Dynamic readout of subdiffraction-limited pit arrays with a silver superlens

Recent theoretical and experimental results suggested that the silver superlens could be constructed through controlling silver thin film thickness and preparation conditions, and applied in subdiffraction-limited optical imaging and optical lithography. In this work, we report another significant application of silver superlens-ultrahigh density optical data storage. With the silver superlens the subdiffraction-limited pit arrays on an optical disk are dynamically read out and the carrier-to-noise ratio can reach 25 dB for the thin film thickness of 46 nm. The readout laser power and readout velocity have little effect on the carrier-to-noise ratio. Additionally, in our experiment the silver thin film thickness needs to be controlled in the range from 20 to 80 nm.

Variabilidade espacial e temporal da distribuição do material particulado em suspensão nas proximidades do canal de navegação da baía de Sepetiba (RJ)

Este estudo teve como objetivo principal caracterizar os padrões de distribuição do material particulado em suspensão ao longo da baía de Sepetiba, associando as variabilidades espaciais e temporais com ciclos de maré. Além disso, o estudo também avalia a utilização de equipamentos acústicos como ferramentas à estimativa das concentrações de material particulado em suspensão. A aquisição de dados foi realizada num total de sete campanhas realizadas entre novembro de 2010 e dezembro de 2011. Sete estações foram posicionadas nas proximidades do canal principal de acesso à baía, ao longo de um transecto que se estende do seu interior até sua desembocadura. As sete campanhas amostrais se distribuem em duas séries longas, de 13 e 25 horas, de aquisição em um ponto fixo, e cinco amostragens ao longo das estações. A aquisição de dados envolve: coleta de amostras de água, utilizadas nas estimativas das concentrações de material particulado; coleta de sedimentos de fundo para caracterização granulométrica das estações amostradas; perfis de parâmetros físico-químicos; dados de correntômetria adquiridos junto ao fundo. O processamento das amostras de água e sedimentos foi realizado no laboratório de Geologia Marinha da Faculdade de Oceanografia da Universidade do Estado do Rio de Janeiro. As concentrações de material particulado em suspensão foram utilizadas na calibração de sensores acústicos e óticos, permitindo uma avaliação espaço-temporal mais detalhada dos padrões de distribuição junto ao fundo e ao longo da coluna dágua. Os dados observados permitiram identificar que as maiores concentrações de material particulado em suspensão ocorrem em condições de maré enchente, e estão associadas à assimetria de maré. A baía pode ser dividida em dois setores: um na porção mais interna, onde se observou maior influência do aporte fluvial, onde as concentrações de material particulado em suspensão respondem à propagação da pluma do canal de São Francisco; e outro que se estende da porção central até sua desembocadura, onde predomina o domínio marinho, com influência de eventos oriundos da plataforma continental. Também pode ser identificada a influência do fenômeno La Niña, que provavelmente foi responsável por: altas salinidades encontradas no interior da baía e ocorrência da Água Central do Atlântico Sul à baixas profundidades. Quanto à utilização de equipamentos acústicos nas estimativas das concentrações de material particulado, os dados se demonstraram ricos em detalhes, que permitiram avaliar o comportamento do material particulado junto ao fundo frente a diferentes condições de maré, turbulência e incidência de oscilações.

Implementación de un sistema de adquisición de datos analógico para la medida experimental de la posición y aceleración.

[ES]El objetivo de este proyecto es el desarrollo de un sistema de adquisición y tratamiento de señales analógicas para la medida experimental de la posición y aceleración. Por un lado, la adquisición de señales se llevará a cabo mediante una placa electrónica programable llamada “Arduino”. Por otro lado, haciendo uso de la plataforma LabVIEW, se creará un programa para analizar dichas señales. Se medirán señales analógicas provenientes de diferentes sensores (inclinómetros y acelerómetros).

Metodologia de projeto de turbinas eólicas de pequeno porte.

