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Dephasing in quantum systems is typically the result of their interaction with environmental degrees of freedom. We investigate within a spin-boson model the influence of a super-Ohmic environment on the dynamics of a quantum two-state system. A super-Ohmic environment thereby models typical bulk phonons which are a common disturbance for solid state quantum systems as, for example, nitrogen-vacancy centers. By applying the numerically exact quasiadiabatic path-integral approach we show that for strong system-bath coupling, pseudocoherent dynamics emerges, i.e., oscillatory dynamics at short times due to slaving of the quantum system to the bath dynamics. We extend the phase diagram known for sub-Ohmic and Ohmic environments into the super-Ohmic regime and observe a pronounced nonmonotonous behavior. Super-Ohmic purely dephasing fluctuations strongly suppress the amplitude of coherent dynamics at very short times with no subsequent further decay at later times. Nevertheless, they render the dynamics overdamped. The corresponding phase separation line shows also a nonmonotonous behavior, very similar to the pseudocoherent dynamics.
We propose a quantum-mechanical model to calculate the current through a single molecular junction immersed in a solvent and surrounded by a thin shell of bound water under an applied ac voltage. The solvent plus hydration shell are captured by a dielectric continuum model for which the resulting spectral density is determined. Here the dielectric properties, e.g., the Debye relaxation time and the dielectric constant, of the bulk solvent and the hydration shell as well as the shell thickness directly enter. We determine the charge current through the molecular junction under an ac voltage in the sequential tunneling regime where we solve a quantum master equation by a real-time diagrammatic technique. Interestingly, the Fourier components of the charge current show an exponential-like decline when the hydration shell thickness increases. Finally, we apply our findings to binary solvent mixtures with varying volume fractions and find that the current is highly sensitive to both the hydration shell thickness as well as the volume fraction of the solvent mixture, giving rise to possible applications as shell and concentration sensors on the molecular scale.
Design and Development of a Bioreactor System for Mechanical Stimulation of Musculoskeletal Tissue
(2023)
We report on the development of a bioreactor system for mechanical stimulation of musculoskeletal tissues. The ultimate object is to improve the quality of medical treatment following injuries of the enthesis tissue. To this end, the tissue formation process through the effect of mechanical stimulation is investigated. A six-well system was designed, 3D printed and tested. An integrated actuator creates strain by applying a force. A contactless position sensor monitors the travels. An electronic circuit controls the bioreactor using a microcontroller. An IoT platform connects the microcontroller to a smartphone, enabling the user to alter variables, trigger actions and monitor the system. The system was stabilised by implementing two PID controllers and safety measures. The results show that the bioreactor design is suited to execute mechanical stimulation and to investigate the tissue formation and regeneration process …
In this paper, we investigate the influence of different disease groups on the size of different 1 anatomical structures. To this end, we first modify and improve an existing anatomical segmentation 2 model. Then, we use this model to segment 104 anatomical structures from computed tomography 3 (CT) scans and compute their volumes from the segmentation. After correlating the results with each 4 other, we find no new significant correlations. After correlating the volume data with known diseases 5 for each case, we find two weak correlations, one of which has not been described before and for 6 which we present a possible explanation.
The number of publications describing chemical structures has increased steadily over the last decades. However, the majority of published chemical information is currently not available in machine-readable form in public databases. It remains a challenge to automate the process of information extraction in a way that requires less manual intervention - especially the mining of chemical structure depictions. As an open-source platform that leverages recent advancements in deep learning, computer vision, and natural language processing, DECIMER.ai (Deep lEarning for Chemical IMagE Recognition) strives to automatically segment, classify, and translate chemical structure depictions from the printed literature. The segmentation and classification tools are the only openly available packages of their kind, and the optical chemical structure recognition (OCSR) core application yields outstanding performance on all benchmark datasets. The source code, the trained models and the datasets developed in this work have been published under permissive licences. An instance of the DECIMER web application is available at https://decimer.ai.
Die Beschaffung von IT-Sicherheitslösungen ist für Unternehmen oft eine Herausforderung. So führt die Komplexität der Systeme dazu, dass die für eine Kaufentscheidung erforderlichen Kompetenzen und Informationen nicht immer vorhanden sind. Grundvoraussetzung für eine erfolgreiche Geschäftsbeziehung ist deswegen ein valides Vertrauensverhältnis zwischen Anwender- und Herstellerunternehmen. Das setzt jedoch voraus, dass die Herstellerunternehmen vertrauenswürdig auftreten und im Interesse ihrer Kunden handeln. Eine Studie der Westfälischen Hochschule Gelsenkirchen hat untersucht, welche Vertrauenskriterien Kunden bei Herstellern und deren Produkten wichtig sind. So ist zum Beispiel ein Hersteller bei den Kunden unten durch, wenn er zu viele Buzzwords nutzt.
Wie Datenräume helfen, neue Geschäftsmodelle zu entwickeln : sicher, vertrauenswürdig und dezentral
(2023)
In der heutigen Zeit werden sehr große Datenmengen generiert und verwaltet, dennoch wird der Wert der Daten in Deutschland und Europa noch nicht voll ausgeschöpft. Die gemeinsame Nutzung von Daten kann und soll datengetriebene Anwendungen noch weiter vorantreiben, bei der Erfüllung regulatorischer Anforderungen helfen sowie einen finanziellen Mehrwert für Firmen schaffen. Viele kleine bis mittelständische Unternehmen zögern derzeit jedoch, Daten untereinander auszutauschen, weil sie befürchten, die Hoheit über ihre Daten zu verlieren und nicht wissen, wer Zugriff auf die Daten hat und wofür die Daten verwendet werden.
Künstliche Intelligenz (KI) ermöglicht es, komplexe Zusammenhänge und Muster aus großen Datenmengen zu extrahieren und in einem statistischen Modell zu erfassen. Dieses KI-Modell kann anschließend Aussagen über zukünftig auftretende Daten treffen. Mit dem zunehmenden Einsatz von Künstlicher Intelligenz rücken solche Systeme auch immer mehr ins Visier von Cyberkriminellen. Der Artikel beschreibt umfassend Angriffsszenarien und mögliche Abwehrmaßnahmen.
Vor vier Jahren betrat die Datenschutz-Grundverordnung (DS-GVO) die Bühne und brachte für Unternehmen und Nutzer gleichermaßen Veränderungen mit sich. Doch gerade im dynamischen Umfeld des Online-Marketings tauchen ständig neue und oft knifflige Fragen auf – Fragen, die nun im Rahmen einer wissenschaftlichen Studie etwas genauer unter die Lupe genommen wurden.
Viele Unternehmen beginnen damit, Standards "wild" umzusetzen oder verschiedene Sicherheitsprodukte zu kaufen. Cybersicherheit muss aber auf einem soliden Fundament stehen. Dazu sollten die Verantwortlichen die eigenen Organisationsstrukturen kennen und die drei Schlüsselfaktoren Menschen, Prozesse und Technologie sorgfältig ausbalancieren.