Die Faltung und die Funktionsdynamik von Proteinen basieren auf schnellen Prozessen, die zum Teil im Zeitbereich der Pikosekunden bis Nanosekunden ablaufen. Zur Untersuchung dieser Dynamiken und der mit ihnen verbundenen strukturellen Änderungen werden häufig Molekulardynamik (MD)-Simulationen eingesetzt, die auf empirisch parametrisierten molekularmechanischen (MM) Kraftfeldern basieren. Die vorliegenden Arbeit stellt einen Ansatz zur Validierung solcher MM-Kraftfelder vor, der darin...

Ziel der vorliegenden Doktorarbeit war es, neue Erkenntnisse über die Struktur, Zusammensetzung und Dynamik des zentralen Sternhaufens unserer Milchstraße zu gewinnen. Im Mittelpunkt unserer Analysen stand dabei vor allem die Natur der Konzentration einiger Millionen Sonnenmassen dunkler Materie im Zentrum dieses Haufens, bei welcher es sich vermutlich um ein supermassives Schwarzes Loch handelt. Schon seit Jahrzehnten wurde vermutet, dass die kompakte, nicht-thermische Radioquelle...

In dieser Arbeit werden anhand von drei Datensätzen (MLS, MOZAIC, korrigierten Radiosonden) sogenannte eisübersättigte Regionen (Ice SuperSaturated Regions, ISSRs) beschrieben, wolkenfreie Regionen in der oberen Troposphäre bzw. unteren Stratosphäre, in denen die relative Feuchte über Eis die Sättigung überschreitet. ISSRs sind Gebiete, in denen Zirren entstehen können. Zunächst werden die Häufigkeitsverteilungen der relativen Feuchte im Tropopausenbereich untersucht. Diese folgen im...

Using an improved model code, EUV spectral energy distributions (SEDs) have been computed for a large grid of stellar models spanning the parameter range observed for O and early B stars. These SEDs have been incorporated into an evolutionary population synthesis code to investigate the time-dependence of the integrated SEDs from evolving clusters of massive stars. Purpose of these calculations is to provide a crucial ingredient for the simulations of the photoionized gas in star-forming...

We present an original method for the accurate quantum treatment of the planar three body Coulomb problem under electromagnetic driving. Our ab initio approach combines Floquet theory, complex dilation, and the representation of the Hamiltonian in suitably chosen coordinates without adjustable parameters. The resulting complex-symmetric, sparse banded generalized eigenvalue problem of rather high dimension is solved using advanced techniques of parallel programming. In the present thesis,...

In the first part of the present thesis, we derive a theory for quantifying entanglement of mixed bipartite quantum states. We derive upper and lower bounds for the concurrence of quantum states in arbitrary finite dimensions, such as to confine its actual value to a finite interval. We test these estimates for various sets of states with very satisfactory results. In particular, our lower bound detects entangled states with positive partial transpose. In view of the specific requirements of...

As the simplest molecule in nature, the hydrogen molecular ion provides a unique system for studying molecules in intense laser fields. In this thesis, the Coulomb explosion and photodissociation channel of H2+ and D2+ have been investigated with 790-nm, sub-100-fs laser pulses by employing a high-resolution photofragment imaging technique. Unlike most experiments, where neutral molecules were used as a target, in this work molecular ions were prepared by an electric discharge, providing...

Diese Arbeit ist eine Weiterentwicklung der beim OPAL-Experiment verwendeten Faltungsmethode zur Bestimmung der Masse des geladenen Eichbosons der schwachen Wechselwirkung. Die Methode wurde ausgeweitet auf eine gleichzeitige Bestimmung der Masse Mw und der Zerfallsbreite Gw des W-Boson genannten Eichbosons. Analysiert wurden dazu Daten, die mit dem OPAL-Experiment in den Jahren 1997 bis 2000 aufgezeichnet wurden. Von den möglichen Zerfällen der erzeugten W-Bosonpaare werden...

In der vorliegenden Arbeit werden Halbleiter-Quantenpunkte untersucht, die bezüglich ihres Wachstumsprozesses, in einer dünnen Benetzungsschicht eingebettet sind. Diese Benetzungsschicht ist von zwei-dimensionalen Charakter und stellt ein Kontinuum für Quantenpunktelektronen dar. Wechselwirkungseffekte zwischen Quantenpunktelektronen und Quasi-Kontinuumselektronen sind deshalb gegenwärtig. Die Experimente basieren auf der Messung von Photolumineszenzstrahlung, ausgehend von Exzitonen (X) in...

Die Annahme, daß die Raumzeit-Struktur durch kontinuierliche Koordinaten beschrieben werden kann, ist ein sehr erfolgreiches Konzept in der Physik. Bei sehr kleinen Abständen jedoch ist auch diese Struktur einer Quantisierung unterworfen, und man muß nach neuen physikalischen Modellen zu ihrer Beschreibung suchen. Eine Möglichkeit ist es, den Raum durch eine nichtkommutative Algebra darzustellen und auf diese Weise die entstehende Diskontinuität abzubilden. In dieser Arbeit wird der ...

