Ziel dieser Arbeit ist die Ermittlung des ökonomischen Wertes einer Öffentlichen Bibliothek in einer deutschen Mittelstadt. Dabei werden die Wertschätzung beeinflussende Faktoren identifiziert und die Einschätzungen der Bevölkerung (Bibliotheksnutzer und Nicht-Nutzer) mit der der politischen und administrativen Vertreter kontrastiert. Im theoretischen Teil wird der Forschungsstand zur Wert- und Wirkungsmessung dargelegt und in den Kontext der wirkungsorientierten Verwaltungsführung gestellt. Außerdem wird das Konzept der Lebensstile erläutert. Im empirischen Hauptteil wird eine schriftliche Befragung zur ökonomischen Wertschätzung der Stadtbibliothek Melle ausgewertet. Zwei parallele Umfragen richteten sich zum einen an Einwohner der Stadt Melle und zum anderen an politische und administrative Vertreter. Neben der ökonomischen Wertzumessung, ausgedrückt als Zahlungsbereitschaft (Anwendung der Kontingenten Bewertungsmethode), stehen die Aspekte Lebensstil-Typen nach Gunnar Otte, Bibliotheksnutzung, sowie die Stellung im Familien-/Lebenszyklus als beeinflussende Faktoren im Mittelpunkt der Auswertung. Die geäußerten Zahlungsbereitschaften der Bevölkerung und der Politiker werden verglichen. Es wird eine Relation von Zahlungsbereitschaft zu „Ergebnis je Einwohner“ (finanzbuchhalterische Kennzahl) als Indikator für die Wertschätzung gebildet. / The aim of this study is to determine the economic value of a public library in a medium-sized town in Germany. The factors influencing the value must first be identified and the population’s (both library users and non-users) appreciation must be compared with those of their political and administrative representatives. In the theoretical section of this study the current state of research in value and impact assessment will be explained and presented within the context of impact-oriented administration (New Public Management). The concept of lifestyles will also be explained. The main, empirical section of the study concentrates on the assessment of a written questionnaire (mail survey) on the economic value of the Melle Public Library. Two parallel questionnaires were conducted; one for the population of the city of Melle and one for their political and administrative agents. In addition to the economic rating of the library, expressed as willingness-to-pay (under application of the contingent valuation method) at the core of the assessment, the analysis focuses on the aspects of lifestyle types according to Gunnar Otte, library use and position within the family or life cycle as influencing factors. The expressed willingness-to-pay of the population will be directly compared with that of the politicians. A ratio of willingness-to-pay and the result-per-resident (an economic value) will be generated and thereby an indicator of value determined.

Für die Entstehung nicht-melanozytärer Hauttumore sind mehrere Risikofaktoren verantwortlich: UV-Exposition, Pigmentierung, Alter, Immunsuppression und möglicherweise Humane Papillomviren (HPV). Die molekularen Mechanismen der Tumorgenese des kutanen Plattenepithelkarzinoms (SCC) sowie der Präkanzerose Aktinische Keratose (AK) sind nur lückenhaft bekannt. Fokus dieser Arbeit ist die Untersuchung von SCC-Genexpressionsprofilen sowie der Einfluss kutaner HPV-Typen während der Karzinogenese bei immunkompetenten und immunsupprimierten, organtransplantierten Patienten. Durch Genexpressionsanalyse kutaner SCC, AK und normaler Haut konnten 118 differenziell exprimierte Gene in SCC mittels cDNA-Microarrays identifiziert werden. Bestätigt wurde die Expression von 11 aus 13 ausgewählten Genen (85%) mittels quantitativer real-time RT-PCR (qPCR), dabei konnte eine Korrelation der Genexpression mit der Progression der AK zum SCC für 3 Gene nachgewiesen werden. Dazu zählen das Gen Metalloproteinase-1, kodierend für ein Enzym, das