Dynamic stabilization of Rayleigh-Taylor instability of ablation fronts in inertial confinement fusion

One of the most important problems in inertial confinement fusion is how to find a way to mitigate the onset of the Rayleigh-Taylor instability which arises in the ablation front during the compression. In this thesis it is studied in detail the possibility of using for such a purpose the well-known mechanism of dynamic stabilization, already applied to other dynamical systems such as the inverted pendulum. In this context, a periodic acceleration superposed to the background gravity generates a vertical vibration of the ablation front itself. The effects of different driving modulations (Dirac deltas and square waves) are analyzed from a theoretical point of view, with a focus on stabilization of ion beam driven ablation fronts, and a comparison is made, in order to look for optimization.

Sea Level Variations from Decades to Millennia: A few Case Studies

The main goals of this Ph.D. study are to investigate the regional and global geophysical components related to present polar ice melting and to provide independent cross validation checks of GIA models using both geophysical data detected by satellite mission, and geological observations from far field sites, in order to determine a lower and upper bound of uncertainty of GIA effect. The subject of this Thesis is the sea level change from decades to millennia scale. Within ice2sea collaboration, we developed a Fortran numerical code to analyze the local short-term sea level change and vertical deformation resulting from the loss of ice mass. This method is used to investigate polar regions: Greenland and Antarctica. We have used mass balance based on ICESat data for Greenland ice sheet and a plausible mass balance for Antarctic ice sheet. We have determined the regional and global fingerprint of sea level variations, vertical deformations of the solid surface of the Earth and variations of shape of the geoid for each ice source mentioned above. The coastal areas are affected by the long wavelength component of GIA process. Hence understanding the response of the Earth to loading is crucial in various contexts. Based on the hypothesis that Earth mantle materials obey to a linear rheology, and that the physical parameters of this rheology can be only characterized by their depth dependence, we investigate the Glacial Isostatic Effect upon the far field sites of Mediterranean area using an improved SELEN program. We presented new and revised observations for archaeological fish tanks located along the Tyrrhenian and Adriatic coast of Italy and new RSL for the SE Tunisia. Spatial and temporal variations of the Holocene sea levels studied in central Italy and Tunisia, provided important constraints on the melting history of the major ice sheets.

Towards a Reconstruction of Thermal Properties of Light Nuclei from Fusion - Evaporation reactions

This thesis work has been developed in the framework of a new experimental campaign, proposed by the NUCL-EX Collaboration (INFN III Group), in order to progress in the understanding of the statistical properties of light nuclei, at excitation energies above particle emission threshold, by measuring exclusive data from fusion-evaporation reactions. The determination of the nuclear level density in the A~20 region, the understanding of the statistical behavior of light nuclei with excitation energies ~3 A.MeV, and the measurement of observables linked to the presence of cluster structures of nuclear excited levels are the main physics goals of this work. On the theory side, the contribution to this project given by this work lies in the development of a dedicated Monte-Carlo Hauser-Feshbach code for the evaporation of the compound nucleus. The experimental part of this thesis has consisted in the participation to the measurement 12C+12C at 95 MeV beam energy, at Laboratori Nazionali di Legnaro - INFN, using the GARFIELD+Ring Counter(RCo) set-up, from the beam-time request to the data taking, data reduction, detector calibrations and data analysis. Different results of the data analysis are presented in this thesis, together with a theoretical study of the system, performed with the new statistical decay code. As a result of this work, constraints on the nuclear level density at high excitation energy for light systems ranging from C up to Mg are given. Moreover, pre-equilibrium effects, tentatively interpreted as alpha-clustering effects, are put in evidence, both in the entrance channel of the reaction and in the dissipative dynamics on the path towards thermalisation.

