dritte Welt: Das International Centre for Theoretical Physics in Triest — Rückblick und Perspektiven
Authors: Hamende A. M.
Published: February 2013

Das 1964 in Triest gegründete „International Centre for Theoretical Physics”︁ (ICTP) ist längst über seine ursprüngliche Aufgabe, die Rahmenbedingungen für Wissenschaftler aus der Dritten Welt zu verbessern, hinausgewachsen: Das ICTP genießt auch in den industrialisierten Ländern einen ausgezeichneten Ruf für seine Forschungstätigkeiten auf fast allen Gebieten der Theoretischen und Angewandten Physik.
Mit wenigen Worten viel sagen: Georg Christoph Lichtenberg zum 250. Geburtstag
Authors: Brix P. , Joost U.
Published: February 2013

Georg Christoph Lichtenberg, einer der bedeutendsten deutschen Aufklärer, war der erste Gelehrte in Deutschland, der experimentell Naturwissenschaft betrieb. Den Denker, Zweifler und Spötter Lichtenberg, wie er sich in seinen „Sudelbüchern”︁, aber auch in zahlreichen Briefen verewigt hat, stellen P. Brix und U. Joost im nachfolgenden Aufsatz vor. Den Physikprofessor Lichtenberg bringt G. Beuermann im daran anschließenden Aufsatz dem Leser näher.