in den Umbau von extrazellulärer Matrix involviert ist, das Protoonkogen RAB31 und das Tenascin-C (Tn-C) kodierende Gen Tn-C. Tn-C war im SCC-Gewebe an der Invasionsfront in Basalzellen sowie Keratinozyten im Stratum papillare und retikulare als Protein nachweisbar, nicht aber in normaler Haut. Die im Rahmen dieser Arbeit erstmalig nachgewiesene 2243 bp-Spleißvariante von Tn-C könnte aufgrund der primären Expression in SCC–Gewebe als diagnostischer Marker für SCC dienen. Diese Daten zeigen, dass simultane, multifaktorielle Dysregulationen von Genexpression und DNA-Reparatur, Zellzyklus und Proliferation, proteolytischen Enzymen und Adhäsionsmolekülen in SCC vorliegen. Ferner wurde die Expression von HPV in SCC und damit der kausale Zusammenhang einer HPV-Infektion mit der Hauttumorgenese untersucht. Das Infektionsmuster von SCC-Gewebe und normaler Haut mit spezifischen HPV-Typen erfolgte durch den Nachweis typenspezifischer HPV-DNA. Virale E6/E7-mRNA-Transkripte der kutanen HPV-Typen 8, 9 und 15 wurden in AK und SCC nachgewiesen. Dagegen konnten in HPV-DNA positiver, gesunder Haut oder Warzen keine HPV-Transkripte gefunden werden. Die Variantenanalyse des offenen Leserahmens von E6 identifizierte eine einzelne, bislang nicht beschriebene Punktmutation mit nicht bekannter Veränderung der Proteinstruktur. Die virale Aktivität der Onkogene E6 und E7 einiger kutaner Typen in AK und SCC weisen auf eine mögliche Rolle von HPV bei der kutanen Hautkarzinogenese hin. / During development of non-melanoma skin cancer, several risk factors are involved: UV-exposition, pigmentation, age, and potentially human papilloma virus (HPV). The molecular mechanisms underlying tumourgenesis in squamous cell carcinoma (SCC) and its pre-cancerosis actinic keratosis (AK) are not fully understood. In this study, the gene expression profile and HPV-infection status were analysed in SCC from immunocompetent and organ transplanted, immunocompromised patients.By global transcriptome analysis from cutaneous SCC, AK and healthy skin, 118 genes were identified differentially expressed in a cDNA-microarray. The expression of 11 out of 13 selected genes (85%) was investigated by real-time RT-PCR (qPCR) and the expression of three genes remarkably induced in SCC correlated with the progression to AK until SCC. These genes encoded for Metalloproteinase-1, which is involved in the remodelling of extracellular matrix, and the protooncogene RAB31 and Tenascin-C (Tn-C). Tn-C protein is expressed in SCC-tissue at the invasion front in basal cells and in keratinocytes in the Stratum papillare and retikulare, but not in healthy skin. This study, the 2243 bp Tn-C-specific splice-variant has for the first time detected in SCC, but not in normal skin. Thus it might serve as diagnostic marker of SCC progression. The data of the transcriptome analysis indicates that a simultaneous dysregulation of oncogene expression and DNA-repair, cell-cycle and proliferation, proteolysis and adhesion molecules exists in SCC. Additionally, the expression of HPV in SCC and thus the causal relationship between HPV-infection and tumourgenesis of SCC in immunocompromised patients was investigated. The HPV-infection pattern in SCC-tissue and normal skin was assessed by detection of DNA from cutaneous HPV-types. Viral E6/E7-mRNA-transcripts of the cutaneous HPV-types 8, 9, 15 were expressed selectively in AK and SCC. In contrast, no HPV-specific mRNA was present in HPV-DNA positive normal skin. The analysis of the open reading frame from the respective E6-protein genes unravelled one single pointmutation, which is not been characterized so far in terms of e.g. its impact on protein structure. The viral activity of the oncogenes E6 and E7 of cutaneous HPV-types indicates a potential function of HPV in the tumourgenesis of SCC in immunocompromised individuals.