Development of Organocatalytic stereoselective SN1 type reactions

The proposal in my thesis has been the study of Stereoselective α-alkylation through SN1 type reaction. SN1 type reaction involves a stabilized and reactive carbocation intermediate By taking advantages of stability of particular carbocations, the use of carbocations in selective reactions has been important. In this work has been necessary to know the stability and reactivity of carbocations. And the work of Mayr group has helped to rationalize the behaviour and reactivity between the carbocations and nucleophiles by the use of Mayr’s scale of reactivity. The use of alcohols to performed the stable and reactive carbocations have been the key in my thesis. The direct nucleophilic substitution of alcohols has been a crucial scope in the field of organic synthesis, because offer a wide range of intermediates for the synthesis of natural products and pharmaceutics synthesis. In particular the catalytic nucleophilic direct substitution of alcohols represents a novel methodology for the preparation of a variety of derivatives, and water only as the sub-product in the reaction. The stereochemical control of the transformation C-H bond into stereogenic C-C bond adjacent to carbonyl functionalized has been studied for asymmetric catalysis. And the field of organocatalysis has introduced the use of small organic molecule as catalyst for stereoselective transformations. Merging these two concepts Organocatalysis and Mayr’s scale, my thesis has developed a new approach for the α-alkylation of aldehydes and ketones through SN1 type reaction.

Evoluzione Morfotettonica delle Aree Alpine "Sempione" e "Brennero" attraverso Studi Termocronologici di bassa temperatura

E’ mostrata l’analisi e la modellazione di dati termocronologici di bassa temperatura da due regioni Alpine: il Sempione ed il Brennero. Le faglie distensive presenti bordano settori crostali profondi appartenenti al dominio penninico: il duomo metamorfico Lepontino al Sempione e la finestra dei Tauri al Brennero. I dati utilizzati sono FT e (U-Th)/He su apatite. Per il Sempione i dati provengono dalla bibliografia; per il Brennero si è provveduto ad un nuovo campionamento, sia in superficie che in sotterraneo. Gli attuali lavori per la galleria di base del Brennero (BBT), hanno consentito, per la prima volta, di raccogliere dati di FT e (U-Th)/He in apatite in sottosuolo per la finestra dei Tauri occidentale. Le analisi sono state effettuate tramite un codice a elementi finiti, Pecube, risolvente l’equazione di diffusione del calore per una topografia evolvente nel tempo. Il codice è stato modificato per tener conto dei dati sotterranei. L’inversione dei dati è stata effettuata usando il Neighbourhood Algorithm (NA), per ottenere il più plausibile scenario di evoluzione morfotettonico. I risultati ottenuti per il Sempione mostrano: ipotetica evoluzione dello stile tettonico della faglia del Sempione da rolling hinge a low angle detachment a 6.5 Ma e la cessazione dell’attività a 3 Ma; costruzione del rilievo fino a 5.5 Ma, smantellamento da 5.5 Ma ad oggi, in coincidenza dei cambiamenti climatici Messiniani e relativi all’inizio delle maggiori glaciazioni; incremento dell’esumazione da 0–0.6 mm/anno a 0.6–1.2 mm/anno a 2.4 Ma nell’emisfero settentrionale. I risultati al Brennero mostrano: maggiore attività tettonica della faglia del Brennero (1.3 mm/anno), maggiore attività esumativa (1–2 mm/anno) prima dei 10 Ma; crollo dell’attività della faglia del Brennero fra 10 Ma e oggi (0.1 mm/anno) e dell’attività esumativa nello stesso periodo (0.1–0.3 mm/anno); nessun aumento del tasso esumativo o variazioni topografiche negli ultimi 5 Ma.

Classical limit of the Nelson model

Since the development of quantum mechanics it has been natural to analyze the connection between classical and quantum mechanical descriptions of physical systems. In particular one should expect that in some sense when quantum mechanical effects becomes negligible the system will behave like it is dictated by classical mechanics. One famous relation between classical and quantum theory is due to Ehrenfest. This result was later developed and put on firm mathematical foundations by Hepp. He proved that matrix elements of bounded functions of quantum observables between suitable coherents states (that depend on Planck's constant h) converge to classical values evolving according to the expected classical equations when h goes to zero. His results were later generalized by Ginibre and Velo to bosonic systems with infinite degrees of freedom and scattering theory. In this thesis we study the classical limit of Nelson model, that describes non relativistic particles, whose evolution is dictated by Schrödinger equation, interacting with a scalar relativistic field, whose evolution is dictated by Klein-Gordon equation, by means of a Yukawa-type potential. The classical limit is a mean field and weak coupling limit. We proved that the transition amplitude of a creation or annihilation operator, between suitable coherent states, converges in the classical limit to the solution of the system of differential equations that describes the classical evolution of the theory. The quantum evolution operator converges to the evolution operator of fluctuations around the classical solution. Transition amplitudes of normal ordered products of creation and annihilation operators between coherent states converge to suitable products of the classical solutions. Transition amplitudes of normal ordered products of creation and annihilation operators between fixed particle states converge to an average of products of classical solutions, corresponding to different initial conditions.

