Zugl.: Wuppertal, University, Diss., 2006.

Zugl.: Karlsruhe, Univ., Diss., 2007

Universiẗat, Diss., 2004--Bremen.

This thesis experimentally investigates laser-driven proton acceleration in the regime of target normal sheath acceleration (TNSA) using ultrashort (pulse duration τL = 30 fs), high power (∼100TW) laser pulses. The work focuses on how the temporal intensity profile of the ultrashort laser pulse influences the plasma formation during the laser-target interaction and the subsequent acceleration process. The corresponding experiments are performed at the Draco laser facility at the Helmholtz-Zentrum Dresden – Rossendorf. The main result of the thesis is the experimental observation of transverse spatial modulations in the laser-driven proton distribution. The onset of the modulations occurs above a target-dependent laser energy threshold and is found to correlate with parasitic laser emission preceding the ultrashort laser pulse. The analysis of the underlying plasma dynamics by using numerical simulations indicates that plasma instabilities lead to the filamentation of the laser-accelerated electron distribution. The resulting spatial pattern in the electron distribution is then transferred to the proton distribution during the acceleration process. The plasma instabilities, which the electron current is subjected to, are a surface-ripple-seeded Rayleigh-Taylor or a Weibel instability. Regarding their occurrence, both instabilities show a strong dependence on the initial plasma conditions at the target. This supports the experimentally observed connection between the temporal intensity profile of the laser pulse and the development of spatial modulations in the proton distribution. The study is considered the first observation of (regular) proton beam modulations for TNSA in the regime of ultrashort laser pulses and micrometer thick target foils. The experiments emphasize the requirement for TNSA laser power scaling studies under the consideration of realistic laser-plasma interaction conditions. In that way, the potential of the upcoming generation of Petawatt power lasers for laser-driven proton acceleration can be assessed and fully exploited. In the second part of the thesis, experimental pump-probe techniques are investigated. With an imaging method termed high depth-of-field time-resolved microscopy in a reflective probing setup, micrometer-size local features of the near-critical density plasma as well as the global topography of the plasma can be resolved. The spatio-temporal resolution of the target ionization and heating dynamics is achieved by probing the target reflectivity, whereas the angular distribution of the reflected probe beam carries signatures of the plasma expansion. The presented probing technique avails to correlate the temporal intensity profile of a laser pulse with the spatio-temporal plasma evolution triggered upon laser-target interaction.

Die moderne Kultur- und Sozialgeschichte lässt sich – auf den Ebenen des Transports, der Informationsübertragung und der interpersonellen Kommunikation – als ein sich permanent steigernder Beschleunigungsprozess beschreiben. Insbesondere neuartige Medientechnologien verkürzen die zeitlichen Intervalle der Kommunikation zunehmend. Es ist davon auszugehen, dass sich die dem Geschwindigkeitsimperativ unterliegenden neuen Kommunikationsbedingungen in sprachlichen Innovationen niederschlagen und diese wiederum Indikatoren für Sprachwandel sind. In der jüngsten linguistischen Forschung wird allerdings vielfach die These geäußert, der Sprachgebrauch in den neuen Medien indiziere fundamentale Veränderungen der Schriftlichkeit und führe zu einem sprachlichen Verfall besonderen Ausmaßes. Diese These soll am Beispiel schriftbasierter Alltagskommunikation – vom Telegramm über den Brief und der Internetkommunikation bis hin zur SMS-Kommunikation – in medien-, kultur- und texthistorischen Zusammenhängen überprüft werden. Es geht darum, die kulturhistorischen Modalitäten der Medien- und Beschleunigungsgenese aufzudecken und spezifische mediale und kontextuelle Bedingungen sprachlicher Veränderungen herauszustellen. / It is generally considered that the modern history of culture is widely influenced by a permanent process of increasing acceleration. This social trend occurs on different levels, such as public transport, information transport and interpersonal communication. Particularly, new emerging media technologies are abbreviating the temporal intervals of daily communication increasingly. Starting from this premise, it can be assumed that new conditions of communication based on speed imperatives result in special linguistic innovations. In doing so, these innovations clearly reveal the mechanisms of language change. However, in recent linguistic debates, it is frequently asserted that the use of language in new media applications causes fundamental changes of written language and, moreover, results in a language decay of exceeding extent. By pulling together several strands of empirical evidence and conceptual approaches this thesis is to be examined by the example of written-based everyday life communication, i.e. telegram, letter and Internet communication up to SMS communication - within a medial, cultural and text-historical context. The objective of this paper is to investigate the culture-historical modalities of media and acceleration genesis and to point specific medial and contextual conditions out of language change.