O potencial eólico do Brasil, de vento firme e com viabilidade econômica de aproveitamento, é de 143 GW. Isso equivale ao dobro de toda a capacidade da geração já instalada no país. No Brasil, a energia eólica tem uma sazonalidade complementar à energia hidrelétrica, porque os períodos de melhor condição de vento coincidem com os de menor capacidade dos reservatórios. O projeto desenvolvido neste trabalho nasceu de uma chamada pública do FINEP, e sob os auspícios do recém criado CEPER. Ao projeto foi incorporado um caráter investigativo, de contribuição científica original, resultando em um produto de tecnologia inovadora para aerogeradores de baixa potência. Dentre os objetivos do projeto, destacamos a avaliação experimental de turbinas eólicas de 5000 W de potência. Mais especificamente, dentro do objetivo geral deste projeto estão incluídas análise estrutural, análise aerodinâmica e análise de viabilidade de novos materiais a serem empregados. Para cada uma das diferentes áreas de conhecimento que compõem o projeto, será adotada a metodologia mais adequada. Para a Análise aerodinâmica foi realizada uma simulação numérica preliminar seguida de ensaios experimentais em túnel de vento. A descrição dos procedimentos adotados é apresentada no Capítulo 3. O Capítulo 4 é dedicado aos testes elétricos. Nesta etapa, foi desenvolvido um banco de testes para obtenção das características específicas das máquinas-base, como curvas de potência, rendimento elétrico, análise e perdas mecânicas e elétricas, e aquecimento. Este capítulo termina com a análise crítica dos valores obtidos. Foram realizados testes de campo de todo o conjunto montado. Atualmente, o aerogerador de 5kW encontra-se em operação, instrumentado e equipado com sistema de aquisição de dados para consolidação dos testes de confiabilidade. Os testes de campo estão ocorrendo na cidade de Campos, RJ, e abrangeram as seguintes dimensões de análise; testes de eficiência para determinação da curva de potência, níveis de ruído e atuação de dispositivos de segurança. Os resultados esperados pelo projeto foram atingidos, consolidando o projeto de um aerogerador de 5000W.

Verificação do desempenho do ensaio de adensamento CRS comparado ao SIC.

A presente dissertação objetiva a verificação do desempenho dos ensaios do tipo CRS, com velocidade controlada, quando comparados aos ensaios de adensamento oedométricos convencionais, SIC. O ensaio SIC é executado em vários estágios de carga, cada qual com vinte e quatro horas de duração e razão unitária entre o incremento de tensão e a tensão anterior, requerendo um prazo total de cerca de 10 dias para sua execução. Já o ensaio de adensamento com velocidade controlada, CRS, tem sua duração bastante reduzida, o que levou diversos pesquisadores da área de Geotecnia a concentrarem esforços no estudo de seu desempenho, visando sua utilização mais ampla. Para este estudo foi adquirido equipamento da empresa Hogentogler Inc., designado por GeoStar. Sua instalação, montagem e calibração foram realizadas no Laboratório de Mecânica dos Solos. Foram executados ensaios em corpos de prova obtidos de amostras de caulim, preparadas em laboratório, e também em amostras de solos originários de dois depósitos de diferentes regiões no Estado do Rio de Janeiro: baixada de Jacarepaguá e Itaboraí. A dissertação procurou detalhar a execução dos ensaios, as dificuldades da interpretação das planilhas originadas pelo sistema de aquisição de dados, acoplado ao equipamento GeoStar, as mudanças efetuadas, as ocorrências não previstas, a análise e interpretação dos resultados e a comparação dos parâmetros obtidos com os ensaios SIC e CRS. Procurou-se estudar o efeito da velocidade de deformação, histórico de tensões, qualidade dos corpos de prova, parâmetros do ensaio, facilidade de execução e desempenho. Verificou-se a simplicidade, rapidez e o desempenho satisfatório do ensaio CRS. Sugere-se estender estudos semelhantes a outros locais e, principalmente, a amostras de qualidade superior, na expectativa de confirmar as conclusões detalhadas nesta pesquisa.