Analysis of optimal control problems for the incompressible MHD equations and implementation in a finite element multiphysics code

This thesis deals with the study of optimal control problems for the incompressible Magnetohydrodynamics (MHD) equations. Particular attention to these problems arises from several applications in science and engineering, such as fission nuclear reactors with liquid metal coolant and aluminum casting in metallurgy. In such applications it is of great interest to achieve the control on the fluid state variables through the action of the magnetic Lorentz force. In this thesis we investigate a class of boundary optimal control problems, in which the flow is controlled through the boundary conditions of the magnetic field. Due to their complexity, these problems present various challenges in the definition of an adequate solution approach, both from a theoretical and from a computational point of view. In this thesis we propose a new boundary control approach, based on lifting functions of the boundary conditions, which yields both theoretical and numerical advantages. With the introduction of lifting functions, boundary control problems can be formulated as extended distributed problems. We consider a systematic mathematical formulation of these problems in terms of the minimization of a cost functional constrained by the MHD equations. The existence of a solution to the flow equations and to the optimal control problem are shown. The Lagrange multiplier technique is used to derive an optimality system from which candidate solutions for the control problem can be obtained. In order to achieve the numerical solution of this system, a finite element approximation is considered for the discretization together with an appropriate gradient-type algorithm. A finite element object-oriented library has been developed to obtain a parallel and multigrid computational implementation of the optimality system based on a multiphysics approach. Numerical results of two- and three-dimensional computations show that a possible minimum for the control problem can be computed in a robust and accurate manner.

Effetti idrodinamici prodotti dal costume tecnico sul nuotatore

L’introduzione dei costumi tecnici nel nuoto ha portato miglioramenti senza precedenti sulla prestazione. I miglioramenti nella velocità di nuoto sono stati attribuiti dalla letteratura a riduzioni nelle resistenze idrodinamiche sul nuotatore. Tuttavia, gli effetti specifici dovuti all’utilizzo di questo tipo di costume non sono ancora completamente chiariti. Questa tesi aveva l’obiettivo di indagare gli effetti del costume tecnico sul galleggiamento statico, sulla posizione del corpo e sulla resistenza idrodinamica in avanzamento passivo. Nello studio preliminare sono stati misurati la spinta idrostatica, i volumi polmonari dinamici e la circonferenza toracica di 9 nuotatori che indossavano un costume tradizionale o un costume tecnico in gomma sintetica. Indossare il costume tecnico ha determinato una riduzione significativa del galleggiamento statico, e la compressione toracica causata da questo tipo di costume potrebbe avere una relazione con la significativa riduzione dei volumi polmonari misurati quando il nuotatore indossa questo tipo di costume. Un successiva analisi prevedeva il traino passivo di 14 nuotatori che mantenevano la miglior posizione idrodinamica di scivolamento indossando un costume tradizionale, tecnico in tessuto e tecnico in gomma. La posizione del corpo in avanzamento è stata misurata con un’analisi cinematica. La resistenza passiva indossando i costumi tecnici è risultata significativamente minore per entrambi i costumi tecnici rispetto alla prova con costume tradizionale. L’analisi condotta attraverso modelli di regressione lineari ha mostrato che una parte della riduzione della resistenza passiva era legata a proprietà intrinseche dei costumi tecnici. Tuttavia, anche l’area di impatto frontale determinata dall’inclinazione del tronco del soggetto in scivolamento e l’inclinazione degli arti inferiori hanno mostrato una marcata influenza sulla resistenza idrodinamica passiva. Pertanto, la riduzione di resistenza idrodinamica durante lo scivolamento passivo effettuato con costume tecnico da nuoto è attribuibile, oltre all’effetto del materiale di composizione del costume, ad una variazione della posizione del corpo del nuotatore.

