Collisional-radiative calculations of He line emission in low-temperature plasmas

We present spectral modeling results for neutral helium. Our underlying atomic data contains radiative transition rates that are generated from atomic structure calculations and electron-impact excitation rates, that are determined from both the standard R-matrix method and the R-matrix with pseudostates RMPS method. In this paper, we focus on transitions of particular importance to diagnostic line ratios. For example, our calculated rate coefficient for the electron-impact transition 1s3s 1S→1s3p 1P, which has a pronounced effect on the 728.1 nm diagnostic spectral line, is found to be in good agreement with previous experimental mea- surements. We also consider transitions from the 1s2 1S ground and 1s2s 3S terms to terms of the n=4 shell. They are found to be affected significantly by coupling of the bound states to the target continuum continuum coupling, which is included in our RMPS calculation, but not in our standard R-matrix calculation. We perform collisional-radiative calculations to determine spectral line intensity ratios for three ratios of particular interest, namely the 504.8 nm/471.3 nm, 492.2 nm/471.3 nm, and 492.2 nm/504.8 nm line ratios. Comparing our results determined from the RMPS excitation rates with those from the standard R-matrix excitation rates, we find that continuum coupling affects the rate coefficients significantly, leading to different values for all three line ratios. We also compare our modeling results with spectral measurements taken recently on the Auburn Helicon plasma device, finding that the ground and metastable populations are not in equilibrium, and that the experimental measurements are more consistent with the 1s2s 3S metastable term populations being short lived in the plasma.

The effects of radiative cascades on the x-ray diagnostic lines of Fe16+

We present complete collisional-radiative modelling results for the soft x-ray emission lines of Fe16+ in the 15 Å–17 Å range. These lines have been the subject of much controversy in the astrophysical and laboratory plasma community. Radiative transition rates are generated from fully relativistic atomic structure calculations. Electron-impact excitation cross sections are determined using a fully relativistic R-matrix method employing 139 coupled atomic levels through n = 5. We find that, in all cases, using a simple ratio of the collisional rate coefficient times a radiative branching factor is not sufficient to model the widely used diagnostic line ratios. One has to include the effects of collisional-radiative cascades in a population model to achieve accurate line ratios. Our line ratio results agree well with several previous calculations and reasonably well with tokamak experimental measurements, assuming a Maxwellian electron-energy distribution. Our modelling results for four EBIT line ratios, assuming a narrow Gaussian electron-energy distribution, are in generally poor agreement with all four NIST measurements but are in better agreement with the two LLNL measurements. These results suggest the need for an investigation of the theoretical polarization calculations that are required to interpret the EBIT line ratio measurements.

Effective collision strengths for forbidden transitions among the 3s23p3 fine-structure levels of Cl III

Effective collision strengths for the 10 astrophysically important fine-structure forbidden transitions among the ⁴S^o, ²D^o and ²P^o levels in the 3s²3p³ configuration of Cl III are presented. The calculation employs the multichannel R-matrix method to compute the electron-impact excitation collision strengths in a close-coupling expansion, which incorporates the lowest 23 LS target eigenstates of Cl III. These states are formed from the 3s²3p³, 3s3p⁴, 3s²3p²3d and 3s²3p²4s configurations. The Maxwellian-averaged effective collision strengths are presented graphically for all 10 fine-structure transitions over a wide range of electron temperatures appropriate for astrophysical applications [log T(K) = 3.3 - log T(K) = 5.9]. Comparisons are made with the earlier seven-state close-coupling calculation of Butler & Zeippen, and in general excellent agreement is found in the low-temperature region where a comparison is possible [log T(K) = 3.3 - log T(K) = 4.7]. However, discrepancies of up to 30 per cent are found to occur for the forbidden transitions which involve the ⁴S^o ground state level, particularly for the lowest temperatures considered. At the higher temperatures, the present data are the only reliable results currently available.

Effective collision strengths for fine-structure forbidden transitions among the 2s22p3 levels of S x

Effective collision strengths for electron-impact excitation of the N-like ion S x are calculated in the close-coupling approximation using the multichannel R-matrix method. Specific attention is given to the 10 astrophysically important fine-structure forbidden transitions among the ⁴S^O, ²D^o and ²P^o levels in the 2s²2p³ ground configuration. The total (e^- + ion) wavefunction is expanded in terms of the 11 lowest LS eigenstates of S x, and each eigenstate is represented by extensive configuration-interaction wavefunctions. The collision strengths obtained are thermally averaged over a Maxwellian distribution of velocities, for all 10 fine-structure transitions, over the range of electron temperatures log T(K) = 4.6-6.7 (the range appropriate for astrophysical applications). The present effective collision strengths are the only results currently available for these fine-structure transition rates.