Der Unterstellungsbegriff ist ein zentraler Begriff innerhalb transzendentaler Argumente. Transzendentale Argumente sind Versuche, empirische Erkenntnis stabiler zu sichern als durch empirische Erkenntnis selbst. Dabei müssten, heißt es immer wieder, bestimmte grundlegende Sachverhalte unterstellt werden. Was genau bedeutet hier „unterstellen“? Exemplarisch wird in dieser Arbeit Habermas’ Verwendung des Unterstellungsbegriffs und des eng verwandten Voraussetzungsbegriffs nachvollzogen und interpretiertHabermas verwendet seinen Kernbegriff nicht einheitlich, insbesondere unterscheidet er nicht zwischen semantischem und epistemischem Voraussetzungsbegriff. Im Gegensatz zum semantischen Voraussetzungsbegriff, der eine Relation zwischen Sachverhalten beschreibt, kennzeichnet der epistemische Voraussetzungsbegriff eine Relation zwischen einem epistemischen Subjekt und einem Sachverhalt. Mit der Verwendung des Ausdrucks Unterstellung konstruiert Habermas einen internen, konstitutiven Zusammenhang zwischen unserer Kommunikationsfähigkeit und grundlegend verschiedenen propositionalen, epistemischen Einstellungen, ohne dass diese terminologisch voneinander abgegrenzt werden. Handelt es sich um Fiktionen, Hypothesen oder um handfeste Überzeugungen? Der rekonstruierte Zusammenhang erweist sich in Abhängigkeit von der durch das Verb unterstellen jeweils ausgedrückten propositionalen Einstellung – doxastisch-affirmativ, doxastisch-negierende oder nicht-doxastisch - entweder als unverständlich oder als trivial. Die als notwendige Voraussetzungen benannten Unterstellungen haben aufgrund der Semantik des Ausdrucks unterstellen hinsichtlich ihres epistemischen Status’ also keinen klaren Sinn. Damit scheitert a fortiori auch Habermas’ Versuch, notwendige Unterstellungen als schwach transzendentale Grundlage kommunikativen Handelns zu bestimmen. Die Inakzeptanz transzendentaler Argumente – auch in ihrer nicht-metaphysischen, von Habermas favorisierten „schwachen“ Lesart – wird durch die Formulierung „unterstellen müssen“ als Bestandteil des Schlussprinzips oder einer Prämisse transzendentaler Argumente systematisch verschleiert. / The concept of presuppositions is central for transcendental arguments. Transcendental arguments are efforts to validate empirical knowledge more effectively than through empirical knowledge itself. According to widely held views some fundamental propositions have to be presupposed for that purpose. But what – precisely – does “to presuppose something” mean? This paper will exemplarily reconstruct and interpret the use of the concept of presupposition in Jürgen Habermas’ work: Habermas doesn’t use this central concept in a homogeneous, standardized way: In particular he does not distinguish between the semantic and the epistemological concept. In contrast to the semantic concept, which describes a relationship between propositions, the epistemological concept characterizes a relationship between an epistemological subject and a proposition. Moreover, using the term “presupposition”, Habermas constructs an internal, constitutive connection between our ability to communicate and fundamentally different propositional, epistemological attitudes, without distinguishing them from each other. Is it a matter of fictions, hypotheses or beliefs? The reconstructed connection appears to be either incomprehensible or trivial given its dependence on the verb “to presuppose”, which can imply the propositional attitude of doxastic-affirmative, doxastic-negating or non-doxastic. The presuppositions claimed to be essential are not clearly defined in terms of their epistemological status because of the semantics of the term to presuppose. Therefore, Habermas’ attempt to determine essential presuppositions as a transcendental basis for communication also fails a fortiori. The non-acceptance of transcendental arguments – even in their non-metaphysic interpretation favoured by Habermas – is disguised as constituent of the premise of the corpus by the phrase “to have to presuppose”.