Energy retrofits in social housing. Analysis of its thermal behaviour.

468 p.

Instruments and data aquisition systems for research on trawl nets

Catching methods and ways to improve them have been engaging the attention of fishermen from time immemorial. This was done mostly by trial and error methods, as most of the earlier investigations were primarily directed towards solution of biological problems related to fisheries. In recent years several fisheries laboratories have taken up studies on the working principles of many gears such as trawls, gill nets, round haul nets etc. with the aid of instruments developed for the purpose. The purpose of this article is to review the progress made in this field and in the development of telemetering instruments and continuous data acquisition systems.

Operation of a high frequency piezoelectric ultrasound array with an application specific integrated circuit

Integration of a piezoelectric high frequency ultrasound (HFUS) array with a microfabricated application specific integrated circuit (ASIC) performing a range of functions has several advantages for ultrasound imaging. The number of signal cables between the array/electronics and the data acquisition / imaging system can be reduced, cutting costs and increasing functionality. Electrical impedance matching is also simplified and the same approach can reduce overall system dimensions for applications such as endoscopic ultrasound. The work reported in this paper demonstrates early ASIC operation with a piezocomposite HFUS array operating at approximately 30 MHz. The array was tested in three different modes. Clear signals were seen in catch-mode, with an external transducer as a source of ultrasound, and in pitch-mode with the external transducer as a receiver. Pitch-catch mode was also tested successfully, using sequential excitation on three array elements, and viable signals were detected. However, these were relatively small and affected by interference from mixed-signal sources in the ASIC. Nevertheless, the functionality and compatibility of the two main components of an integrated HFUS - ASIC device have been demonstrated and the means of further optimization are evident.

A temperature sensor from a self-assembled carbon nanotube microbridge

Recent studies show that carbon nanotubes (CNTs) can be used as temperature sensors, and offer great opportunities towards extreme miniaturization, high sensitivity, low power consumption, and rapid response. Previous CNT based temperature sensors are fabricated by either dielectrophoresis or piece-wise alignment of read-out electronics around randomly dispersed CNTs. We introduce a new deterministic and parallel microsensor fabrication method based on the self-assembly of CNTs into three-dimensional microbridges. We fabricated prototype microbridge sensors on patterned electrodes, and found their sensitivity to be better than -0.1 %/K at temperatures between 300K and 420K. This performance is comparable to previously published CNT based temperature sensors. Importantly, however, our research shows how unique sensor architectures can be made by self-assembly, which can be achieved using batch processing rather than piecewise assembly. ©2010 IEEE.

Optimal recall from bounded metaplastic synapses: predicting functional adaptations in hippocampal area CA3.

A venerable history of classical work on autoassociative memory has significantly shaped our understanding of several features of the hippocampus, and most prominently of its CA3 area, in relation to memory storage and retrieval. However, existing theories of hippocampal memory processing ignore a key biological constraint affecting memory storage in neural circuits: the bounded dynamical range of synapses. Recent treatments based on the notion of metaplasticity provide a powerful model for individual bounded synapses; however, their implications for the ability of the hippocampus to retrieve memories well and the dynamics of neurons associated with that retrieval are both unknown. Here, we develop a theoretical framework for memory storage and recall with bounded synapses. We formulate the recall of a previously stored pattern from a noisy recall cue and limited-capacity (and therefore lossy) synapses as a probabilistic inference problem, and derive neural dynamics that implement approximate inference algorithms to solve this problem efficiently. In particular, for binary synapses with metaplastic states, we demonstrate for the first time that memories can be efficiently read out with biologically plausible network dynamics that are completely constrained by the synaptic plasticity rule, and the statistics of the stored patterns and of the recall cue. Our theory organises into a coherent framework a wide range of existing data about the regulation of excitability, feedback inhibition, and network oscillations in area CA3, and makes novel and directly testable predictions that can guide future experiments.