Understanding The Physiological, Biochemical, and Molecular Mechanisms of Salinity Tolerance in Strawberry Cultivars and in HvTPK1-Overexpressed Barley

The research was carried out to investigate of main elements of salt stress response in two strawberry cultivars, Elsanta and Elsinore. Plants were grown under 0, 10, 20 and 40 mM NaCl for 80 days. Salinity dramatically affected growth in both cultivars, although Elsinore appeared to be more impaired than Elsanta. Moreover a significant reduction of leaf photosynthesis, evaporation, and stomatal conductance was recorded 24 hrs after the stress was applied in both cultivars, whereas physiological functions were differentially restored after acclimation. However, cv. Elsanta had more efficient leaf gas exchange and water status than cv. Elsinore. In general, Fruit yield reduced upon salinization, wheares fruit quality concerning fruit taste, aroma, appearance, total soluble solids and titratable acidity, did not change but rather was enhanced under moderate salinity. On the other hand fruit quality was impaired at severe salt stress. Fruit antioxidant content and antioxidant capacity were enhanced significantly by increasing salt concentration in both cultivars. The oxidative effects of the stress were defined by the measures of some enzymatic activities and lipid peroxidation. Consistently, an increase in superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), peroxide dismutase (POD) enzymes and higher content of proline and soluble proteins were observed in cv. Elsinore than in cv. Elsanta. The increase coincided with a decrease in lipid peroxidation. The research confirmed that although strawberry cultivars were sensitive to salinity, difference between cultivars exist; The experiment revealed that cv. Elsanta could stand severe salt stress, which was lethal to cv. Elsinore. The parameters measured in the previous experiment were proposed as early screening tools for the salt stress response in nine strawberry genotypes. The results showed that, wheares Elsanta and Elsinore cultivars had a lower dry weight reduction at 40 mM NaCl among cultivars, Naiad, Kamila, and Camarosa were the least salt-sensitive cultivars among the screened.

Retorica come dissimulazione. Il ritmo della prosa manganelliana

La tesi è incentrata sull'analisi dell'organizzazione retorica della prosa di Giorgio Manganelli, indagando il sistema ritmico attraverso il quale l'autore è in grado di creare un fluire sintattico che sfugge alle classificazioni di genere. Per Manganelli, infatti, il linguaggio è solamente organizzazione di se stesso, e perciò la scrittura ruota attorno a un centro narrativo vuoto, dissimulando l'assenza di necessità. Egli è un retore puntuale dotato di una straordinaria abilità compositiva, che gli consente di mettere in scena l'ambiguità insita nella retorica. Per affrontare questa analisi è stato opportuno avvalersi della critique du rythme ideata da Henri Meschonnic, a partire dalle riflessioni di Emile Benveniste sul concetto eracliteo di ritmo, poiché essa fornisce una prospettiva duttile, dinamica e svincolata da pregiudizi critici. Meschonnic infatti considera il ritmo non come schema metrico ma in quanto organizzazione del senso nel discorso, volto alla signifiance del testo. In quest'ottica si è tentato di costruire un percorso attraverso le opere di Manganelli per descrivere il sistema retorico su cui si fonda la sua scrittura, a partire dai materiali del suo laboratorio (poesie, prose, appunti di diario, scambi epistolari) fino all'ideazione di discorsi pseudo-teologici che si presentano come allegoria stessa della scrittura. Si sono analizzati in particolare la trasposizione letteraria della tecnica musicale della variazione in Nuovo commento (1969), e il ritmo del periodo ipotetico in Rumori o voci (1987), testo emblematico della ricerca di Manganelli sulle potenzialità del linguaggio. Infine la prosa manganelliana è stata messa a confronto con quella di altri importanti autori italiani del Novecento (Pavese, Gadda, Camporesi, Celati), al fine di comparare tra loro diverse organizzazioni ritmiche del linguaggio, e ricollocando così Manganelli al centro del panorama letterario italiano con tutta la sua eversiva marginalità.