Effective collision strengths for fine-structure forbidden transitions among the 2s22p3 levels of Ne IV

Effective collision strengths for electron-impact excitation of the N-like ion NeIV are calculated in the close-coupling approximation using the multichannel R-matrix method. Specific attention is given to the 10 astrophysically important fine-structure forbidden transitions among the ⁴S^o, ²D^o and ²P^o levels in the 2s²2p³ ground-state configuration. The expansion of the total wavefunction incorporates the lowest 11 LS eigenstates of NeIV, consisting of eight n = 2 terms with configurations 2s²2p³, 2s2p⁴ and 2p⁵, together with three n = 3 states of configuration 2s²2p²3s. We present in graphical form the effective collision strengths obtained by thermally averaging the collision strengths over a Maxwellian distribution of velocities, for all 10 fine-structure transitions, over the range of electron temperatures log T(K) = 3.6 to log T(K) = 6.1 (the range appropriate for astrophysical applications). Comparisons are made with the earlier, less sophisticated close-coupling calculation of Giles, and excellent agreement is found in the limited temperature region where a comparison is possible [log T(K) = 3.7 to log 7(K) = 4.3]. At higher temperatures the present data are the only reliable results currently available.

Effective collision strengths for fine-structure forbidden transitions among the 3s 23p 3 levels of Ar IV

The multichannel R-matrix method is used to compute electron impact excitation collision strengths in Ar IV for all fine-structure transitions among the ⁴S°, ²D° and ²P° levels in the 3s ²3p ³ ground configuration. Included in the expansion of the total wavefunction are the lowest 13 LS target eigenstates of Ar iv formed from the 3s ²3p ³, 3s3p ⁴ and 3s ²3p ²3d configurations. The effective collision strengths, obtained by averaging the electron collision strengths over a Maxwellian distribution of electron velocities, are presented for all 10 fine-structure transitions over a wide range of electron temperatures of astrophysical interest (T _e = 2000-100 000 K). Comparisons are made with an earlier 7-state close-coupling calculation by Zeippen, Butler & Le Bourlot, and significant differences are found to occur for many of the forbidden transitions considered, in particular those involving the ⁴S° ground state, where discrepancies of up to a factor of 3 are found in the low-temperature region. © 1997 RAS.

Lien entre les matrices de transfert de spins et de boucles du modèle de Potts sur le tore

Le lien entre le spectre de la matrice de transfert de la formulation de spins du modèle de Potts critique et celui de la matrice de transfert double-ligne de la formulation de boucles est établi. La relation entre la trace des deux opérateurs est obtenue dans deux représentations de l'algèbre de Temperley-Lieb cyclique, dont la matrice de transfert de boucles est un élément. Le résultat est exprimé en termes des traces modifiées, qui correspondent à des traces effectuées dans le sous-espace de l'espace de représentation des N-liens se transformant selon la m ième représentation irréductible du groupe cyclique. Le mémoire comporte trois chapitres. Dans le premier chapitre, les résultats essentiels concernant les formulations de spins et de boucles du modèle de Potts sont rappelés. Dans le second chapitre, les propriétés de l'algèbre de Temperley-Lieb cyclique et de ses représentations sont étudiées. Enfin, le lien entre les deux traces est construit dans le troisième chapitre. Le résultat final s'apparente à celui obtenu par Richard et Jacobsen en 2007, mais une nouvelle représentation n'ayant pas été étudiée est aussi investiguée.

Étude clinique randomisée prospective du taux de survie d'un fil lingual mandibulaire de rétention utilisant les méthodes de collage direct et indirect à court et moyen termes

