Many-body theory of laser-induced ultrafast demagnetization and angular momentum transfer in ferromagnetic transition metals

An electronic theory is developed, which describes the ultrafast demagnetization in itinerant ferromagnets following the absorption of a femtosecond laser pulse. The present work intends to elucidate the microscopic physics of this ultrafast phenomenon by identifying its fundamental mechanisms. In particular, it aims to reveal the nature of the involved spin excitations and angular-momentum transfer between spin and lattice, which are still subjects of intensive debate. In the first preliminary part of the thesis the initial stage of the laser-induced demagnetization process is considered. In this stage the electronic system is highly excited by spin-conserving elementary excitations involved in the laser-pulse absorption, while the spin or magnon degrees of freedom remain very weakly excited. The role of electron-hole excitations on the stability of the magnetic order of one- and two-dimensional 3d transition metals (TMs) is investigated by using ab initio density-functional theory. The results show that the local magnetic moments are remarkably stable even at very high levels of local energy density and, therefore, indicate that these moments preserve their identity throughout the entire demagnetization process. In the second main part of the thesis a many-body theory is proposed, which takes into account these local magnetic moments and the local character of the involved spin excitations such as spin fluctuations from the very beginning. In this approach the relevant valence 3d and 4p electrons are described in terms of a multiband model Hamiltonian which includes Coulomb interactions, interatomic hybridizations, spin-orbit interactions, as well as the coupling to the time-dependent laser field on the same footing. An exact numerical time evolution is performed for small ferromagnetic TM clusters. The dynamical simulations show that after ultra-short laser pulse absorption the magnetization of these clusters decreases on a time scale of hundred femtoseconds. In particular, the results reproduce the experimentally observed laser-induced demagnetization in ferromagnets and demonstrate that this effect can be explained in terms of the following purely electronic non-adiabatic mechanism: First, on a time scale of 10–100 fs after laser excitation the spin-orbit coupling yields local angular-momentum transfer between the spins and the electron orbits, while subsequently the orbital angular momentum is very rapidly quenched in the lattice on the time scale of one femtosecond due to interatomic electron hoppings. In combination, these two processes result in a demagnetization within hundred or a few hundred femtoseconds after laser-pulse absorption.

La piedra angular para la incorporación de los medios audiovisuales, informáticos y nuevas tecnologías en los contextos educativos : la formación y el perfeccionamiento del profesorado.

Resumen tomado del autor

El taulell de forces com a eina de laboratori a l'Ensenyament Mitjà. 'La tabla de fuerzas como un instrumento de laboratorio en las Enseñanzas Medias'.

Experimentar la utilización de la 'tabla de fuerzas' en la enseñanza de la Física de BUP como herramienta de laboratorio. 68 alumnos de segundo de BUP del curso 1986/87. Se parte de las conclusiones extraídas de otra investigación realizada por el mismo autor (estudio de las cualidades que tiene de obtener el material de prácticas de laboratorio de Física y Química); en él se constata la existencia de graves deficiencias en el material de prácticas de Física que normalmente se utiliza, especialmente el material experimental de Mecánica. En consecuencia se lleva a cabo la construcción de una tabla de fuerzas. Paralelamente se proponen una serie de prácticas teniendo en cuenta las instrucciones para el uso de dicha tabla. Material didáctico. Consulta de libros. Cuestionario ad hoc. Trabajos. -47 trabajos pueden considerarse correctos: 69'1 por ciento. - 9 trabajos presentan pequeñas desviaciones debidas a incorrectas compensaciones: 13'3 por ciento. - 12 trabajos presentan pequeñas desviaciones en la dirección de la resultante: 17'6 por ciento. El alumno participa de una manera activa en la experiencia y, manipulando las pinzas y las pesas, deviene el protagonista. Ha mejorado la habilidad del alumno por el trabajo experimental y su capacidad de extraer conclusiones. Ha mejorado el cálculo vectorial y tiene los conceptos de magnitud escalar y vectorial más claros.

Sobre la piedra angular.

Se reflexiona sobre la tarea docente de la Iglesia. Se analiza la misión educativa de la Iglesia como vía para influir en el desarrollo y mejora de una sociedad más justa, solidaria y ecológica. Para ello se plantea la importancia de los recursos espirituales y humanos de la religión católica. El estudio se divide en tres partes; los desafíos y tareas en relación con la sociedad actual, la misión educativa en clave teológica y se indican algunas pautas para afrontar el futuro.

Forces around us.

Un enfoque interactivo que introduce los conceptos básicos de la ciencia física en los primeros años de escuela, como algo que empuja o tira e incluye una discusión de fuerzas como la gravedad, el viento, el magnetismo, el peso, y el agua. Cada doble página introduce un nuevo tema, se da información, se hacen preguntas y proponen actividades que animen a los niños a hacer descubrimientos y desarrollar nuevas ideas por ellos mismos en los primeros años de escuela.