Contaminazioni tra arte e architettura

Il concetto di contaminazione fra architettura ed arti plastiche e figurative è molto antico. La dicotomia arte-architettura, sancita in via definitiva con il moderno museo di spoliazione napoleonica, non può che essere considerata una variazione neo-tecnicista sulla quale, non sempre giustamente, sono andati assestandosi gli insegnamenti delle scuole politecniche. Non così è sempre stato. Come il tempio greco può essere considerato un’opera plastica nel suo complesso, esempio tra i primi di fusione tra arte e architettura, moltissimi sono gli esempi che hanno guidato la direzione della ricerca che si è intesa perseguire. Molti sono gli esempi del passato che ci presentano figure di architetto-artista: un esempio fra tutti Michelangelo Buonarroti; come per altro non è nuovo, per l’artista puro, cimentarsi nella progettazione dello spazio architettonico o urbano, o per l'architetto essere coinvolto dalle indagini della ricerca artistica a lui contemporanea dalla quale trarre suggestioni culturali. Le rappresentazioni dei linguaggi visivi sono il frutto di contaminazioni che avvengono su diversi livelli e in più direzioni. Spesso le ricerche artistiche più significative hanno anticipato o influenzato il mondo del design, dell’architettura, della comunicazione. L’intenzione della ricerca è stata quindi approfondire, attraverso un viaggio nel Novecento, con particolare attenzione al Secondo Dopoguerra, i fenomeni culturali che hanno prodotto i più significativi sviluppi stilistici nell’ambito della ricerca e del rinnovo del linguaggio architettonico. Il compito, parafrasando Leonardo Benevolo, non è stato quello di elencare le singole battute della discussione ma di riconoscere gli interventi fruttuosi a lunga scadenza. Mutuando gli insegnamenti della scuola del Bauhaus, arte e architettura sono state affiancate perché considerate espressioni strettamente relazionate di coevi fenomeni culturali. L’obiettivo ha puntato all’individuazione dei meccanismi delle interazioni tra discipline, cercando di delineare il profilo della complessità dell’espressione del contemporaneo in architettura.

«L’Eroica» e la xilografia italiana dal tardo simbolismo all’espressionismo (1911-1917)

Il lavoro di ricerca vuole analizzare, attraverso lo studio specifico della rivista artistico letteraria «L’Eroica» fondata a La Spezia nel 1911 da Ettore Cozzani e Franco Oliva, gli artisti e le situazioni in cui si sviluppa e si diffonde in Italia un linguaggio grafico di tipo fauve-espressionista, in perfetta sintonia con le coeve esperienze straniere. Nello specifico, si è focalizzata l’attenzione sui così detti ‘anni eroici de L’Eroica’ (1911-1917), periodo in cui risulta più evidente il passaggio che si ebbe nel panorama dell’illustrazione italiana da uno stile ancora riconducibile a un linguaggio simbolista a uno, per l’appunto espressionista. Questa rivista, infatti, nella fase conosciuta come “gli anni eroici dell’Eroica” (1911-17), s’interessa in modo quasi esclusivo alla xilografia contemporanea avvalendosi in un primo momento della collaborazione di artisti noti nell’ambito del gusto liberty come, ad esempio, Adolfo De Carolis e dei suoi allievi (Gino Barbieri, Ettore di Giorgio, Antonio Moroni). Tale collaborazione però termina con la cosiddetta “Secessione degli Xilografi”, ossia l’abbandono nel 1914 da parte di De Carolis e dei suoi della testata spezzina, circostanza questa che determinerà un nuovo indirizzo stilistico per la rivista in cui prenderanno sempre più spazio artisti di una generazione più giovane, peraltro già attivi su «L’Eroica» stessa, quali ad esempio Lorenzo Viani, Arturo Martini, Emilio Mantelli, Felice Casorati, Giuseppe Biasi, Roberto Melli e Gino Carlo Sensani, questi ultimi tutti rappresentanti di un espressionismo italiano di primo ordine