Zur Ermittlung des Energieverbrauches bei Mensch und Tier stehen verschiedene Methoden zur Verfügung. Im Jahre 1780 nutzte Lavoisier die Schmelzwassermenge, um den Energieverlust eines Meerschweinchens zu berechnen. Das Tier saß in einem von Eis umgebenen Kalorimeter, die von ihm abgegebene Wärme brachte das Eis zum Schmelzen. Derzeit sind die indirekte Kalorimetrie, die den Energieumsatz über den im Respirationsversuch gemessenen Gaswechsel von O2 und CO2 sowie die im Harn ausgeschiedene Stickstoffmenge bestimmt, und die Isotopendilutionsmethode, die mit der unterschiedlichen Ausscheidungsrate von markierten Wasserstoff- (2H) und Sauerstoff- (18O) Atomen im Urin arbeitet, der „Goldstandard“ für die Bestimmung des Energieverbrauchs. Seit einigen Jahren bis heute steht die Herzfrequenzmethode in der Diskussion. Sie nutzt die Beziehung zwischen Herzfrequenz und Sauerstoffverbrauch zur Ermittlung des Energieumsatzes. Alle genannten Methoden haben Vor- und Nachteile, insbesondere für den einfachen und schnellen täglichen Einsatz sowie bei Langzeitstudien. Deshalb werden Alternativen gesucht. Diese Dissertation untersucht die Beziehung zwischen der akzelerometrisch erfassten dreidimensionalen Körperbeschleunigung und der Herzfrequenz beim Pferd in verschiedenen Gangarten. Dabei wird die Herzfrequenz als Vergleichs- und Bezugsgröße verwendet. Sie stellt das direkte Bindeglied zum Sauerstoffverbrauch und damit Energieaufwand dar. Es wurden drei Versuchsvarianten durchgeführt. Die Pferde gingen an der Hand, „geführt“, liefen frei in einem umzäunten Oval, „freilaufend“, oder wurden „geritten“. Bei den beiden Varianten „geführt“ und „freilaufend“ kamen jeweils dieselben vier Pferde zum Einsatz, die Variante „geritten“ absolvierten fünf andere Tiere. Die Versuche folgten verschiedenen Schemata mit den Gangarten Schritt, Trab und, zum Teil, Galopp. Bei allen Versuchen wurden parallel die dreidimensionale Körperbeschleunigung mit einer Frequenz von 32 Hz sowie die Herzfrequenz gemessen. Die Pulsuhr speicherte im kleinstmöglichen Intervall von fünf Sekunden. Nach Aufbereitung der Beschleunigungsrohdaten wurde letztendlich der dynamische Anteil der dreidimensionalen Beschleunigung in Form von „fünf-Sekunden-Mittelwerten“ berechnet. Anschließend wurden diese Beschleunigungswerte über die Regressionsanalyse mit den Originalwerten der Herzfrequenz in Beziehung gesetzt. Dabei wurden die Übergangsphasen zwischen den Gangarten ausgenommen, da die beiden Parameter hier ein sehr unterschiedliches und zeitversetztes Verhalten zeigen. Bei der Analyse der Gangarten Schritt und Trab konnte gut mit dem Modell der einfachen linearen Regression (y = a + bx) gearbeitet werden, mit Hinzukommen der dritten Gangart, Galopp, erwies sich das Modell der polynomialen Regression (y = a + bx + cx²) von Vorteil. Die Stärke des Zusammenhanges der beiden Größen wurde durch den Korrelationskoeffizienten r angezeigt. Bei differenzierter Betrachtung der Versuchsvarianten und der einzelnen Pferde erreichte r Werte von 0,86 bis 0,94, bei zusammenfassender Betrachtung aller Pferde einer Versuchsvariante Werte zwischen 0,82 und 0,87, stets bei signifikanter Korrelation (p < 0,05). Somit kann für die Parameter Herzfrequenz und Beschleunigung ein signifikanter und starker Zusammenhang beschrieben werden. Sie verhalten sich dabei nicht proportional zueinander. Schlussfolgernd lässt sich sagen, dass die Akzelerometrie für bestimmte Zielstellungen und unter bestimmten Voraussetzungen eine geeignete Methode ist, um den Energieaufwand von Pferden zu bestimmen. Sie ist schnell und meist störungsfrei durchzuführen und im Gegensatz zur Herzfrequenz nahezu unabhängig von emotionalen Einflüssen. Des Weiteren bietet die Akzelerometrie die Möglichkeit, die Ermittlung des Energieumsatzes mit einer Verhaltensanalyse zu kombinieren. Bedingungen für ihren Einsatz sind eine situationsspezifische und möglichst individuelle Kalibrierung, denn die Beschleunigungsmessung weist insofern Nachteile auf, als dass sie die Auswirkungen von zum Beispiel Bodenbeschaffenheit, Umwelteinflüssen oder das Tragen einer Last auf den Energieumsatz nicht berücksichtigt. Die parallele Erfassung von Herzfrequenz und Beschleunigung kann zum Beispiel zur Analyse und Kontrolle von Trainingserfolgen genutzt werden. Somit bringt die Kombination von Herzfrequenz- und Beschleunigungsmessung klare Vorteile. / There are different opportunities to determine the consumption of energy in humans and animals. In 1780 Lavoisier used the quantity of melt water to calculate the energy loss of a guinea pig. The guinea pig was located inside a calorimeter which was surrounded by ice. The emitted heat induced the melting of the ice. At present both, indirect calorimetry that estimates energy expenditure from respiratory measurements of oxygen consumption and carbon dioxide production plus the excretion of nitrogen with the urine and the DLW-method that uses the different urinary elimination rates of the isotopes 2H and 18O are the so called “golden standard” for the calculation of energy consumption. For several years until now there has been a discussion about the heart rate-method. This method uses the correlation between heart rate and oxygen consumption for the calculation of energy expenditure. All above mentioned methods have pros and cons, especially for simple and quick every day application and for long-term studies. Therefore alternatives are searched. This dissertation examines the relation between the accelerometricly measured three-dimensional body acceleration and the heart rate in horses at different gaits. The heart rate has been used for comparison and as a reference item. It directly relates the acceleration with the oxygen consumption and thus with the energy expenditure. There have been three variants of trials. Horses were led by the hand (HD), moved freely (MF) in an enclosed oval or were ridden (R). In the HD- and MF-trials the same four horses were used, for the R-trials five other horses came into action. The trials followed different schemes with the gaits of walk, trot and gallop. At every trial three-dimensional body-acceleration with a logging frequency of 32 Hz and heart rate were measured simultaneously. The heart rate meter stored the heart rate in the smallest possible intervals of five seconds. After processing the crude data the dynamic part of the three-dimensional acceleration was calculated in form of “five-second-means”. After that the regression analysis was used to relate these acceleration data to the original heart rate data. In this process the transitional phases between the gaits were excluded because there both parameters have a highly varying and time-shifted relation. The model of simple linear regression (y = a + bx) suited well for analysing walking and trotting. With adding the third gait gallop the model of polynomial regression (y = a + bx + cx²) became more favourable. The correlation coefficient r showed the strength of the correlation between both parameters. By the separate inspection of the variants of trials and the individual horses r reached values from 0,86 to 0,94; pooling all horses of each variant of trials yields r-values from 0,82 to 0,87, always with a significant correlation (p < 0,05). Hence a significant and strong correlation can be attributed to the parameters heart rate and acceleration. They are not proportional to each other. In conclusion one can say: for specific aims and under certain conditions the accelerometry is an appropriate method to assess energy expenditure in horses. You can implement it quickly and mostly disturbance-free and in contrast to the heart rate it is nearly independent of emotional influence. Furthermore accelerometry gives the opportunity to combine the determination of the energy expenditure with the analysis of behaviour. A possibly individual and situation-specific calibration are the preconditions for its application. A setback of the accelerometry is that the effects of such factors like the condition of the ground, environmental influences or carrying weights are not taken into consideration. Simultaneous measurement of heart rate and body-acceleration can for example be used for analysing and controlling the success of training. Consequently there are clear advantages of combining the measurement of heart rate and acceleration.

