相干布居陷俘原子钟的发展概况

简述了相干布居陷俘（coherent population trapping，CPT）效应的基本原理，介绍了CPT原子钟的研制概况，包括主要方案、特点及研制水平等，最后展望了CPT原子钟的发展和应用前景。

A Cerenkov-ΔΕ-Cerenkov detector for high energy cosmic ray isotopes and an accelerator study of ^(40)Ar & ^(56)Fe fragmentation

This thesis has two major parts. The first part of the thesis will describe a high energy cosmic ray detector -- the High Energy Isotope Spectrometer Telescope (HEIST). HEIST is a large area (0.25 m²sr) balloon-borne isotope spectrometer designed to make high-resolution measurements of isotopes in the element range from neon to nickel (10 ≤ Z ≤ 28) at energies of about 2 GeV/nucleon. The instrument consists of a stack of 12 NaI(Tl) scintilla tors, two Cerenkov counters, and two plastic scintillators. Each of the 2-cm thick NaI disks is viewed by six 1.5-inch photomultipliers whose combined outputs measure the energy deposition in that layer. In addition, the six outputs from each disk are compared to determine the position at which incident nuclei traverse each layer to an accuracy of ~2 mm. The Cerenkov counters, which measure particle velocity, are each viewed by twelve 5-inch photomultipliers using light integration boxes.

HEIST-2 determines the mass of individual nuclei by measuring both the change in the Lorentz factor (Δγ) that results from traversing the NaI stack, and the energy loss (ΔΕ) in the stack. Since the total energy of an isotope is given by Ε = γM, the mass M can be determined by M = ΔΕ/Δγ. The instrument is designed to achieve a typical mass resolution of 0.2 amu.

The second part of this thesis presents an experimental measurement of the isotopic composition of the fragments from the breakup of high energy ⁴⁰Ar and ⁵⁶Fe nuclei. Cosmic ray composition studies rely heavily on semi-empirical estimates of the cross-sections for the nuclear fragmentation reactions which alter the composition during propagation through the interstellar medium. Experimentally measured yields of isotopes from the fragmentation of ⁴⁰Ar and ⁵⁶Fe are compared with calculated yields based on semi-empirical cross-section formulae. There are two sets of measurements. The first set of measurements, made at the Lawrence Berkeley Laboratory Bevalac using a beam of 287 MeV/nucleon ⁴⁰Ar incident on a CH₂ target, achieves excellent mass resolution (σ_m ≤ 0.2 amu) for isotopes of Mg through K using a Si(Li) detector telescope. The second set of measurements, also made at the Lawrence Berkeley Laboratory Bevalac, using a beam of 583 MeV/nucleon ⁵⁶FeFe incident on a CH₂ target, resolved Cr, Mn, and Fe fragments with a typical mass resolution of ~ 0.25 amu, through the use of the Heavy Isotope Spectrometer Telescope (HIST) which was later carried into space on ISEE-3 in 1978. The general agreement between calculation and experiment is good, but some significant differences are reported here.

Relativistic quark models and the current algebra

In this thesis we are concerned with finding representations of the algebra of SU(3) vector and axial-vector charge densities at infinite momentum (the "current algebra") to describe the mesons, idealizing the real continua of multiparticle states as a series of discrete resonances of zero width. Such representations would describe the masses and quantum numbers of the mesons, the shapes of their Regge trajectories, their electromagnetic and weak form factors, and (approximately, through the PCAC hypothesis) pion emission or absorption amplitudes.

We assume that the mesons have internal degrees of freedom equivalent to being made of two quarks (one an antiquark) and look for models in which the mass is SU(3)-independent and the current is a sum of contributions from the individual quarks. Requiring that the current algebra, as well as conditions of relativistic invariance, be satisfied turns out to be very restrictive, and, in fact, no model has been found which satisfies all requirements and gives a reasonable mass spectrum. We show that using more general mass and current operators but keeping the same internal degrees of freedom will not make the problem any more solvable. In particular, in order for any two-quark solution to exist it must be possible to solve the "factorized SU(2) problem," in which the currents are isospin currents and are carried by only one of the component quarks (as in the K meson and its excited states).

In the free-quark model the currents at infinite momentum are found using a manifestly covariant formalism and are shown to satisfy the current algebra, but the mass spectrum is unrealistic. We then consider a pair of quarks bound by a potential, finding the current as a power series in 1/m where m is the quark mass. Here it is found impossible to satisfy the algebra and relativistic invariance with the type of potential tried, because the current contributions from the two quarks do not commute with each other to order 1/m³. However, it may be possible to solve the factorized SU(2) problem with this model.

