Spin-Dynamics in Cold Gases of 87Rb and Atomic Hydrogen. The spins they are a-changin’

In this thesis the dynamics of cold gaseous atoms is studied. Two different atomic species and two different experimental techniques have been used. In the first part of the thesis experiments with Bose-Einstein condensates of Rb-87 are presented. In these experiments the methods of laser cooling and magnetic trapping of atoms were utilized. An atom chip was used as the experimental technique for implementation of magnetic trapping. The atom chip is a small integrated instrument allowing accurate and detailed manipulation of the atoms. The experiments with Rb-87 probed the behaviour of a falling beam of atoms outcoupled from the Bose-Einstein condensate by electromagnetic field induced spin flips. In the experiments a correspondence between the phases of the outcoupling radio frequency field and the falling beam of atoms was found. In the second part of the thesis experiments of spin dynamics in cold atomic hydrogen gas are discussed. The experiments with atomic hydrogen are conducted in a cryostat using a dilution refrigerator as the cooling method. These experiments concentrated on explaining and quantifying modulations in the electron spin resonance spectra of doubly polarized atomic hydrogen. The modifications to the previous experimental setup are described and the observation of electron spin waves is presented. The observed spin wave modes were caused by the identical spin rotation effect. These modes have a strong dependence on the spatial profile of the polarizing magnetic field. We also demonstrated confinement of these modes in regions of strong magnetic field and manipulated their spatial distribution by changing the position of the field maximum.

Hitsaustuotannon tehostaminen mekanisoinnin keinoin

Mekanisoinnin ja automaation osuuden lisääminen hitsaustuotannossa on eräs keino hitsaavan teollisuuden kilpailukyvyn tehostamiseksi. Tässä työssä tutkittiin hitsaustyön tehostamista mekanisoinnin keinoin. Työ tehtiin Rämö Oy:n konepajalla Imatralla, todellisia tuotantokappaleita vastaavilla koekappaleilla. Teoriaosuudessa on läpikäyty hitsauksen mekanisointia, kappaleenkäsittelyä ja erilaisia hitsausprosesseja. Osuudessa on käsitelty myös mekanisoidun hitsauksen laatua ja laadunvarmistusta. Kohdeyrityksen tuotannon nykytilanteen kartoitus on esitetty tässä osuudessa. Käytännön osuudessa on käsitelty hitsauskokeiden suoritus, kokeiden tulokset sekä niiden analysointi. Tuloksista voidaan todeta kevytmekanisoinnin olevan kustannustehokas keino hitsaustyön tehokkuuden sekä laadun parantamiseksi. Työn tuloksia tullaan käyttämään hyödyksi kehitettäessä hitsaavaa tuotantoa Rämö Oy:ssä.

Neural mechanisms underlying conscious and unconscious vision. Evidence from event-related potentials and transcranial magnetic stimulation

Vision affords us with the ability to consciously see, and use this information in our behavior. While research has produced a detailed account of the function of the visual system, the neural processes that underlie conscious vision are still debated. One of the aims of the present thesis was to examine the time-course of the neuroelectrical processes that correlate with conscious vision. The second aim was to study the neural basis of unconscious vision, that is, situations where a stimulus that is not consciously perceived nevertheless influences behavior. According to current prevalent models of conscious vision, the activation of visual cortical areas is not, as such, sufficient for consciousness to emerge, although it might be sufficient for unconscious vision. Conscious vision is assumed to require reciprocal communication between cortical areas, but views differ substantially on the extent of this recurrent communication. Visual consciousness has been proposed to emerge from recurrent neural interactions within the visual system, while other models claim that more widespread cortical activation is needed for consciousness. Studies I-III compared models of conscious vision by studying event-related potentials (ERP). ERPs represent the brain’s average electrical response to stimulation. The results support the model that associates conscious vision with activity localized in the ventral visual cortex. The timing of this activity corresponds to an intermediate stage in visual processing. Earlier stages of visual processing may influence what becomes conscious, although these processes do not directly enable visual consciousness. Late processing stages, when more widespread cortical areas are activated, reflect the access to and manipulation of contents of consciousness. Studies IV and V concentrated on unconscious vision. By using transcranial magnetic stimulation (TMS) we show that when early visual cortical processing is disturbed so that subjects fail to consciously perceive visual stimuli, they may nevertheless guess (above chance-level) the location where the visual stimuli were presented. However, the results also suggest that in a similar situation, early visual cortex is necessary for both conscious and unconscious perception of chromatic information (i.e. color). Chromatic information that remains unconscious may influence behavioral responses when activity in visual cortex is not disturbed by TMS. Our results support the view that early stimulus-driven (feedforward) activation may be sufficient for unconscious processing. In conclusion, the results of this thesis support the view that conscious vision is enabled by a series of processing stages. The processes that most closely correlate with conscious vision take place in the ventral visual cortex ~200 ms after stimulus presentation, although preceding time-periods and contributions from other cortical areas such as the parietal cortex are also indispensable. Unconscious vision relies on intact early visual activation, although the location of visual stimulus may be unconsciously resolved even when activity in the early visual cortex is interfered with.