Ziel: Gewinnung neuer Erkenntnisse auf dem Gebiet der Glucocorticoidforschung. Die Arbeit gliedert sich in zwei Teile: 1. Klinische Studie zu Wirkungen und Nebenwirkungen einer niedrig bis mittelhoch dosierten Methylprednisolon(MP)-Therapie bei Patienten mit entzündlich-rheumatischen Erkrankungen. 2. Durchflusszytometrische Untersuchungen mit humanen PBMC mit dem Ziel, membranständige Glucocorticoidrezeptoren (mGCR) nachzuweisen. Methodik: 1. In einer klinischen Studie wurden zwei Patientengruppen mit jeweils 20 Patienten miteinander verglichen. Alle Patienten hatten entzündlich-rheumatische Erkrankungen und bekamen eine MP-Therapie über mindestens ein Jahr. Die Dosierungen in der ersten Gruppen entsprachen einer low-dose GC-Therapie, die Patienten in der zweiten Gruppe bekamen eine medium-dose GC-Therapie. Erwünschte, unerwünschte Wirkungen sowie die Lebensqualität der Patienten wurden erhoben. 2. Humane PBMC wurden durchflusszytometrisch untersucht. Es wurden konventionelle Färbemethoden sowie eine hoch-sensitive Liposomenfärbung zur Detektion spezifischer membranständiger Antigene angewandt. Ergebnisse: 1. In den meisten Fällen waren die relativ niedrigen Dosierungen von MP geeignet, die Krankheitsaktivität der entzündlich-rheumatischen Erkrankung wirksam zu kontrollieren. Einzelne Exazerbationen waren allerdings zu verzeichnen. Bei den meisten unerwünschten Wirkungen zeigten sich keine Unterschiede zwischen den Dosisgruppen. Osteoporosetypische Rückenschmerzen traten signifikant höher in der oberen Dosisgruppe auf (p=0,04), bei dem erhöhten Augeninnendruck zeigte sich eine Tendenz (p=0,1). Häufige Nebenwirkungen auch bei niedrigen Dosierungen waren: Unterblutungen der Haut und Pergamenthaut (76,2 % bzw. 73,8 % aller Patienten) bzw. eine Cushing-Symptomatik (61,9 % aller Patienten). 2. Mit der Liposomen-Färbetechnik ließen sich erstmals mGCR auf humanen PBMC systematisch nachweisen. Bis zu 5 % der B-Lymphozyten und bis zu 7 % der Monozyten exprimierten mGCR bei Gesunden. Stimulationen des Immunsystems durch Impfungen oder eine aktive rheumatoide Arthritis führten zu einer deutlichen Erhöhung des Anteils mGCR-positiver Monozyten auf über 20 %. Schlussfolgerungen: 1. Niedrig bis mittelhoch dosierte Therapien mit MP können effektiv die Aktivität von entzündlich-rheumatischen Erkrankungen kontrollieren. Die unerwünschten Effekte sind vermutlich dosisabhängig, für die meisten ist jedoch nicht relevant, ob mit einer low-dose oder einer medium-dose Therapie behandelt wird. 2. mGCR werden auf humanen PBMC unter physiologischen Bedingungen exprimiert. Unter bestimmten immunologischen Bedingungen werden sie hochreguliert. Herkunft und Funktion der Rezeptoren müssen noch genauer geklärt werden. / Purpose: Gaining new knowledge in glucocorticoid research. The dissertation consists of two parts: 1. Clinical study on effects and side-effects of a low-dose / medium-dose therapy with methylprednisolone (MP) in patients with inflammatory rheumatic diseases. 2. Flowcytometric investigation of human PBMC in order to detect membrane-bound glucocorticoid-receptors (mGCR). Methods: 1. In a clinical study two groups of patients - 20 patients each - were compared. All patients had inflammatory rheumatic diseases and recieved MP-therapy for at least one year. The first group recieved a low-dose GC-therapy, the second group a medium-dose GC-therapy. 2. Human PBMC were examined. We used conventional and high-sensitive liposome staining technique for the detection of specific membrane-bound antigens. Results: 1. In most cases rather low dosages of MP were able to control the disease activitiy of inflammatory rheumatic diseaeses. However, we observed disease exacerbation in some cases. Most side-effects showed the same characteristics in both groups. There was a significant higher appearance of typical osteoporotic back pain in the higher dosage group (p=0,04) and a tendency to higher intraophtalmic pressure in this group (p=0,1). Common side effects with even low dosages were: skin hematoma and thin skin (76,2 % and 73,8 % respective) and a Cushing-Syndrome (61,9 % of all patients). 2. With the liposome staining technique we showed for the first time systematically mGCR on human PBMC. Up to 5 % of B-lymphocytes and 7 % of monocytes presented mGCR in healthy blood donors. Stimulation of the immunological system by vaccination or in case of an active rheumatoid arthritis led to a marked increase of mGCR-positive monocytes to more than 20 %. Conclusions: 1. Low-dose and medium-dose methylprednisolone therapy can effectivly control the activity of inflammatory rheumatic diseases. The side effects are probably dose-dependent. However, for most side effects it doesn''t matter if patients are treated with a low-dose or a medium-dose therapy. 2. mGCR are expressed on human PBMC under physiological conditions and are up-regulated under certain immunological conditions. The function of these receptors has to be examined more profoundly.