The factorized problem can be solved exactly in the case where all mesons have the same mass, using a covariant formulation in terms of an internal Lorentz group. For a more realistic, nondegenerate mass there is difficulty in covariantly solving even the factorized problem; one model is described which almost works but appears to require particles of spacelike 4-momentum, which seem unphysical.

Although the search for a completely satisfactory model has been unsuccessful, the techniques used here might eventually reveal a working model. There is also a possibility of satisfying a weaker form of the current algebra with existing models.

CP and the three pion decay of the K°

The time distribution of the decays of an initially pure K° beam into π+π-π° has been analyzed to determine the complex parameter W (also known as Ƞ^+-° and (x + iy)). The K° beam was produced in a brass target by the interactions of a 2.85 GeV/c π- beam which was generated on an internal target in the Lawrence Radiation Laboratory (LRL) Bevatron. The counters and hodoscopes in the apparatus selected for events with a neutral (K°) produced in the brass target, two charged secondaries passing through a magnet spectrometer and a ɣ-ray shower in a shower hodoscope.

From the 275K apparatus triggers, 148 K → π+π-π° events were isolated. The presence of a ɣ-ray shower in the optical shower chambers and a two-prong vee in the optical spark chambers were devices used to isolate the events. The backgrounds were further reduced by reconstructing the momenta of the two charged secondaries and applying kinematic constraints.

The best fit to the final sample of 148 events distributed between .3 and 7.0 K_S lifetimes gives:

ReW = -.05 ±.17

ImW = +.39 +.35/-.37

This result is consistent with both CPT invariance (ReW = 0) and CP invariance (W = 0). Backgrounds are estimated to be less than 10% and systematic effects have also been estimated to be negligible.

An analysis of the present data on CP violation in this decay mode and other K° decay modes has estimated the phase of ɛ to be 45.3 ± 2.3 degrees. This result is consistent with the super weak theories of CP violation which predicts the phase of ɛ to be 43°. This estimate is in turn used to predict the phase of Ƞ°° to be 48.0 ± 7.9 degrees. This is a substantial improvement on presently available measurements. The largest error in this analysis comes from the present limits on W from the world average of recent experiments. The K → πuʋ mode produces the next largest error. Therefore further experimentation in these modes would be useful.

洛仑兹脉冲光束的复振幅包络解和复解析信号解的比较研究

使用复振幅包络表示式和复解析信号表示式推导了洛仑兹脉冲光束的传输公式．通过具体数值计算对脉冲光束的复振幅包络解和复解析信号解在不同带宽时的传输进行了对比研究．数值结果表明脉冲光束为窄带时，在传输方向轴中心的一定范围内两种解是一致的，而对于宽带脉冲光束，复振幅包络解在轴中心较近的距离即表现出奇异性，复解析信号解才是符合物理意义的表示式．由数值计算得出了选择脉冲光束研究方法的条件，并从所得公式对复振幅包络解出现奇异性的现象进行了解释．

Charge and spin transport in graphene devices

170 p.

Optical properties of dye-doped zirconia films by spectroscopic ellipsometry

The optical properties of zirconia films doped with rhodamine 6G and oxazine 725 by the sol-gel process were investigated using spectroscopic ellipsometry (SE). Accurate refractive index n and the extinction coefficient k were determined using a three-oscillator classical Lorentz model in the wavelength range of 300-800 nm. The derived refractive index of dye-doped films exhibited anomalous dispersion in the absorption region. Wavelength tunable output lasing action yellow and near-infrared wavelength region was achieved by DFB configuration using zirconia films doped with R6G and oxazine 725. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Formulação supersimétrica de processos estocásticos com ruído multiplicativo