A simple closed aquatic ecosystem (CAES) for space

A closed aquatic ecosystem (CAES) was developed to stud), the effects of microgravity on the function of closed ecosystems aboard the Chinese retrieved satellite and on the spacecraft SHENZHOU-II. These systems housed a small freshwater snail (Bulinus australianus) and an autotrophic green algae (Chlorella pyrenoidosa). The results of the test on the satellite were that the concentration of algae changed little, but that the snails died during the experiments. We then sought to optimize the function of the control system, the cultural conditions and the data acquisition system and carried out an experiment on the spacecraft SHENZHOU-II. Using various sensors to monitor the CAES, real-time data regarding the operation of the CAES in microgravity was acquired. In addition, all on-board Ig centrifuge was included to identify gravity-related factors. It was found that microgravity is the major factor affecting the operation of the CAES in space. The change in biomass of the primary producer during each day in microgravity was larger than that of the control groups. The mean biomass concentration per day in the microgravity group decreased, but that of the control groups increased for several days and then leveled off. Space effects on the biomass of a primary producer may be a result of microgravity effects leading to increasing metabolic rates of the consumer combined with decreases in photosynthesis. (c) 2007 COSPAR. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Design for an IO block array in a tile-based FPGA

A design for an IO block array in a tile-based FPGA is presented.Corresponding with the characteristics of the FPGA, each IO cell is composed of a signal path, local routing pool and configurable input/output buffers.Shared programmable registers in the signal path can be configured for the function of JTAG, without specific boundary scan registers/latches, saving layout area.The local routing pool increases the flexibility of routing and the routability of the whole FPGA.An auxiliary power supply is adopted to increase the performance of the IO buffers at different configured IO standards.The organization of the IO block array is described in an architecture description file, from which the array layout can be accomplished through use of an automated layout assembly tool.This design strategy facilitates the design of FPGAs with different capacities or architectures in an FPGA family series.The bond-out schemes of the same FPGA chip in different packages are also considered.The layout is based on SMIC 0.13μm logic 1P8M salicide 1.2/2.5 V CMOS technology.Our performance is comparable with commercial SRAM-based FPGAs which use a similar process.

Multi-strip MRPCs for FOPI

During the last years FOPI has developed a new ToF system as an upgrade of the existing detector based on Multi-strip Multi-gap Resistive Plate Chambers (MMRPCs). The intention is to increase the charged Kaon identification up to a laboratory momentum of 1 GeV/c and to enhance the azimuthal detector granularity. The new ToF barrel has an active area of 5 m(2) with 2400 individual strips (900 x 1.6 mm(2)) [A. Schuttauf, et al., Nucl. Phys. B 158 (2006) 52] which are read out on both sides by a custom designed electronics [M. Ciobanu, et al., IEEE Trans. Nucl. Sci. NS-54 (4) (2007) 1201; K. Koch, et al., IEEE Trans. Nucl. Sci. NS-52(3) (2005) 745]. To reach the envisaged goal a time resolution of 100 ps is needed, at a flight path of 1-1.3 m. Due to the rare production of the K- at SIS energies the efficiency of the MMRPCs has to be above 95%. We report on measurements with the detectors and electronics from the mass production line. For this purpose we used a proton beam at 2.0 and 1.25 GeV, at rates between 0.1 and 5 kHz/cm(2) to determine the timing, efficiency and rate capability of the MMRPCs

A low noise charge sensitive preamplifier with switch control feedback resistance

In this paper, the design and analysis of a new low noise charge sensitive preamplifier for silicon strip, Si(Li), CdZnTe and CsI detectors etc. with switch control feedback resistance were described, the entire system to be built using the CMOS transistors. The circuit configuration of the CSP proposed in this paper can be adopted to develop CMOS-based Application Specific Integrated Circuit further for Front End Electronics of read-out system of nuclear physics, particle physics and astrophysics research, etc. This work is an implemented design that we succeed after a simulation to obtain a rise time less than 3ns, the output resistance less than 94 Omega and the linearity almost good.