Introduction : Après un traitement orthodontique, la rétention (ou contention) est essentielle pour éviter les récidives vers la malocclusion initiale. Le fil de rétention lingual est un appareil fixe, relativement facile à installer et bien accepté par les patients pour maintenir la position finale des dents antérieures inférieures. Étant de plus en plus utilisé, il devient important de s’assurer de sa fiabilité pour la stabilité de l’alignement dentaire. Objectif : Le but de cette étude clinique randomisée prospective est de déterminer le taux de survie d’un fil lingual mandibulaire de rétention en comparant les méthodes de collage direct et de collage indirect à court et moyen termes. Méthodologie : L’échantillon est constitué de 117 patients consécutifs aléatoirement distribués dans 2 groupes : collage direct (n=58) et collage indirect (n=59). Les fils torsadés de diamètre 0,0175’’ sont préformés par un technicien de laboratoire soit selon la méthode de collage direct, soit selon la méthode de collage indirect. Une matrice de transfert en silicone assure le positionnement précis du fil lingual en bouche. Assure® et Filtek™ Flow ont été utilisés pour le collage direct. Filtek™ Flow, Assure®, and Sondhi™ ont été utilisés pour le collage indirect. Les fils de rétention ont été évalués pour le décollement, l’infiltration, la distorsion et le bris à 2 mois (T1) et 6 mois (T2). Résultats : À T1, le taux de survie du fil de rétention est de 90,2% pour le groupe de collage direct, comparativement à 79,5% pour le groupe de collage indirect (p=0,232). À T2, le fil est resté intact pour 74,1% des participants dans le groupe de collage direct et pour 70,0% des participants dans le groupe de collage indirect (p=0,481). Les différences ne sont pas statistiquement significatives entre les 2 groupes. La fréquence du décollement est plus haute que les autres problèmes enregistrés à T1 (p<0,022), représentant 85,7% des échecs. À T2, le décollement est plus fréquent que la distorsion ou le bris (p<0,04), mais pas statistiquement plus fréquent que l’infiltration (p=0,109). Il représente alors 86,4% des échecs. Conclusion : Le décollement est la principale cause d’échec d’un fil de rétention lingual. Il n’y a pas de différence statistiquement significative du taux de survie d’un fil lingual mandibulaire de rétention entre les techniques de collage direct et de collage indirect à court et moyen termes.

Design of electron band pass filters for electrically biased finite superlattices

We design optimal band pass filters for electrons in semiconductor heterostructures, under a uniform applied electric field. The inner cells are chosen to provide a desired transmission window. The outer cells are then designed to transform purely incoming or outgoing waves into Bloch states of the inner cells. The transfer matrix is interpreted as a conformal mapping in the complex plane, which allows us to write constraints on the outer cell parameters, from which physically useful values can be obtained.

Spin-Peierls vs Peierls distortions in a family of conjugated polymers

Distortions in a family of conjugated polymers are studied using two complementary approaches: within a many-body valence bond approach using a transfer-matrix technique to treat the Heisenberg model of the systems, and also in terms of the tight-binding band-theoretic model with interactions limited to nearest neighbors. The computations indicate that both methods predict the presence or absence of the same distortions in most of the polymers studied.

Comparison of Statistical and Semantic Similarity Techniques for Paraphrase Identification

This paper compares statistical technique of paraphrase identification to semantic technique of paraphrase identification. The statistical techniques used for comparison are word set and word-order based methods where as the semantic technique used is the WordNet similarity matrix method described by Stevenson and Fernando in [3].

Texture Description of low grade and high grade Glioma using Statistical features in Brain MRIs

Low grade and High grade Gliomas are tumors that originate in the glial cells. The main challenge in brain tumor diagnosis is whether a tumor is benign or malignant, primary or metastatic and low or high grade. Based on the patient's MRI, a radiologist could not differentiate whether it is a low grade Glioma or a high grade Glioma. Because both of these are almost visually similar, autopsy confirms the diagnosis of low grade with high-grade and infiltrative features. In this paper, textural description of Grade I and grade III Glioma are extracted using First order statistics and Gray Level Co-occurance Matrix Method (GLCM). Textural features are extracted from 16X16 sub image of the segmented Region of Interest(ROI) .In the proposed method, first order statistical features such as contrast, Intensity , Entropy, Kurtosis and spectral energy and GLCM features extracted were showed promising results. The ranges of these first order statistics and GLCM based features extracted are highly discriminant between grade I and Grade III. In this study which gives statistical textural information of grade I and grade III Glioma which is very useful for further classification and analysis and thus assisting Radiologist in greater extent.

Spektrometrische Bestimmung der NO2-Konzentration im Abgas von Lastkraftwagen mit Dieselmotor unter Verwendung eines elektrostatisch durchstimmbaren Fabry-Pérot-Filters zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauches und der Schadstoffemissionen

