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The eikonal approach to gravitational scattering and radiation at $$ \mathcal{O} $$(G3)
Authors: Di Vecchia Paolo , Heissenberg Carlo , Russo Rodolfo , Veneziano Gabriele 
Published: July 2021

Abstract
Using $$ \mathcal{N} $$
N
= 8 supergravity as a theoretical laboratory, we extract the 3PM gravitational eikonal for two colliding massive scalars from the classical limit of the corresponding elastic two-loop amplitude. We employ the eikonal phase to obtain the physical deflection angle and to show how its non-relativistic (NR) and ultra-relativistic (UR) regimes are smoothly connected. Such a smooth interpolation rests on keeping contributions to the loop integrals originating from the full soft region, rather than restricting it to its potential sub-region. This task is efficiently carried out by using the method of differential equations with complete near-static boundary conditions. In contrast to the potential-region result, the physical deflection angle includes radiation-reaction contributions that are essential for recovering the finite and universal UR limit implied by general analyticity and crossing arguments. We finally discuss the real emission of massless states, which accounts for the imaginary part of the 3PM eikonal and for the dissipation of energy-momentum. Adopting a direct approach based on unitarity and on the classical limit of the inelastic tree-level amplitude, we are able to treat $$ \mathcal{N} $$
N
= 8 and General Relativity on the same footing, and to complete the conservative 3PM eikonal in Einstein’s gravity by the addition of the radiation-reaction contribution. We also show how this approach can be used to compute waveforms, as well as the differential and integrated spectra, for the different radiated massless fields.
Matrix regularization of classical Nambu brackets and super p-branes
Authors: Ashwinkumar Meer , Schmidt Lennart , Tan Meng-Chwan 
Published: July 2021

Abstract
We present an explicit matrix algebra regularization of the algebra of volume-preserving diffeomorphisms of the n-torus. That is, we approximate the corresponding classical Nambu brackets using $$ \mathfrak{sl}\left({N}^{\left\lceil \frac{n}{2}\right\rceil },\mathrm{\mathbb{C}}\right) $$
sl

N

n
2

ℂ

-matrices equipped with the finite bracket given by the completely anti-symmetrized matrix product, such that the classical brackets are retrieved in the N → ∞ limit. We then apply this approximation to the super 4-brane in 9 dimensions and give a regularized action in analogy with the matrix regularization of the supermembrane. This action exhibits a reduced gauge symmetry that we discuss from the viewpoint of L∞-algebras in a slight generalization to the construction of Lie 2-algebras from Bagger-Lambert 3-algebras.
A sufficient condition for counterexamples to the Nelson-Seiberg theorem
Authors: Sun Zheng , Tan Zipeng , Yang Lu 
Published: July 2021

AbstractSeveral counterexample models to the Nelson-Seiberg theorem have been discovered in previous literature, with generic superpotentials respecting the R-symmetry and non-generic R-charge assignments for chiral fields. This work present a sufficient condition for such counterexample models: the number of R-charge 2 fields, which is greater than the number of R-charge 0 fields, must be less than or equal to the number of R-charge 0 fields plus the number of independent field pairs with opposite R-charges and satisfying some extra requirements. We give a correct count of such field pairs when there are multiple field pairs with degenerated R-charges. These models give supersymmetric vacua with spontaneous R-symmetry breaking, thus are counterexamples to both the Nelson-Seiberg theorem and its extensions.
$$ \mathcal{N} $$ = 2 extended MacDowell-Mansouri supergravity
Authors: Alvarez Pedro D. , Delage Lucas , Valenzuela Mauricio , Zanelli Jorge 
Published: July 2021

Abstract
We construct a gauge theory based in the supergroup G = SU(2, 2|2) that generalizes MacDowell-Mansouri supergravity. This is done introducing an extended notion of Hodge operator in the form of an outer automorphism of su(2, 2|2)-valued 2-form tensors. The model closely resembles a Yang-Mills theory — including the action principle, equations of motion and gauge transformations — which avoids the use of the otherwise complicated component formalism. The theory enjoys H = SO(3, 1) × ℝ × U(1) × SU(2) off-shell symmetry whilst the broken symmetries G/H, translation-type symmetries and supersymmetry, can be recovered on surface of integrability conditions of the equations of motion, for which it suffices the Rarita-Schwinger equation and torsion-like constraints to hold. Using the matter ansatz —projecting the 1 ⊗ 1/2 reducible representation into the spin-1/2 irreducible sector — we obtain (chiral) fermion models with gauge and gravity interactions.
A novel strategy for searching for CP violations in the baryon sector
Authors: Zhang Zhen-Hua , Guo Xin-Heng 
Published: July 2021