Alle optischen Systeme haben den gleichen Zweck: Sie manipulieren Eigenschaften des Lichts, durch Interaktion mit Materie. In dieser Arbeit werden zwei wichtige Teilaspekte aus diesem Kontext untersucht, im linearen und im nicht-linearen Bereich. In Teil I werden die bekannten Bragg-Reflexionen in neuem Licht betrachtet. Bragg Reflexion findet statt, wenn Licht mit einem periodischen Medium interagiert. Die Bragg-Bedingung verknüpft den Gitterabstand in einem Kristall mit der Wellenlänge, die von ihm reflektiert wird. In dieser Arbeit werden die Bragg Reflexionen in gewellten Wellenleitern untersucht. Es wird gezeigt, dass die Bragg-Bedingung nicht ausreicht, um die Streuung in diesen Wellenleitern zu verstehen. Es wird numerisch und analytisch demonstriert, dass unebene Ränder eine neue Reflexionsbedingung schaffen, die über das einfache Bragg-Bild hinausgeht. Dieser Streueffekt, der Square Gradient Bragg-Mechanismus ist aus statistischen Streuansätzen bekannt. Er hängt mit der Krüummung des Randes zusammen und hat einen starken Einfluss auf die Wellenleitung in diesen Systemen. In dieser Arbeit wird die erste allgemeine Theorie für den Square Gradient Bragg Streumechanismus vorgestellt, die es ermöglicht, Voraussagen für einzelne Wellenleiter mit beliebig deformierten Rändern zu treffen. Eine weitere wichtige Eigenschaft des Lichts wird in Teil II dieser Arbeit untersucht: Die Verschränkung zwischen zwei Photonen. Verschränkung ist ein intuitiv nicht verständliches Phänomen, weil es in der uns umgebenden klassischen Welt kein Analogon hat. Insbesondere verletzt es unsere implizite Annahme eines lokalen Realismus, weil voneinander entfernte Teilchen scheinbar instantan miteinander wechselwirken können. In dieser Arbeit wird eine neue und verstimmbare Quelle für verschränkte Photonen entworfen. Die Photonenpaare werden in nicht-linearen Kristallen erzeugt, aber ihre Verschränkung wird rein geometrisch erzwungen. Dieser geometrische Ansatz erlaubt es, die Frequenz der Photonen einzustellen. Hier übertrifft diese neue Quelle ihre Vorgänger, die ausführlich besprochen werden. Die Verschränkung der erzeugten Photonen wird experimentell nachgewiesen. / Any optical experiment, any optical technology is only about one thing: Manipulating the properties of light through interaction with matter. This thesis will address two important issues in this broad context, in the linear and in the non-linear regime. In Part I, the well-known Bragg reflection is revised. Bragg reflection takes place whenever light interacts with a periodic structure. The famous Bragg condition relates the lattice spacing in a crystal to the wavelength which is effectively reflected by that lattice. In this thesis the Bragg reflection in dielectric waveguides is investigated. It is shown that the Bragg condition is not sufficient to describe the scattering situation in waveguides with corrugated boundaries. It is demonstrated, analytically and numerically, that corrugated boundaries cause a new type of reflection condition, which goes beyond the Bragg picture. This scattering mechanism, the Square Gradient Bragg Scattering, is known from statistical scattering approaches. It is connected to the curvature of the boundary and has a strong influence on the wave propagation in these systems. Here the first general theory for Square Gradient Bragg Scattering is presented, which allows for making predictions for single corrugated waveguides with arbitrary boundaries. Another important property of light is investigated in Part II of this thesis: The entanglement of two photons. Entanglement is a counter-intuitive phenomenon, because it has no classical analogy. It especially violates our assumption of local realism, because distant particles seemingly act on each other instantaneously. In this thesis a new tunable and portable source of photon pairs is designed. The photon pairs are created in non-linear crystals, but their entanglement is enforced in a purely geometrical manner. This geometrical approach makes the setup tunable. This is where the new design supersedes its predecessor, which will be discussed in detail. The entanglement of the generated photons is demonstrated experimentally.

Diese Arbeit wird einer Weiterentwicklung der Dichtematrixtheorie und ihrer Anwendung zum Studium ultraschneller laserpulsinduzierter Dynamik in Molekularsystemen in Wechselwirkung mit einem thermischen Bad gewidmet. Zwei grosse Themenkomplexe werden behandelt. Zuerst werden die sogenannten Gedächtniseffekte diskutiert. Diese folgen aus einer reduzierten Beschreibung des Molekularsystems, in der die Umgebungsfreiheitsgrade eliminiert werden. Im zweiten Teil wird die Laserpulssteuerung der dissipativen Molekulardynamik untersucht. Die theoretische Beschreibung von offenen Quantensystemen führt zu einer zeitlich nicht-lokalen Bewegungsgleichung: Die Zeitentwicklung des Molekularsystems hängt von seiner Vergangenheit ab. In dieser Arbeit wird eine numerische Methode zur Lösung der zeitlich nicht-lokalen Bewegungsgleichung entwickelt und mit einem minimalen Modell eines polyatomaren Moleküls unter dissipativem Einfluss der Umgebung getestet. Eine analytische Lösung der Bewegungsgleichung für den speziellen Fall einer sehr langen Gedächtniszeit wurde hergeleitet. Zur Identifizierung solcher Gedächtniseffekte vergleichen wir diese analytische Lösung mit numerischen Rechnungen inklusive Gedächtnis und mit approximativen Rechnungen, die die zeitliche Nicht-Lokalität vernachlässigen. Für eine