Die Reduktion von Schadstoff-Emissionen und des Kraftstoffverbrauches sind für die Einhaltung von immer strenger werdenden Abgasgrenzwerten zum Schutz der menschlichen Gesundheit und der Vegetation von großer gesellschaftlicher Bedeutung. Ob Deutschland die innerstädtischen Immissionsgrenzwerte der Europäischen Union (EU) für Stickstoffdioxid (NO2) ab 2010 einhalten wird, ist fraglich. Vor allem Lastkraftwagen mit Dieselmotor emittieren einen Großteil dieses Schadstoffes, sodass man mit einer Senkung der NO2-Emissionen dem gesetzten Ziel der Einhaltung der von der EU festgelegten NO2-Immisionsgrenzwerte bereits erheblich näher kommen würde. Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, ob mit der Kenntnis der NO2-Konzentration im Abgas von Lastkraftwagen mit Dieselmotor mittels Spektroskopie eine Reduzierung der NO2-Emissionen und eine Senkung des Kraftstoffverbrauches erreicht werden kann. Hierzu muss sowohl die Bestimmung der NO2-Konzentration aus der spektralen Analyse des Abgases möglich sein, als auch die Herstellung eines mikromechanisch durchstimmbaren optischen Fabry-Pérot-Filters mit Bragg-Spiegeln, der die Voraussetzungen erfüllt, das für die spektrale Analyse benötigte Spektrum quantifizieren zu können. Zusätzlich soll mit Hilfe der aus den Spektren extrahierten Information eine in Echtzeit gemessene NO2-Konzentration im Abgas ableitbar sein. Damit sollen Kraftstoff eingespart und Schadstoff-Emissionen reduziert werden. Hierfür wird am Beispiel eines Lastkraftwagens mit typischer Abgasnachbehandlung aufgezeigt, wie über innermotorische Maßnahmen die Verbrennung optimierbar ist und wie die Eigenschaften der Abgasnachbehandlung verbesserbar sind, sodass die gewünschten Senkungen erreicht werden. Zusätzlich kann auf den Einbau eines Sperrkatalysators im Abgasstrang verzichtet werden. Ferner reduziert sich auch der Verbrauch des für die Abgasnachbehandlung benötigten Harnstoffs. Zur Klärung, ob die NO2-Konzentration aus der spektralen Analyse des Abgases bestimmt werden kann, wurden an einem Motorprüfstand Spektren für verschiedene NO2-Konzentrationen gemessen. Zusätzlich wurde das in dieser Arbeit behandelte Sensor-System mittels mathematischer Modellrechnung beschrieben, sodass dieses Modell anschließend auf die am Motorprüfstand gemessenen Spektren angewendet werden konnte. Die auf diese Weise berechneten Ergebnisse wurden mit den NO2-Messungen am Motorprüfstand verglichen und zeigen eine große Korrelation. In dem mathematischen Modell wird auch die spektrale Auflösung des Sensors berücksichtigt, die vom optischen Filter erreicht werden muss. Es wurde in dieser Arbeit untersucht, ob ein solches Filter realisiert werden kann. Hierzu wurde unter Anwendung der Transfer-Matrix-Methode (TMM) zur Berechnung optischer Eigenschaften von Dünnschichtsystemen eine Struktur entwickelt, die den optischen Anforderungen an das Filter genügt. Grundlage für dieses Design ist ein mikromechanisch durchstimmbares Fabry-Pérot-Filter mit Bragg-Spiegeln. Zur Herstellung dieses mikromechanisch durchstimmbaren, optischen Filters wurde eine Prozesskette entwickelt, mit der Filter mit einer Transmission von über 60 % hergestellt wurden. Die mit dieser Prozesskette hergestellten Strukturen wurden topografisch und optisch charakterisiert. Der Vergleich der gemessenen Ergebnisse mit theoretischen Modellrechnungen zeigt eine hohe Übereinstimmung, sodass mit der verwendeten Methodik gute Prognosen von Filtereigenschaften getroffen werden können. Es kann außerdem ein verbessertes Design präsentiert werden, welches eine um 10 % höhere Transmission und ein doppelt so großes Auflösungsvermögen gegenüber dem ursprünglichen Design aufweist. Verbesserungspotenziale in der Prozesskette können präsentiert werden, mit denen die optischen und mechanischen Eigenschaften zukünftiger Filter optimiert werden können. Es wird gezeigt, dass ein optisches Filter hergestellt werden kann, mit dem die NO2-Konzentration im Abgas von Lastkraftwagen mit Dieselmotoren spektroskopisch bestimmt werden kann, sodass der Kraftstoffverbrauch gesenkt und die Schadstoffemissionen reduziert werden können. In Abgasnormen sind einzuhaltende NOX-Grenzwerte festgelegt. Sollten in Zukunft auch NO2-Emissionsgrenzwerte in den Abgasnormen festgelegt werden, kann deren Einhaltung mit dem vorgestellten Sensor-Prinzip überwacht werden. Auf diese Weise wird die Chance auf Einhaltung der NO2-Immissionsgrenzwerte der EU maßgeblich erhöht.

Soluble one-dimensional particle conservation models with infinitely many absorbing states

Particle conservation lattice-gas models with infinitely many absorbing states are studied on a one-dimensional lattice. As one increases the particle density, they exhibit a phase transition from an absorbing to an active phase. The models are solved exactly by the use of the transfer matrix technique from which the critical behavior was obtained. We have found that the exponent related to the order parameter, the density of active sites, is 1 for all studied models except one of them with exponent 2.