Abstract
Despite the large baryon-anti-baryon asymmetry in the observable Universe, the closely related phenomenon — the violation of the combined charge and parity symmetry (CPV) — has not been observed in the baryon sector in laboratories. In this paper, a new strategy for searching for CPV in heavy hadron multi-body decays is proposed, in which a set of novel observables measuring CPV in such decays — the partial wave CP asymmetries (PWCP As) — are introduced. This strategy is model-independent and applicable to multi-body decays of heavy hadrons with arbitrary spin configurations in both initial and final states, and with any number of particles in the final state. It is especially applicable for CPV investigations in multi-body decays of heavy baryons. As applications of this strategy, we suggest to measure the PWCP As in some decay channels of bottom baryons such as $$ {\Lambda}_b^0\to p{\pi}^{-}{\pi}^{+}{\pi}^{-} $$

Λ
b
0

→
p

π
−

π
+

π
−

, Λb → pK−π+π−, $$ {\Lambda}_b^0\to p{\pi}^{-}{K}^{+}{K}^{-} $$

Λ
b
0

→
p

π
−

K
+

K
−

, $$ {\Lambda}_b^0\to \Lambda {K}^{+}{\pi}^{-} $$

Λ
b
0

→
Λ

K
+

π
−

, and $$ {\Lambda}_b^0\to p{\pi}^{-}{K}_s $$

Λ
b
0

→
p

π
−

K
s

.
On factorisation schemes for the electron parton distribution functions in QED
Authors: Frixione S. 
Published: July 2021

Abstract
The electron, positron, and photon Parton Distribution Functions (PDFs) of the unpolarised electron have recently been computed at the next-to-leading logarithmic accuracy in QED, by adopting the $$ \overline{\mathrm{MS}} $$

MS
¯

factorisation scheme. We present here analogous results, obtained by working in a different framework that is inspired by the so-called DIS scheme. We derive analytical solutions relevant to the large-z region, where we show that the behaviour of the PDFs depends in a dramatic way on whether running-α effects are included to all orders, as opposed to being truncated to some fixed order. By means of suitable initial and evolution conditions, next-to-leading logarithmic accurate PDFs are obtained whose large-z functional forms are identical to those of their leading logarithmic counterparts.
Stability of constant steady states of a chemotaxis model
Authors: Cygan Szymon , Karch Grzegorz , Krawczyk Krzysztof , Wakui Hiroshi 
Published: July 2021

AbstractThe Cauchy problem for the parabolic–elliptic Keller–Segel system in the wholen-dimensional space is studied. For this model, every constant$$A \in {\mathbb {R}}$$A∈Ris a stationary solution. The main goal of this work is to show that$$A < 1$$A<1is a stable steady state while$$A > 1$$A>1is unstable. Uniformly local Lebesgue spaces are used in order to deal with solutions that do not decay at spatial variable on the unbounded domain.
Ein mathematisches Modell zur Schätzung der Dunkelziffer von SARS-CoV-2-Infektionen in der Frühphase der Pandemie am Beispiel Deutschland und Italien
Authors: Fiedler Jochen , Moritz Christian P. , Feth Sascha , Speckert Michael , Dreßler Klaus , Schöbel Anita 
Published: July 2021

Zusammenfassung
Hintergrund
Gerade in der Frühphase einer Pandemie ist es schwierig, verlässliche Zahlen über deren Ausbreitung zu erhalten. Die derzeitige COVID-19-Pandemie und das damit verbundene umfassende, aber nicht vollständige Datenmonitoring bieten die Möglichkeit, die Dunkelziffer der nicht erfassten Fälle zu schätzen.