Anregung mit einem Laserpuls, der kürzer als die Gedächtniszeit des Systems ist, zeigt das Molekularsystem eine erkennbar unterschiedliche Dynamik als ohne Gedächtniss. Die Gedächtniseffekte werden mit abfallender Laserpulslänge deutlich ausgeprägter. Der zweite Teil der Arbeit konzentriert sich auf die Anwendung der Theorie der Optimalen Kontrolle, um die molekulare Dynamik zu steuern. Aus der Theorie der Optimalen Kontrolle erhält man Laserpulse, die bestimmte Aufgaben erfüllen, z.B. die Besetzung gewünschter vibronischer Niveaus des Molekularsystems oder die Platzierung eines Wellenpakets auf einer vorgegebenen Position auf der molekularen Potentialfläche. Als erstes Beispiel haben wir die Kontrolle des dissipativen fotoinduzierten Elektronentransfers in einem Donator-Brückenmolekül-Akzeptor System betrachtet, wobei wir das Gedächtniss vernachlässigt haben. Die Steuerbarkeit des Elektronentransfers wird diskutiert und der Mechanismus, mit dem sie möglich wird, wird identifiziert. Wir haben festgestellt, dass die Steuerung der Elektronentransferreaktionen selbst unter dem Einfluss von Dissipation möglich ist, obwohl die Kontrollausbeute mit steigender Dissipation drastisch abfällt. In Anwesenheit von Dissipation verändert sich auch der Mechanismus der Steuerung. Die experimentelle Ausführbarkeit der Herstellung des aus der Theorie der Optimalen Kontrolle resultierenden Kontrollpulses wird diskutiert und Methoden werden präsentiert, die die Abschätzung der Effizienz ermöglichen, mit der ein Flussigkristall--Laserpulsformer, wie er heute in Experimenten verwendet wird, den gewünschten Puls erzeugen kann. Um zwischen verschiedenen Kontrollaufgaben zu unterscheiden, wird ein quantitatives Mass eingeführt, das die Komplexität der Kontrollaufgabe charakterisiert. Die Theorie der Optimalen Kontrolle wird auch für Molekularsysteme formuliert, die statische Unordnung zeigen, und wird auf ein Ensemble von Molekülen mit zufälligen Orientierungen angewendet. Zum Schluss wird die Bedeutung der Gedächtnisseffekte für die Steuerung der dissipativen Dynamik diskutiert und die Theorie der Optimalen Kontrolle neu formuliert um eine zeitliche Nicht-Lokalität in der Bewegungsgleichung des Molekularsystems zu berücksichtigen. / This work is dedicated to a further development of the density matrix theory and its application to the study of ultrafast laser pulse induced dynamics in molecular systems interacting with a thermal environment. Two topics are considered, first the so-called memory effects are analyzed which result from a reduced description of the molecular system excluding the environmental degrees of freedom. And secondly, the laser pulse control of dissipative molecular dynamics is examined. The theoretical description of open quantum systems results in a time non-local equation of motion so that the evolution of the molecular system depends on its past. In this work a numerical method to solve the time non-local equations of motion has been developed and tested for a minimal model of a polyatomic molecule subject to the dissipative influence of an environment. An analytical solution of the equation of motion for the special case of very long standing memory is also achieved. To identify signatures of such memory effects in general case we compare this analytical solution with numerical calculations involving memory and with approximative computations ignoring time non-locality. For the excitation by a laser pulse shorter than the duration of the memory the molecular systems exhibit noticeably different dynamics than for the absence of the memory. The effects become significantly more pronounced with decreasing laser pulse durations. The second part of the work concentrates on the application of the optimal control theory to guide molecular dynamics. Optimal control theory provides laser pulses which are designed in such a manner to fulfill certain control tasks, e.g. the population of a desired vibrational level of the molecular system or the placement of a wavepacket on a prescribed position on the molecular potential energy surface. As a first example the control of the dissipative photo-induced electron transfer in a donor--bridge--acceptor systems has been particularly considered ignoring the memory. The controllability of the electron transfer has been discussed and the mechanism by which it becomes possible has been identified. We have found the control of electron transfer reactions feasible even under the influence of dissipation although the yield of the control decreases drastically with increasing dissipation. In the presence of dissipation mechanism of the control has been found to change. The feasibility of the reproduction of the control pulses resulting for the optimal control theory in the experiment has been discussed and methods have been presented how to check the efficiency of the reproduction of optimal control pulses by liquid crystal pulse shapers, prevailingly used in modern control experiments. To distinguish different control tasks a quantitative measure has been introduced characterizing complexity of the control task. The optimal control theory has also been formulated for molecular systems showing static disorder and applied on an ensemble of molecules exhibiting random orientations. Finally, the importance of memory effects for the control of dissipative dynamics has been discussed and the optimal control theory has been formulated to account for a time non-locality in the equation of motion for molecular systems.