Diese Arbeit untersucht die Dauer von Bootvorgängen auf Linux-Systemen vom Einschalten des Rechners bis zur Benutzeranmeldung. Zeitintensive Abschnitte des Bootvorganges werden untersucht und Methoden zur Beschleunigung diskutiert. Dies beinhaltet eine Analyse verschiedener BIOS Versionen, der Kernel-Initialisierung und unterschiedliche Ansätze, Dienste zu starten. Es werden Startvorgänge eines gewöhnlichen Desktop-Systems mit einem eingebetteten VIA EPIA-ML-6000EA Mini-ITX System verglichen. / This research project evaluates startup times of the linux boot process from power-on until user login. Time consuming parts of the boot process are investigated and methods how to speed up the whole process are discussed. It includes an analysis and comparison of different BIOSes, the kernel startup sequence and different approaches to start user space services. This project also compares the startup times of everyday desktop systems with the EPIA-ML6000EA Mini-ITX board, an embedded x86-compatible system.

Konstanz, Univ., Diplomarb., 2004.

Diss. Universiẗat Freiburg im Breisgau, 2007. / Diss. Univ. Freiburg i. Br., 2007.

Ersetzt man im Trägheitsgesetz oder im allgemeineren Grundgesetz der Dynamik die Masse durch die Ladung, findet man sich auf dem Gebiet des Elektromagnetismus wieder. Bei dieser Umsetzung bleibt die zentrale Rolle der Beschleunigung unverändert, über die sich auch die Bewegungselektrizität erklären lässt, die rein aus der Bewegung heraus entsteht. Hinreichend bekannt ist die Tatsache, dass eine Geschwindigkeitsänderung von Ladungen Ursache von Selbstinduktion ist. Mit der Beschleunigung als Bindeglied lässt sich aber auch die Richtungsänderung als gleichwertige Ursache für die Selbstinduktion theoretisch begründen. Aus der Analogie zum Trägheitsgesetz der Mechanik folgt für die Elektrodynamik: Bei einem bewegten elektrisch leitfähigen Körper führen Geschwindigkeitsänderungen und von der geraden Bahn abweichende Richtungen zur Selbstinduktion. Eine Betrachtung von Erscheinungen in der Natur ergänzt die Ausführungen.