Homogeneous assay technologies in drug screening: Quenching Resonance Energy Transfer (QRET) technique

Information gained from the human genome project and improvements in compound synthesizing have increased the number of both therapeutic targets and potential lead compounds. This has evolved a need for better screening techniques to have a capacity to screen number of compound libraries against increasing amount of targets. Radioactivity based assays have been traditionally used in drug screening but the fluorescence based assays have become more popular in high throughput screening (HTS) as they avoid safety and waste problems confronted with radioactivity. In comparison to conventional fluorescence more sensitive detection is obtained with time-resolved luminescence which has increased the popularity of time-resolved fluorescence resonance energy transfer (TR-FRET) based assays. To simplify the current TR-FRET based assay concept the luminometric homogeneous single-label utilizing assay technique, Quenching Resonance Energy Transfer (QRET), was developed. The technique utilizes soluble quencher to quench non-specifically the signal of unbound fraction of lanthanide labeled ligand. One labeling procedure and fewer manipulation steps in the assay concept are saving resources. The QRET technique is suitable for both biochemical and cell-based assays as indicated in four studies:1) ligand screening study of β2 -adrenergic receptor (cell-based), 2) activation study of Gs-/Gi-protein coupled receptors by measuring intracellular concentration of cyclic adenosine monophosphate (cell-based), 3) activation study of G-protein coupled receptors by observing the binding of guanosine-5’-triphosphate (cell membranes), and 4) activation study of small GTP binding protein Ras (biochemical). Signal-to-background ratios were between 2.4 to 10 and coefficient of variation varied from 0.5 to 17% indicating their suitability to HTS use.

Transforming Bodies, Wandering Desires. Intra-actions of Gender and Sexuality in Non-heterosexual Transgender Embodiment