Architettura e verità. Emil Steffann architetto di chiese

La ricerca pone al suo centro lo studio dell'opera architettonica di Emil Steffann (1899-1968) la cui produzione realizzata consta, nel breve arco temporale che va dal 1950 al 1968, del ragguardevole numero di trentanove chiese, rappresentando un caso emblematico di progettazione e costruzione di edifici per il culto cristiano in grado di raffigurarne concretamente i principi fondativi liturgici, estetici e morfologici. L'architettura di Steffann, profondamente ispirata dallo spirito religioso, legata a figure primigenie che plasmano lo stare-insieme della comunità nella qualità corporea della materia, dove la presenza liturgica e monumentale si esprime nel silenzio e nella disponibilità di uno spazio circoscritto dai muri e direzionato dalla luce, concorre a definire nell'oggettivo amore per il vero la percezione estetico-teologica e la poetica formativa che connaturano, a nostro parere, progetto e segno della chiesa. Il testo concretizza il primo studio monografico completo di questo corpus architettonico e si basa sulla ricognizione diretta delle opere di Steffann; ne è derivata una narrazione non conseguente a un ordine cronologico o di presupposta importanza degli edifici, bensì che ricerca ed evidenzia corrispondenze tra nodi di una rete ideativa la quale, con diversi gradi di finitezza, in punti non sempre omogenei del tempo e dello spazio, denota un'esperienza autentica del comporre e del costruire. Il racconto individua gli oggetti architettonici, ne discute la consistenza aprendosi a riferimenti altri (in particolare il pensiero ecclesiologico-liturgico di Romano Guardini e quello estetico-teologico di Hans Urs von Balthasar) in grado di illuminarne la genesi e la manifestazione, li lega infine in sequenze analogiche. Una serie di tavole fotografiche originali, parte ineludibile e integrante della ricerca, testimonia dello stato attuale dei luoghi, connotando ulteriormente l'aspetto info-rappresentativo della loro composizione architettonica. In chiusura, la sintesi architetturale vuole essere uno strumento di verifica e progetto, quindi di trasposizione futura, correlato all'elaborazione documentaria.

Meccanismi replicativi e di regolazione dell'espressione genica di Parvovirus B19

Il Parvovirus B19, virus patogeno umano della famiglia Parvoviridae, mostra uno specifico tropismo per i precursori eritroidi e una limitata replicazione in alcune linee cellulari megacarioblastoidi. Allo scopo di sviluppare sistemi utili allo studio delle caratteristiche biologiche del virus, diversi laboratori si sono occupati della costruzione di cloni genomici di B19 dotati di competenza funzionale e capaci di generare virus infettante. Parte del presente lavoro ha riguardato l’analisi funzionale di diversi cloni genomici di B19 e ha permesso di caratterizzare le regioni terminali del virus e di identificare requisiti essenziali per la loro funzionalità. Nel contesto intracellulare, esistono differenti livelli di restrizione in relazione alla capacità della cellula di supportare la replicazione virale, non ancora del tutto caratterizzati. Inoltre si sono accumulate evidenze circa la capacità del B19 di instaurare persistenza in numerosi tessuti. Non sono ancora note le caratteristiche funzionali del genoma virale in questo stato, è possibile che il virus persista in forma silente e meccanismi epigenetici possano regolare tale silenziamento. In questo studio è stato analizzato lo stato di metilazione del genoma di B19 e il suo possibile effetto sul ciclo replicativo virale ed è stata investigata la possibile associazione del DNA virale agli istoni cellulari nel corso di infezione in vitro. I risultati ottenuti confermano la presenza di questi meccanismi epigenetici, potendo ipotizzare che giochino un importante ruolo nella regolazione della funzionalità virale e nell’interazione B19-cellula e siano un elemento critico per l’adattamento del virus nell’ambiente in cui si trova. Inoltre l’ipotesi che anche i microRNA possano assumere un importante significato nell’interazione B19-cellula è stata proposta da diversi lavori e nel presente studio è stata valutata la produzione di queste piccole molecole durante l'infezione in vitro, ricercando microRNA (cellulari e/o virali) con omologia di sequenza per il genoma di B19 e quindi specifici per il virus.

Excitonic processes in multifunctional organic semiconductors for application in organic-light emitting transistor

In this thesis, I report on a comprehensive study about the photo-physical properties both in solution and in solid-state of a new thiophene based material (2,2’-(2,2’-bithiophene-5,5’-diyl)bis(5-butyl-5H-thieno[2,3-c]pyrrole-4,6)-dione (T4DIM) which shows an ambipolar semiconducting behavior together with electroluminescence in single-layer OLET device architecture[14