Ziel
Vorstellung eines einfachen mathematischen Modells, welches eine frühzeitige Abschätzung der Zahl nichtregistrierter Fälle (Dunkelziffer) ermöglicht.

Material und Methoden
Es werden die Prävalenzen der gemeldeten Infektionen in verschiedenen Altersgruppen mit Kennzahlen der altersabhängigen Kontaktzahlen kombiniert. Daraus wird für jede Altersgruppe eine korrigierte Prävalenz abgeleitet, mit der dann die Dunkelziffer geschätzt werden kann.

Ergebnisse
Unser Modell berechnet für Mitte April 2020 in Deutschland insgesamt 2,8-mal so viele Infektionen wie die Zahl der registrierten Infektionen (Fälle). Für Italien ergibt sich Mitte April 2020 ein Faktor von 8,3. Die daraus abgeleiteten Fallsterblichkeiten betragen 0,98 % für Deutschland und 1,51 % für Italien, welche deutlich näher zusammenliegen als die rein aus den zu dem Zeitpunkt vorhandenen Meldezahlen abgeleiteten Fallsterblichkeiten von 2,7 % und 12,6 %.

Diskussion
Die aus dem Modell abgeleitete Dunkelziffer kann die unterschiedlichen Beobachtungen in den Fallsterblichkeiten und der Zustände in der Frühphase der COVID-19-Pandemie in Deutschland und Italien zu einem großen Teil erklären. Das Modell ist einfach, schnell und robust implementierbar und kann gut darauf reagieren, wenn die Meldezahlen hinsichtlich der Altersstruktur nicht repräsentativ für die Bevölkerung sind. Wir empfehlen, dieses Modell für eine effiziente und frühzeitige Schätzung nichtgemeldeter Fallzahlen bei zukünftigen Epidemien und Pandemien in Betracht zu ziehen.
Soziale Ungleichheit in der regionalen Ausbreitung von SARS-CoV-2
Authors: Dragano Nico , Hoebel Jens , Wachtler Benjamin , Diercke Michaela , Lunau Thorsten , Wahrendorf Morten 
Published: July 2021

Zusammenfassung
Hintergrund und Ziel
Ob sozioökonomische Faktoren die Ausbreitung von SARS-CoV‑2 beeinflussen, ist nicht ausreichend beantwortet, da frühere Studien in der Regel kumulative Inzidenzen betrachtet und die zeitliche Entwicklung der Ausbreitung außer Acht gelassen haben. Dieser Beitrag konzentriert sich daher auf die Entwicklung von regionalen Neuinfektionen in Zusammenhang mit sozioökonomischen Faktoren. Ausgehend vom internationalen Forschungsstand präsentieren wir eigene Analysen von Meldedaten aus Deutschland.

Methoden
Diese Studie untersucht regionale Daten gemeldeter COVID-19-Fälle für die 401 Landkreise und kreisfreien Städte (Kreisebene) in Deutschland und vergleicht den zeitlichen Verlauf entlang sozioökonomischer Merkmale der Kreise. Betrachtet werden altersstandardisierte wöchentliche Inzidenzen für den Zeitraum 03.02.2020–28.03.2021. Sozial- und Wirtschaftsindikatoren auf Kreisebene stammen aus der INKAR(Indikatoren und Karten zur Raum- und Stadtentwicklung)-Datenbank (z. B. Einkommen, Beschäftigtenquote, Wohnfläche).

Ergebnisse
Während in der ersten und zu Beginn der zweiten Welle der Pandemie Kreise mit höherem mittleren Haushaltseinkommen höhere Inzidenzen hatten, stiegen sie in Kreisen mit niedrigem Einkommen ab Dezember 2020 deutlich an. Kreise mit einem hohen Anteil an Beschäftigten allgemein und speziell solchen im Produktionssektor hatten gerade in der zweiten und dritten Welle hohe Inzidenzen. Kreise mit einer geringen Wohnfläche je Einwohner hatten ab November 2020 ausgeprägt höhere Inzidenzen.