A numerical treatment of non-linear higher-order geometric evolution equations with the level set and the finite element method is presented. The isotropic, weak anisotropic and strong anisotropic situation is discussed. Most of the equations considered in this work arise from the field of thin film growth. A short introduction to the subject is given. Four different models are discussed: mean curvature flow, surface diffusion, a kinetic model, which combines the effects of mean curvature flow and surface diffusion and includes a further kinetic component, and an adatom model, which incorporates in addition free adatoms. As an introduction to the numerical schemes, first the isotropic and weak anisotropic situation is considered. Then strong anisotropies (non-convex anisotropies) are used to simulate the phenomena of faceting and coarsening. The experimentally observed effect of corner and edge roundings is reached in the simulation through the regularization of the strong anisotropy with a higher-order curvature term. The curvature regularization leads to an increase by two in the order of the equations, which results in highly non-linear equations of up to 6th order. For the numerical solution, the equations are transformed into systems of second order equations, which are solved with a Schur complement approach. The adatom model constitutes a diffusion equation on a moving surface. An operator splitting approach is used for the numerical solution. In difference to other works, which restrict to the isotropic situation, also the anisotropic situation is discussed and solved numerically. Furthermore, a treatment of geometric evolution equations on implicitly given curved surfaces with the level set method is given. In particular, the numerical solution of surface diffusion on curved surfaces is presented. The equations are discretized in space by standard linear finite elements. For the time discretization a semi-implicit discretization scheme is employed. The derivation of the numerical schemes is presented in detail, and numerous computational results are given for the 2D and 3D situation. To keep computational costs low, the finite element grid is adaptively refined near the moving curves and surfaces resp. A redistancing algorithm based on a local Hopf-Lax formula is used. The algorithm has been extended by the authors to the 3D case. A detailed description of the algorithm in 3D is presented in this work. / In der Arbeit geht es um die numerische Behandlung nicht-linearer geometrischer Evolutionsgleichungen höherer Ordnung mit Levelset- und Finite-Elemente-Verfahren. Der isotrope, schwach anisotrope und stark anisotrope Fall wird diskutiert. Die meisten in dieser Arbeit betrachteten Gleichungen entstammen dem Gebiet des Dünnschicht-Wachstums. Eine kurze Einführung in dieses Gebiet wird gegeben. Es werden vier verschiedene Modelle diskutiert: mittlerer Krümmungsfluss, Oberflächendiffusion, ein kinetisches Modell, welches die Effekte des mittleren Krümmungsflusses und der Oberflächendiffusion kombiniert und zusätzlich eine kinetische Komponente beinhaltet, und ein Adatom-Modell, welches außerdem freie Adatome berücksichtigt. Als Einführung in die numerischen Schemata, wird zuerst der isotrope und schwach anisotrope Fall betrachtet. Anschließend werden starke Anisotropien (nicht-konvexe Anisotropien) benutzt, um Facettierungs- und Vergröberungsphänomene zu simulieren. Der in Experimenten beobachtete Effekt der Ecken- und Kanten-Abrundung wird in der Simulation durch die Regularisierung der starken Anisotropie durch einen Krümmungsterm höherer Ordnung erreicht. Die Krümmungsregularisierung führt zu einer Erhöhung der Ordnung der Gleichung um zwei, was hochgradig nicht-lineare Gleichungen von bis zu sechster Ordnung ergibt. Für die numerische Lösung werden die Gleichungen auf Systeme zweiter Ordnungsgleichungen transformiert, welche mit einem Schurkomplement-Ansatz gelöst werden. Das Adatom-Modell bildet eine Diffusionsgleichung auf einer bewegten Fläche. Zur numerischen Lösung wird ein Operatorsplitting-Ansatz verwendet. Im Unterschied zu anderen Arbeiten, die sich auf den isotropen Fall beschränken, wird auch der anisotrope Fall diskutiert und numerisch gelöst. Außerdem werden geometrische Evolutionsgleichungen auf implizit gegebenen gekrümmten Flächen mit Levelset-Verfahren behandelt. Insbesondere wird die numerische Lösung von Oberflächendiffusion auf gekrümmten Flächen dargestellt. Die Gleichungen werden im Ort mit linearen Standard-Finiten-Elementen diskretisiert. Als Zeitdiskretisierung wird ein semi-implizites Diskretisierungsschema verwendet. Die Herleitung der numerischen Schemata wird detailliert dargestellt, und zahlreiche numerische Ergebnisse für den 2D und 3D Fall sind gegeben. Um den Rechenaufwand gering zu halten, wird das Finite-Elemente-Gitter adaptiv an den bewegten Kurven bzw. den bewegten Flächen verfeinert. Es wird ein Redistancing-Algorithmus basierend auf einer lokalen Hopf-Lax Formel benutzt. Der Algorithmus wurde von den Autoren auf den 3D Fall erweitert. In dieser Arbeit wird der Algorithmus für den 3D Fall detailliert beschrieben.