This document describes the search for second-generation leptoquarks (LQ_2) in around 114 pb^-1 of proton-antiproton collisions, recorded with the D0 detector between September 2002 and June 2003 at a centre-of-mass energy of sqrt{s} = 1.96 TeV. The predictions of the Standard Model and models including scalar leptoquark production are compared to the data for various kinematic distributions. Since no excess of data over the Standard Model prediction has been observed, a lower limit on the...

Komplexe Lebensformen bestehen aus einer großen Anzahl einzelner Zellen. Um ein sinnvolles Zusammenwirken dieser Zellen und so deren Überleben zu gewährleisten, muß zwischen diesen ein Informationsaustausch und eine Informationsverarbeitung stattfinden. Dies wird in der Regel auf chemischem oder auf elektrischem Weg bewerkstelligt. Um die genauere Funktion der einzelnen Zellen und deren Wechselwirkung mit Ihrer Umgebung untersuchen zu können, wurde in dieser Arbeit eine Schnittstelle zwischen...

In der vorliegenden Arbeit wurden die Anwendungsmöglichkeiten der Emissionsdetektion bei der Anregung-Abtast-Spektroskopie erarbeitet. Es wurden zwei unterschiedliche Messungen mit dieser Anordnung durchgeführt: die Bestimmung der Fluoreszenzlebensdauer im Femtosekundenbereich durch den Raman-Loss-Effekt und die Untersuchung der Schwingungsbesetzungsdynamik durch nicht-resonante anti-Stokes Raman Streuung nach ultraschnellen internen Konversion.

Die Femtosekundenspektroskopie ist ein modernes Werkzeug zur Untersuchung einer Vielzahl von sehr schnellen Prozessen in Physik, Chemie und Biologie. Die rasanten Fortschritte auf der apparativen Seite ermöglichen die Gewinnung neuer Informationen und diese liefern einen wesentlichen Beitrag zum grundlegenden Verständnis der ablaufenden Vorgänge. Mit einem neu aufgebauten Femtosekundenspektrometer konnten verschiedene aktuelle Aspekte der Molekülphysik an Modellsystemen auf einer Zeitskala...

This thesis investigates quantum transport in the energy space of two paradigm systems of quantum chaos theory. These are highly excited hydrogen atoms subject to a microwave field, and kicked atoms which mimic the delta-kicked rotor model. Both of these systems show a complex dynamical evolution arising from the interaction with an external time-periodic driving force. In particular two quantum phenomena, which have no counterpart on the classical level, are studied: the suppression of...

Der 3P0 - 1S0 Übergang (Uhrenübergang) des einfach ionisierten Indiums (lambda = 236,5 nm) gilt als einer der aussichtsreichsten Kandidaten für ein neues Frequenznormal im optischen Bereich mit einer relativen Genauigkeit von 10^-18. Als kurzzeitstabilen Oszillator benötigt man hierfür einen Laser mit einer Linienbreite, die kleiner als die natürliche Linienbreite des Uhrenübergangs ist (0,8 Hz). Die Koinzidenz der vierfachen Frequenz des Nd:YAG Laserüberganges bei 946 nm mit dem...

Young stars close to the sun (within 100 pc) yield an interesting sample in many respects: They are relatively bright and because of their close distance we can resolve the surroundings of these stars by using adaptive optics on 8 to 10 m class telescopes (e.g. VLT or Keck). In the K-band the achievable angular resolution is about 50 mas which corresponds to 5 AU at a star closer than 100 pc; 5 AU is about the distance between the Sun and Jupiter. This possibility can be used to study...

Grundlegend für die Entwicklung molekularer Werkzeuge ist es, Kontrolle über das Verhalten einzelner Moleküle zu erlangen. Ein Beispiel dafür ist das gezieltes An- und Abkoppeln ein-zelner Moleküle an Oberflächen, das eine Basis für eine Vielzahl von Anwendungen bietet. Im Rahmen dieser Arbeit wurde unter Verwendung der AFM- Einzelmolekülkraftspektroskopie untersucht, wie und unter welchen Umständen einzelne Polyelektrolytmoleküle an funkti-onalisierte oder unfunktionalisierte Oberflächen...

Within the theory of ion channeling in single crystals the so-called rule of reversibility claims equal probabilities for de- and rechanneling. However, the experimental study of this work shows a strong violation of this rule. Specially developed computer simulations provide the explanation of this unexpected behavior in terms of a hysteresis of the mean ion charge state during the ion's motion along lattice directions. This sheds new light on the process of charge exchange of heavy ions in...

Trace gas measurements of NO, NOy, CO and O3 performed on board the DLR aircraft Falcon are used to examine the interhemispheric differences for midlatitudes during local autumn. The measurements were part of the INCA campaign (Interhemispheric differences in cirrus properties due to anthropogenic emissions). Major deployment sites were Punta Arenas, Chile (53°S) and Prestwick, Scotland (55°N). In addition, the meridional distribution of trace gases measured during the transfer flights...

This doctoral thesis presents new approaches for the characterisation of ultrafast energy flow in complex systems, based on concepts of coherent control. By initiating a photoreaction with femtosecond pulses whose temporal phase and amplitude are shaped in such a manner that specific molecular vibrations and states are addressed, the energy flow can be steered at will. The comparison between the ensuing energy flow patterns following shaped and unshaped excitation pulses constitutes a...