Schlussfolgerung
Der regionale Verlauf der Pandemie unterscheidet sich nach Sozial- und Wirtschaftsindikatoren. Eine differenzierte Betrachtung dieser Unterschiede könnte Hinweise auf zielgruppenspezifische Schutz- und Teststrategien geben und helfen, soziale Faktoren zu identifizieren, die Infektionen begünstigen.
Der Chirurg im Spagat – Lehre im klinischen Alltag
Authors: Sterz J. , Britz V. , Carstensen P. , Kollewe T. , Voß S. H. , Stefanescu M. C. , Schreckenbach T. , Verboket R. D. , Rüsseler Miriam 
Published: July 2021

Zusammenfassung
Hintergrund
Aufgrund des Nachwuchsmangels muss die Chirurgie vermehrt für die Weiterbildung zum Chirurgen begeistern. Studierende bemängeln, dass ihr Unterricht nachrangig zur Patientenversorgung und durch die Faktoren Zeit und ärztliches Personal limitiert ist. Obwohl es viele Arbeiten mit Fokus auf die Studierenden gibt, fehlen Arbeiten mit dem Fokus auf die Sicht der Lehrenden.

Ziel der Arbeit
Die Lehre im Fach Chirurgie im Stationsalltag und Ursachen von Problemen hierbei sollen aus Sicht der Lehrenden analysiert werden.

Material und Methoden
Im Rahmen der prospektiven Studie wurde ein Leitfaden für semistrukturierte Interviews mit ausformulierten, offenen Fragen erstellt, die mit weiteren Spezifizierungsfragen versehen wurden.
Alle Interviews wurden anhand des Leitfadens geführt und aufgezeichnet. Die Anzahl der Interviews ergab sich aus dem Prinzip der inhaltlichen Sättigung.

Ergebnisse
Alle der 22 befragten Ärzte messen der Lehre im klinischen Alltag einen hohen Stellenwert bei. Dennoch beschreiben sie, dass die Lernziele im klinischen Alltag nicht immer erreicht werden. Als Hauptgrund hierfür wird die mangelnde Zeit genannt. Mit zunehmender klinischer Erfahrung kommen jedoch weitere Faktoren hinzu: Ober- und Chefärzte beklagen die zu geringen Vorkenntnisse und die zu geringe Motivation einiger Studierender. Die meisten Befragten beschreiben, keine Anerkennung für ihre Lehre zu erhalten. Insgesamt wird die studentische Lehre als zusätzliche Belastung wahrgenommen, die aber alle Befragten für lohnenswert halten.

Diskussion
Neben Personalmangel ist die fehlende Anerkennung das wichtigste Hemmnis für eine effektive Lehre. Es ist daher wichtig, die Wertigkeit der Lehre durch die Belohnung guter Lehrleistungen und Schaffung einer dahingehenden Transparenz zu erhöhen.
Immigration and economic mobility
Authors: Hoen Maria F. , Markussen Simen , Røed Knut 
Published: July 2021

AbstractWe examine how immigration affects natives’ relative prime-age labor market outcomes by economic class background, with class background established on the basis of parents’ earnings rank. Exploiting alternative sources of variation in immigration patterns across time and space, we find that immigration from low-income countries reduces intergenerational mobility and thus steepens the social gradient in natives’ labor market outcomes, whereas immigration from high-income countries levels it. These findings are robust with respect to a wide range of identifying assumptions. The analysis is based on high-quality population-wide administrative data from Norway, which is one of the rich-world countries with the most rapid rise in the immigrant population share over the past two decades. Our findings suggest that immigration can explain a considerable part of the observed relative decline in economic performance among natives with a lower-class background.
Impact of induction chemotherapy with intermediate-dosed cytarabine and subsequent allogeneic stem cell transplantation on the outcome of high-risk acute myeloid leukemia
Authors: Fleischmann Maximilian , Schnetzke Ulf , Frietsch Jochen J. , Sayer Herbert G. , Schrenk Karin , Hammersen Jakob , Glaser Anita , Hilgendorf Inken , Hochhaus Andreas , Scholl Sebastian 
Published: July 2021

Abstract
Background
Acute myeloid leukemia (AML) with antecedent hematological disease (s-AML) and treatment-related AML (t-AML) predicts poor prognosis. Intensive treatment protocols of those high-risk patients should consider allogeneic stem cell transplantation (allo-HSCT) in first complete remission (CR). Despite allo-HSCT, relapse rate remains high. Induction chemotherapy with liposomal cytarabine and daunorubicin (CPX-351) has been approved for patients with AML with myeloid-related changes (AML-MRC) or t-AML based on improved survival and remission rates compared to standard 7 + 3 induction.