Die Arbeit befaßt sich mit der Messung und Analyse der spezifischen Wärme verschiedener stark korrelierter Elektronensysteme bei tiefen Temperaturen und hohen Magnetfeldern. Zunächst wird der im Rahmen dieser Arbeit verwendete, auf der Meßmethode der thermischen Relaxation beruhende Aufbau des Kalorimeters (Einsatzbereich 0.05K<T<4K und 0<B<12T) ausführlich erläutert. Danach werden die Ergebnisse von Messungen an den drei Schwere-Fermionen-Verbindungen CeCu2Si2, CeNi2Ge2 und YbRh2Si2 dargelegt. Wenngleich alle drei Systeme bei tiefen Temperaturen durch den für Schwere-Fermionen-Systeme charakteristischen, stark erhöhten elektronischen Beitrag zur spezifischen Wärme gekennzeichnet sind zeigen sich deutliche Unterschiede im beobachteten Grundzustandsverhalten. An CeCu2Si2 wird die für T<1K auftretende Konkurrenz zwischen einem supraleitenden und einem magnetischen Grundzustand ausführlich studiert. In YbRh2Si2 zeigt sich bei einer für 4f-Systeme bemerkenswert tiefen Temperatur von ca. 70mK ein Übergang in eine magnetische Phase, während der Grundzustand von CeNi2Ge2 wegen stark ausgeprägter Probenabhängigkeiten immer noch kontrovers diskutiert wird. Des weiteren zeigen alle drei Verbindungen deutliche Abweichungen vom Verhalten einer Fermi-Flüssigkeit. Die Theorie der Fermi-Flüssigkeit hat sich für metallische Verbindungen als sehr erfolgreich auch bei der Beschreibung des Verhaltens eines Systems aus stark wechselwirkenden Ladungsträgern erwiesen. Warum diese Theorie auf die untersuchten Verbindungen nicht anwendbar zu sein scheint, wird im Rahmen moderner Modellvorstellungen wie z. B. der Nähe zu einem quantenkritischen Punkt diskutiert. Die an Sr2RuO4, dem ersten Kupfer-freien Perowskit Supraleiter, durchgeführten Messungen der spezifischen Wärme dokumentieren das Auftreten von zwei Zusatzbeiträgen für T<Tc, die eine Interpretation der spezifischen Wärme des supraleitenden Zustands von Sr2RuO4 im Hinblick auf die Topologie des Ordnungsparameters deutlich erschweren.

Both cuprates and manganites belong to the transition metal oxides. The physics of these compounds is characterized by a dualism of local electron interaction and itinerant charge motion. In the present work, several key issues of metallic cuprates and manganites are addressed on a theoretical level, while close connection to recent experimental work is kept. The work is based on the notion of spin and orbital liquids, representing elegant tools to handle the strongly correlated nature of the metallic state in an efficient and transparent manner. A concise introduction to the physics of cuprates and manganites as well as to the methods employed is presented at the beginning of the work. In a subsequent part, we show that the peculiar magnetic response of metallic cuprates upon impurity doping can be successfully explained within a spin-liquid picture. The remainder of the work is devoted to the metallic state of manganites. Elaborating on the notion of an orbital liquid, the interplay of electron correlations, orbital degeneracy, and double exchange is studied. Thereby, the unconventionally large incoherent optical spectrum of metallic manganites and the pronounced softening of the magnon spectrum observed in experiment can be explained. Finally, a theory of the metal-insulator transition of manganites is presented which is based upon the newly introduced notion of orbital polarons. In general, we believe the close agreement of our results with experiment to strongly support the validity of our approach, giving new insight into the spectacular and sometimes as-tonishing physics of transition metal oxides.

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