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A novel amphiphilic thiosemicarbazone derivative for binding and selective sensing of human serum albumin
Authors: Kar Chirantan , Ojha Bimlesh , Das Gopal 
Published: February 2013

ABSTRACTThe interaction of ligands and drug molecules with protein is of major interest in drug pharmacokinetics and pharmacodynamics. In this study, we synthesized a novel thiosemicarbazone‐based amphiphilic molecule for selective binding and detection of human serum albumin (HSA) with significant increase in fluorescence intensity. The compound 5‐(octyloxy) naphthalene substituted salicylaldehyde thiosemicarbazone was designed to interact with site I of HSA. The weak fluorescence of the probes in aqueous solution showed a dramatic increase in fluorescence intensity upon binding with HSA, while the responses to various other proteins and enzymes were negligible under similar experimental conditions. Changes in fluorescence intensity and formation of a new emission maximum of the compound in the presence of HSA as well as an increase in steady‐state anisotropy values reflected well the nature of binding and location of the probe inside the protein environment. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.
Synthesis, Electrochemistry, and Hierarchical Self‐Organization of Fulleropyrrolidine–Phthalimide Dyads
Authors: Mitrović Aleksandra , Todorović Nina , Žekić Andrijana , Stanković Dalibor , Milić Dragana , Maslak Veselin 
Published: February 2013

AbstractA series of novel fulleropyrrolidine–phthalimide dyads was synthesized and their electrochemical and self‐assembly properties were investigated. Efficient synthesis of acceptor–acceptor dyads was performed under microwave irradiation. Fine‐tuning of the second redox potentials in the dyads was achieved by varying the length of the aliphatic spacer (C2 to C12) between the fulleropyrrolidine and phthalimide moieties. Shape‐shifting and supramolecular polymorphism were observed for these compounds during self‐assembly.
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

AbstractVery‐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.
Climate‐driven sea level anomalies modulate coastal groundwater dynamics and discharge
Authors: Gonneea Meagan Eagle , Mulligan Ann E. , Charette Matthew A. 
Published: February 2013

AbstractTo 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.
Mixed convection stagnation point flow and heat transfer of Cu‐water nanofluids towards a shrinking sheet
Authors: Das K. 
Published: February 2013

AbstractThis 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.210372000 Mathematics Subject Classification: 76M20, 76W05
ASSESSMENT AND TREATMENT OF CHRONIC HAND MOUTHING
Authors: Roscoe Eileen M. , Iwata Brian A. , Zhou Liming 
Published: February 2013

AbstractHand 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

AbstractInadequate 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

AbstractInflammation 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

AbstractPigeons 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

AbstractNorthern 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.
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

AbstractMonte–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. magnified image
Die Rolle der Physik in der modernen Elektronik
Authors: Heywang W. 
Published: February 2013

AbstractBei 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

AbstractLineare 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

AbstractSeit 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

AbstractDie 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

AbstractZur 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

AbstractHalbleiter 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

AbstractIn 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

AbstractEin „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

AbstractVor 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

AbstractSeit 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

AbstractIn 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.