Os processos estocásticos com ruído branco multiplicativo são objeto de atenção constante em uma grande área da pesquisa científica. A variedade de prescrições possíveis para definir matematicamente estes processos oferece um obstáculo ao desenvolvimento de ferramentas gerais para seu tratamento. Na presente tese, estudamos propriedades de equilíbrio de processos markovianos com ruído branco multiplicativo. Para conseguirmos isto, definimos uma transformação de reversão temporal de tais processos levando em conta que a distribuição estacionária de probabilidade depende da prescrição. Deduzimos um formalismo funcional visando obter o funcional gerador das funções de correlação e resposta de um processo estocástico multiplicativo representado por uma equação de Langevin. Ao representar o processo estocástico neste formalismo (de Grassmann) funcional eludimos a necessidade de fixar uma prescrição particular. Neste contexto, analisamos as propriedades de equilíbrio e estudamos as simetrias ocultas do processo. Mostramos que, usando uma definição apropriada da distribuição de equilíbrio e considerando a transformação de reversão temporal adequada, as propriedades usuais de equilíbrio são satisfeitas para qualquer prescrição. Finalmente, apresentamos uma dedução detalhada da formulação supersimétrica covariante de um processo markoviano com ruído branco multiplicativo e estudamos algumas das relações impostas pelas funções de correlação através das identidades de Ward-Takahashi.

线性共蒸法制备渐变折射率薄膜的光学特性分析

利用德鲁德理论和洛伦兹一洛伦茨理论，从介电常数分析人手，探讨了混合介质膜的折射率表达式，给出利用双源共蒸法镀制的渐变折射率薄膜在混合介质膜的总沉积速率恒定、两种膜料的单分子大小近似相等和沉积速率均为线性变化时的折射率表达式；从正变和负变、单周期和多周期、不同的周期数和不同的单周期厚度几个方面对渐变折射率薄膜的光学特性进行了模拟分析和讨论；对渐变折射率薄膜的实现、应用以及实验制备中有待进一步解决和处理的问题进行了讨论。

Propiedades radiativas y ópticas de una herramienta de corte compuesta por nitruro de boro cúbico

Se ha medido la emisividad espectral (2,5-25 micras) normal de una herramienta de corte industrial, compuesta en un 55% por nitruro de boro cúbico (cBN), en el rango de temperaturas 200-1000 ºC. La emisividad medida muestra un comportamiento suavemente descendente al aumentar la longitud de onda, propio de metales, con un descenso pronunciado alrededor de 9 micras. Este valle se corresponde con la emisividad calculada para el cBN cúbico puro en la literatura, que sin embargo no exhibe el comportamiento metálico medido. Así mismo, se observa que la emisividad espectral es esencialmente independiente de la temperatura, aunque no así la emisividad total. Los resultados experimentales para el cBN puro indican que la reflectividad de dicho compuesto se puede explicar satisfactoriamente mediante un modelo de Lorentz para dieléctricos, mientras que el ajuste teórico de la reflectividad medida para la herramienta de corte necesita incluir una contribución del modelo de Drude para explicar el comportamiento metálico observado. Este modelo combinado se ajusta razonablemente bien a las medidas, y revela que la herramienta de corte se comporta como un semiconductor degenerado, con una alta densidad de portadores libres. Además, permite realizar una estimación teórica de sus constantes ópticas. Por último, se ha realizado un estudio sobre la medida y el control de la temperatura de la muestra, empleando distintos métodos de unión termopar.

Hemodinâmica cardíaca e o metabolismo energético mitocondrial de camundongos adultos hiperalimentados na lactação