Pro gradu -tutkielmani käsittelee sukupuolen ja seksuaalisuuden keskinäisiä intraaktiivisia vuorovaikutussuhteita elettyjen, ei-heteroseksuaalisten transsukupuolisten ruumiiden kokemuksissa. Tutkielmani haastaa sukupuolen ja seksuaalisuuden pysyvyyden käsityksiä sekä niihin liittyviä yhteiskunnallisia normeja kuvaten tapoja, joilla seksuaalisuuden ja sukupuolen kokeminen ja käytännöt liikkuvat, kehittyvät ja vuorovaikuttavat eletyissä transsukupuolisuuden ruumiillistumissa. Haastattelen kuutta suomalaista, syntymässä naiseksi määriteltyä transsukupuolista henkilöä liittyen heidän kokemuksiinsa sukupuolesta, seksuaalisuudesta ja näiden muutoksista heidän tähänastisen elämänsä aikana. Tarkastelen nauhoitettuja ja litteroituja haastattelutekstejä transtutkimusta, queer-teoriaa ja feminististä uusmaterialistista filosofiaa yhdistävän teoreettisen kehyksen kautta keskittyen siihen, miten sukupuoli ja seksuaalisuus vaikuttavat toistensa kehitykseen, muutokseen ja materialisoitumiseen eri elämänvaiheissa ja tilanteissa. Erityisen tärkeiksi teoreettisiksi vaikuttajiksi tutkielmassani muodostuvat Judith Butlerin Gender Trouble (2006 [1990]) -teoksessaan hahmottelema performatiivisen sukupuolen teoria, Sara Ahmedin analyysi teoksessa Queer Phenomenology. Orientations, Objects, Others (2006) ja Karen Baradin teoksessa Meeting the Universe Halfway. Quantum Physics and the Entanglement of Matter and Meaning (2007) teoretisoima toimijuudellinen realismi. Päästäkseni kiinni sukupuolen ja seksuaalisuuden yhtymäkohtiin erittelen ensin niitä ominaisuuksia ja kokemuksia, jotka näyttäytyvät haastatteluteksteissäni oleellisina seksuaalisuuden ja sukupuolen kannalta. Tarkastelen seksuaalisuutta suuntautumisen, halun ja seksuaalisten käytäntöjen näkökulmasta: vaikka nämä seksuaalisuuden aspektit ovat kiinteästi kytköksissä toisiinsa, niitä ei voi kokonaan palauttaa toisiinsa. Sukupuolta käsittelen performatiivisuuden näkökulmasta painottaen transsukupuolisiin ruumiisiin ja niiden materiaalisuuteen liittyviä erityispiirteitä. Sukupuolen ja seksuaalisuuden suhteita toisiinsa tarkastelen sekä sellaisissa tilanteissa, joissa niitä on vaikea erottaa toisistaan, että sellaisissa, joissa niiden voidaan nähdä tuottavan toinentoisiaan. Tutkielmallani on etnografisia, filosofisia ja poliittisia ulottuvuuksia. Yhtäältä tahdon kuvata ja analysoida elettyjä transsukupuolisia kokemuksia ja tuottaa tietoa vähän tutkitun ihmisryhmän todellisuudesta. Toisaalta osallistun sukupuolifilosofiseen keskusteluun ruumiillisuudesta ja sukupuolen ja seksuaalisuuden olemuksesta. Lähestyn tutkimusprosessiani niin sanotusta transgender standpoint -näkökulmasta; kirjoitan transsukupuolisena ruumiina, transsukupuolisia ruumiita koskien, pyrkimyksenäni edistää elävien transsukupuolisten ruumiiden asemaa, toimijuutta ja näkyvyyttä yhteiskunnassa.

Harjoitustyön kehittäminen ohjelmoinnin perusteet kurssille

Työn tarkoituksena on luoda uusi harjoitustyö Ohjelmoinnin perusteet –kurssille. Harjoitustyön tavoitteena oli olla nykyistä työtä mielekkäämpi, sekä sidottu käytäntöön. Näiden avulla tavoiteltiin kurssin harjoitustyön suorittavien opiskelijoiden osuuden kasvattamista. Lopputuloksena on kolmeosainen harjoitustyö, jossa opiskelija suorittaa kuvamanipulointia sekä hyödyntää avoimia rajapintoja. Tulevaisuuteen jää haasteeksi harjoitustyön tarkastaminen ja siihen liittyvät ongelmat, sekä työn jatkokehitys.

Green welding in practice

Efficient production and consumption of energy has become the top priority of national and international policies around the world. Manufacturing industries have to address the requirements of the government in relation to energy saving and ecologically sustainable products. These industries are also concerned with energy and material usage due to their rising costs. Therefore industries have to find solutions that can support environmental preservation yet maintain competitiveness in the market. Welding, a major manufacturing process, consumes a great deal of material and energy. It is a crucial process in improving a product’s life-cycle cost, strength, quality and reliability. Factors which lead to weld related inefficiencies have to be effectively managed, if industries are to meet their quality requirements and fulfil a high-volume production demand. Therefore it is important to consider some practical strategies in welding process for optimization of energy and material consumption. The main objective of this thesis is to explore the methods of minimizing the ecological footprint of the welding process and methods to effectively manage its material and energy usage in the welding process. The author has performed a critical review of the factors including improved weld power source efficiency, efficient weld techniques, newly developed weld materials, intelligent welding systems, weld safety measures and personnel training. The study lends strong support to the fact that the use of eco-friendly welding units and the quality weld joints obtained with minimum possible consumption of energy and materials should be the main directions of improvement in welding systems. The study concludes that, gradually implementing the practical strategies mentioned in this thesis would help the manufacturing industries to achieve on the following - reduced power consumption, enhanced power control and manipulation, increased deposition rate, reduced cycle time, reduced joint preparation time, reduced heat affected zones, reduced repair rates, improved joint properties, reduced post-weld operations, improved automation, improved sensing and control, avoiding hazardous conditions and reduced exposure of welder to potential hazards. These improvement can help in promotion of welding as a green manufacturing process.