Patients and methods
110 patients with newly diagnosed s-AML or t-AML at a university hospital were analyzed retrospectively. Median age was 62 years (24–77 years). A total of 65 patients with s-AML after MDS (59%) and 23 patients (20.9%) with t-AML were included. Induction chemotherapy consisted of intermediate-dosed cytarabine (ID-AraC) in combination with idarubicin (patients up to 60 years) or mitoxantrone (patients over 60 years). In patients subsequently undergoing allo-HSCT, reduced conditioning regimens (RIC) were applied prior to transplantation in 47 of 62 patients (76%).

Results
Induction chemotherapy with ID-AraC resulted in an overall response rate of 83% including complete remission (CR/CRi) in 69 patients (63%) with a low rate of early death (2.7%). Most relevant non-hematologic toxicity consisted of infectious complications including sepsis with need of intensive care treatment in five patients (4.5%) and proven or probable invasive fungal disease in eight patients (7.2%). Relapse-free survival (RFS), event-free survival (EFS) and overall survival (OS) of the whole cohort were 19 months (0–167), 10 months (0–234) and 15 months (0–234), respectively (p < 0.0001). A significant improvement of OS was observed in patients who underwent allo-HSCT compared to those without subsequent allo-HSCT: 9 vs. 46 months, p < 0.0001. Rate of transplantation-related mortality (TRM) in the early phase post allo-HSCT was low (0.9% at day 30 and 1.8% at day 90, respectively). RIC conditioning results in OS rate of 60% after 60 months post allo-HSCT (median OS not reached).

Conclusion
S-AML and t-AML patients receiving induction chemotherapy with intermediate-dosed cytarabine showed satisfactory response rate and consolidation therapy with allo-HSCT after full or reduced-intensity conditioning further improved survival in these patients with similar outcome as reported for CPX-351.
Analytical model for managing hypotony after implantation surgery of a glaucoma drainage device
Authors: Agujetas R. , Kudiesh B. , Fernández-Vigo J. I. , García-Feijóo Julián , Montanero J. M. 
Published: July 2021

AbstractThe main aim of glaucoma treatment is to reduce the intraocular pressure (IOP). One of the most common surgical treatments of glaucoma is the implantation of a glaucoma drainage device to drain the aqueous humor from the anterior chamber to a filtration bleb, where the aqueous humor is absorbed. In some cases, the excess of drainage causes ocular hypotony, which constitutes a sight-threatening complication. To prevent hypotony after this intervention, surgeons frequently introduce a suture into the device tube, which increases the hydraulic resistance of the tube and, therefore, the IOP. This study aims to provide an analytical model to correct hypotony following implantation surgery of a glaucoma drainage device, which may help glaucoma surgeons decide on hypotony treatment. The results indicate that the IOP after implanting a cylindrical tube around 300 μm in diameter is essentially the same as that built up in the filtering bleb and can hardly be controlled by introducing a straight suture unless the suture diameter is slightly lower than that of the tube. On the contrary, when the tube diameter is smaller than, for example, 100 μm, significant reductions of the IOP can be obtained by introducing a thin suture into the tube.
Maßnahmenvorschläge zur Erhöhung der Biodiversität von Arthropoden in Erwerbsobstanlagen
Authors: Dannenmann Doris , Hietel Elke , Wagner Thomas 
Published: July 2021