O desequilíbrio nutricional no início da vida leva ao desenvolvimento da obesidade, diabetes e doenças cardiovasculares na idade adulta. Este estudo teve como objetivo analisar os efeitos a longo prazo da hiperalimentação na lactação por meio do modelo de redução da ninhada na hemodinâmica e bioenergética cardíaca. Vinte e quatro camundongos machos Swiss adultos foram divididos em dois grupos (controle e hiperalimentado) submetidos a duas condições (linha de base e isquemia/reperfusão) formando quatro grupos no total: grupo controle linha de base (GCLB), grupo controle isquemia/reperfusão (GCIR), grupo hiperalimentado linha de base (GHLB) e o grupo hiperalimentado isquemia/reperfusão (GHIR), todos com seis camundongos/grupo. As alterações cardíacas foram analisadas por meio da hemodinâmica cardíaca, da respiração mitocondrial e da biologia molecular. Os parâmetros hemodinâmicos analisados foram a velocidade de contração (Max dP/dt), a velocidade de relaxamento (Min dP/dt), o tempo de relaxamento cardíaco isovolumétrico (Tau) e os batimentos por minuto (BPM). A respiração mitocondrial foi avaliada por meio da razão do controle respiratório (RCR) na oxidação de carboidratos e ácidos gordos, e finalmente, a biologia molecular, através de proteínas-chave como a proteína quinase B (AKT), a proteína quinase ativada por adenosina monofosfato (AMPK), a carnitina palmitoil transferase 1 (CPT-1), a proteína desacopladora 2 (UCP2), o 4-hidroxinonenal (4-HNE) e a gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase (GAPDH). Os camundongos do GH desenvolveram maior peso corporal (30,95%, P<0,001), gordura epididimal (68,64%, P<0,001), gordura retroperitoneal (109,38%, P<0,01) e glicemia de jejum (19,52%, P<0,05) comparados aos do GC. Os parâmetros Max dP/dt e BPM apresentaram diminuição no GHIR quando comparado ao GHLB (P<0,001 e P<0,05). O parâmetro Min dP/dt apresentou-se reduzido no GCIR e GHIR quando comparado aos grupos GCLB e GCLB (P<0,05; P<0,0001 respectivamente). Camundongos do GHIR apresentaram redução do Tau quando comparado aos grupos GCIR e GHLB (P<0,0001). Estes desequilíbrios na hemodinâmica cardíaca foram associados a função mitocondrial, uma vez que, o GHLB apresenta a RCR reduzida para oxidação de ácidos graxos e carboidratos (P<0,05 e P<0,01, respectivamente) e o GHIR apenas na oxidação dos ácidos graxos (P<0,01). Além disso, o GHIR apresentou diversas alterações nas proteínas-chave do metabolismo energético cardíaco, como diminuição do conteúdo de AKT (P<0,05) e aumento do conteúdo de CPT-1 (P<0,05), 4-HNE (P<0,05) e GAPDH (P<0,05) quando comparado ao CGIR. Finalmente, a expressão do mRNA para CPT1, GAPDH e UCP2 foi aumentada no GHIR quando comparado aos GCIR (P<0,05) e GHLB (P<0,05). A expressão de mRNA para UCP2 e CPT-1 foi reduzida no GCIR quando comparado ao GCLB (P<0,01 e P<0,05, respectivamente). O estudo apresenta resultados consistentes, demonstrando efeitos deletérios sobre o metabolismo cardíaco adulto resultante de alterações nutricionais durante a lactação.

Uso de espinores na investigação do limite de Karlhede para ondas pp

Neste trabalho foi feito um estudo do limite de Karlhede para ondas pp. Para este fim, uma revisão rigorosa de Geometria Diferencial foi apresentada numa abordagem independente de sistemas de coordenadas. Além da abordagem usual, a curvatura de uma variedade riemanniana foi reescrita usando os formalismos de referenciais, formas diferenciais e espinores do grupo de Lorentz. O problema de equivalência para geometrias riemannianas foi formulado e as peculiaridades de sua aplicação é a Relatividade Geral são delineadas. O limite teórico de Karlhede para espaços-tempo de vácuo de tipo Petrov N foi apresentado. Esse limite é estudado na prática usando técnicas espinores e as condições para sua existência são resolvidas sem a introdução de sistemas de coordenadas.

Avaliação da função pulmonar em indivíduos obesos ou com sobrepeso e síndrome metabólica antes, três e seis meses após a colocação de balão intragástrico

Neste trabalho, buscou-se avaliar se o uso do balão intragástrico (BI) durante um período de seis meses por pacientes obesos ou com sobrepeso e com síndrome metabólica (SM) traz melhora nos parâmetros de função pulmonar, distribuição da gordura corporal e SM. Trata-se de um estudo longitudinal e intervencionista com indivíduos adultos que foram submetidos à avaliação antropométrica, da bioquímica sérica, dos parâmetros de função pulmonar e do padrão de distribuição da gordura corporal, antes da instalação do BI, durante o acompanhamento de seis meses e após a sua retirada. Nos dados obtidos três meses após a colocação do BI, os pacientes apresentaram aumento da capacidade de difusão ao monóxido de carbono com correlação positiva entre esta e o percentual total de gordura corporal (rs=0,39; p=0,05), o padrão ginoide (rs=0,41; p=0,05) e o padrão torácico (rs=0,42; p=0,01). Também foi observado que, após três meses da colocação do BI, houve redução significativa do índice de massa corpórea (IMC) (p=0,0001) e da força muscular inspiratória (p=0,009). Também houve aumento significativo da capacidade vital forçada (CVF) (p=0,0001), da capacidade pulmonar total (CPT) (p=0,001) e do volume de reserva expiratório (VRE) (p=0,0001). Ao fim do estudo, foi observada elevação estatisticamente significante da CPT (p=0,0001), capacidade residual funcional (p=0,0001), volume residual (VR) (p=0,0005) e VRE (p=0,0001). Também foi observada redução significativa do IMC, cuja mediana passou de 39,1 kg/m2 no início da avaliação para 34,5 kg/m2 no final dos seis meses (p=0,0001). Ao fim do estudo, 31 pacientes (77,5%) não apresentavam mais critérios diagnósticos para SM. Em relação aos parâmetros de distribuição da gordura corporal, também houve mudanças importantes com redução significante (p=0,0001) do percentual de gordura nos quatro padrões analisados (tronco, androide, ginoide e total). Houve correlação significante entre o delta da CPT e o delta da circunferência abdominal (ρ=-0,34; p=0,03), entre o delta da CRF e o delta do IMC (ρ=-0,39; p=0,01) e entre o delta do VRE e os deltas do IMC (ρ=-0,44; p=0,005) e do colesterol HDL (ρ=-0,37; p=0,02). Também houve correlação significante entre o delta do VRE com os deltas das gorduras de tronco (ρ=-0,51; p=0,004), androide (ρ=-0,46; p=0,01), ginoide (ρ=-0,55; p=0,001) e total (ρ=-0,59; p=0,0005).