ZusammenfassungGerade Dauerkulturen, welche über viele Jahre bestehen bleiben, können einen großen ökologischen Wert für Insekten und Spinnentiere darstellen, wenn die negativen Einflüsse durch die Bewirtschaftung durch gezielte Maßnahmen minimiert werden. Im Rahmen eines Forschungsprojektes wurde von 2016 bis 2019 an der TH Bingen in Zusammenarbeit mit der Gemeinde Zornheim (Rheinhessen), zwei dort ansässigen Obstbauern, dem Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum Rheinhessen-Nahe-Hunsrück (DLR RNH) und der Universität Koblenz-Landau (Campus Koblenz), gefördert durch die Stiftung Natur- und Umwelt Rheinland-Pfalz die Biodiversität von Obstanlagen untersucht. Es wurde eine intensive Erfassung der Insekten und Spinnentiere auf Basis von Individuenzahlen, Verteilung der Tiere auf Großgruppen, Artenzahlen der Käfer (inkl. Rote Liste) und Wanzen, deren Diversität und der sie beeinflussenden Faktoren auf vier Erwerbsobstflächen und einer Streuobstwiese als Referenzfläche untersucht. Mittels eines im Projekt erarbeiteten Bewertungsbogens, wurden die Auswirkungen der fünf Faktorenkomplexe: Sonderstrukturen, Anlagenstruktur, Beschattung, Mahdregime und Einsatz von Pflanzenschutzmitteln erhoben. Die visuelle Darstellung der Einflussfaktoren mittels Netzdiagramm zeigt biodiversitätsbeeinträchtigende Faktoren und ermöglicht so Empfehlungen zur Aufwertung der Biodiversität. Die hier vorgeschlagenen Maßnahmen zielen auf eine Erhöhung der Biodiversität und Minimierung der negativen Auswirkungen der Bewirtschaftung in Erwerbsobstanlagen. Durch eine möglichst große, an die Kultur angepasste Strukturvielfalt soll die Verfügbarkeit von Nistplätzen, Nahrung und Überwinterungsmöglichkeiten für Insekten und Spinnentiere deutlich erhöht werden und damit zur Ausbildung stabiler Populationen führt.
Comparative hydrolysis analysis of cellulose samples and aspects of its application in conservation science
Authors: Becker Manuel , Ahn Kyujin , Bacher Markus , Xu Chunlin , Sundberg Anna , Willför Stefan , Rosenau Thomas , Potthast Antje 
Published: July 2021

AbstractKnowledge about the carbohydrate composition of pulp and paper samples is essential for their characterization, further processing, and understanding the properties. In this study, we compare sulfuric acid hydrolysis and acidic methanolysis, followed by GC–MS analysis of the corresponding products, by means of 42 cellulose and polysaccharide samples. Results are discussed and compared to solid-state NMR (crystallinity) and gel permeation chromatography (weight-averaged molecular mass) data. The use of the hydrolysis methods in the context of cellulose conservation science is evaluated, using e-beam treated and artificially aged cellulose samples.
Assessment of the applicability of a low-cost sensor–based methane monitoring system for continuous multi-channel sampling
Authors: Nagahage Isura Sumeda Priyadarshana , Nagahage Ekanayaka Achchillage Ayesha Dilruk , Fujino Takeshi 
Published: July 2021

AbstractSystems that are made of several low-cost gas sensors with automatic gas sampling may have the potential to serve as reliable fast methane analyzers. However, there is a lack of reports about such types of systems evaluated under field conditions. Here, we developed a continuous methane monitoring system with automated gas sampling unit using low-cost gas sensors, TGS 2611 and MQ-4, that use a simple cloud-based data acquisition platform. We verified the consistency, repeatability, and reproducibility of the data obtained by TGS 2611 and MQ-4 low-cost gas sensors by measuring high- and low-concentration methane samples. The normalized root-mean-square errors (NRMSEs) of the samples with high methane concentrations, [CH4] of 3, 4, 6, and 7%, were 0.0788, 0.0696, 0.1198, and 0.0719 for the TGS 2611 sensor, respectively, and were confirmed using a gas chromatograph as a reference analyzer. The NRMSEs of the samples with low [CH4] of 0.096, 0.145, 0.193, and 0.241% measured by the TGS 2611 sensor were 0.0641, 0.1749, 0.0157, and 0.1613, whereas those NRMSEs of the same concentrations measured by the MQ-4 sensor were 0.3143, 0.5766, 0.6301, and 0.6859, respectively. Laboratory-scale anaerobic digesters were tested using the developed system. The anaerobic digesters were continuously operated for 2 months, demonstrating the potential use of sensors for detecting and monitoring methane in the field level application. This study utilized a unique way to combine the advantages of low-cost sensors and develop a reliable monitoring system by minimizing drawbacks of low-cost sensors.