Rosuvastatina, doença hepática gordurosa não alcoólica e ativação das células estreladas hepáticas em camundongos

Introdução: A atual epidemia de obesidade tem chamado a atenção para a doença hepática gordurosa não alcoólica (DHGNA). Atualmente não existe um medicamento para o tratamento da esteatose hepática, embora as estatinas sejam muito prescritas para pacientes obesos, este medicamento destina-se ao tratamento da hipercolesterolemia. Este trabalho teve como objetivo investigar os efeitos da rosuvastatina em um modelo de obesidade induzida por dieta, como foco principal a DHGNA e os marcadores hepáticos da lipogênese e beta-oxidação e ativação de células estreladas hepáticas (CEHs) em camundongos. Métodos: Camundongos machos C57BL/6 receberam dieta padrão (SC, 10% de energia como lipídios) ou dieta rica em gorduras (HF, 50% de energia como lipídios) durante 12 semanas. Em seguida, 7 semanas de tratamento, foram feitas, formando os grupos: SC, SCR (SC + rosuvastatina), HF e HFR (HF + rosuvastatina). As análises bioquímicas e técnicas moleculares foram aplicadas para abordar os resultados plasmáticos e moleculares. Resultados: O grupo HF apresentou maiores valores de insulina, colesterol total, triglicerídeos e leptina que o grupo SC, todos os quais foram reduzidos significativamente após o tratamento com Rosuvastatina no grupo HFR. O grupo HF apresentou maior percentual de esteatose, assim como maior ativação das CEHs, enquanto que a rosuvastatina provocou uma redução de 21% na esteatose hepática e atenuou a ativação das CEHs no grupo HFR. Em concordância com os achados histológicos, as expressões de SREBP-1 e PPAR-gama foram aumentados nos animais HF e reduzido após o tratamento no grupo HFR. Por outro lado, a expressão reduzida de PPAR-alfa e CPT-1 foram encontrados nos animais HF, sendo tais parâmetros restaurados após o tratamento no grupo HFR. Conclusão: A rosuvastatina atenua significativamente a ativação das células estreladas na obesidade induzida por dieta, afetando o equilíbrio dos PPARs na lipotoxicidade. Diante desses achados a Rosuvastatina pode ser indicada como alternativa para auxiliar o tratamento da esteatose hepática.

Multimode radiation from an unflanged, semi-infinite circular duct with uniform flow.

Multimode sound radiation from an unflanged, semi-infinite, rigid-walled circular duct with uniform subsonic mean flow everywhere is investigated theoretically. The multimode directivity depends on the amplitude and directivity function of each individual cut-on mode. The amplitude of each mode is expressed as a function of cut-on ratio for a uniform distribution of incoherent monopoles, a uniform distribution of incoherent axial dipoles, and for equal power per mode. The directivity function of each mode is obtained by applying a Lorentz transformation to the zero-flow directivity function, which is given by a Wiener-Hopf solution. This exact numerical result is compared to an analytic solution, valid in the high-frequency limit, for multimode directivity with uniform flow. The high-frequency asymptotic solution is derived assuming total transmission of power at the open end of the duct, and gives the multimode directivity function with flow in the forward arc for a general family of mode amplitude distribution functions. At high frequencies the agreement between the exact and asymptotic solutions is shown to be excellent.