Forces.

Qué son las fuerzas. Qué es la fricción, el cambio de forma, el cambio de dirección, los frenos, el cambio de velocidad, la velocidad, El movimiento, como se fabrican fuerzas y cuales son las fuerzas de la naturaleza son las preguntas que se hacen para comprender el papel de las fuerzas en nuestra vida cotidiana. cada ejemplo está relacionado con una actividad que ayuda a los niños a entender los conceptos científicos más importantes.

Electricity and forces.

Con fáciles experimentos, este título anima a los niños a descubrir más acerca del impacto que tienen en nuestra vida la electricidad y las fuerzas. El contenido y el enfoque reflejan materias que se enseñan dentro de las directrices del Programa Nacional de Estudios, por lo que sirve de apoyo a la escuela. Además de la información sobre los grandes científicos y sus famosos descubrimientos, cada libro contiene una serie de experimentos que son fáciles de seguir y pueden llevarse a cabo en condiciones de seguridad en el hogar, utilizando materiales de fácil acceso. Anima a los niños a proceder de una manera lógica y pensar por sí mismos. La electricidad es una de las muchas fuerzas que nos dan luz, calor y sonido. Para niños de siete a once años.

All about forces. 'Todo sobre fuerzas'.

Con la ayuda de fotografías de la vida diaria y ejemplos cotidianos, se explican de una forma sencilla, las fuerzas de la física que motivan que los objetos se muevan. Estas fuerzas son, empujar y arrastrar, pero también existen otras, como la gravedad que actúa sobre la Tierra, y la fricción. Por otra parte, se estudian los usos prácticos de ellas y su relación con el trabajo y las máquinas. La naturaleza tiene sus propias fuerzas de destrucción, cómo la lluvia y el viento.

Experiments with forces.

El libro presenta, con ilustraciones a color y sencillas explicaciones, diferentes y fáciles experimentos científicos relacionados con las fuerzas físicas que ayudarán a los niños a comprender los conceptos básicos de forma aplicada. Los temas tratados son: gravedad, equilibrio de fuerzas, presión atmosférica, buzo cartesiano, propulsión a chorro, flotabilidad, medición de fuerzas, fuerza del aire y tensión superficial. Incluye una introducción, una sección con los materiales y herramientas necesarios para realizar los experimentos, un glosario de términos, índice, y una página Web actualizada con regularidad.

La selecci??n docente : piedra angular para crear un sistema educativo de calidad

Resumen tomado de la publicaci??n.

Velocity discrimination of angular motion at different frequencies in individuals with normal vestibular function

The purpose of this study was to evaluate discrimination of angular velocity in individuals with normal vestibular function using a newly developed adaptive psychophysical measure. Vestibular psychophysical testing may complement existing clinical measures in diagnosing and treating patients with imbalance.

Implantación de un sistema para la medida del posicionamiento angular de un manipulador paralelo

[ES]El objetivo del presente proyecto es la programación, mediante la herramienta Labview, de un software para la lectura y almacenamiento de los datos recogidos por un inclinómetro analógico de la marca STW Technic. Una vez el programa esté listo, se procederá a realizar una serie de pruebas mediante vibraciones a distintas frecuencias y con distinta amplitud de ángulo para determinar los límites de medida del sensor.

Pose Refinement of Active Models using Forces in 3D

A new algorithm is described for refining the pose of a model of a rigid object, to conform more accurately to the image structure. Elemental 3D forces are considered to act on the model. These are derived from directional derivatives of the image local to the projected model features. The convergence properties of the algorithm is investigated and compared to a previous technique. Its use in a video sequence of a cluttered outdoor traffic scene is also illustrated and assessed.

The formation of large-scale current sheets within magnetic clouds

Magnetic clouds are a class of interplanetary coronal mass ejections (CME) predominantly characterised by a smooth rotation in the magnetic field direction, indicative of a magnetic flux rope structure. Many magnetic clouds, however, also contain sharp discontinuities within the smoothly varying magnetic field, suggestive of narrow current sheets. In this study we present observations and modelling of magnetic clouds with strong current sheet signatures close to the centre of the apparent flux rope structure. Using an analytical magnetic flux rope model, we demonstrate how such current sheets can form as a result of a cloud’s kinematic propagation from the Sun to the Earth, without any external forces or influences. This model is shown to match observations of four particular magnetic clouds remarkably well. The model predicts that current sheet intensity increases for increasing CME angular extent and decreasing CME radial expansion speed. Assuming such current sheets facilitate magnetic reconnection, the process of current sheet formation could ultimately lead a single flux rope becoming fragmented into multiple flux ropes. This change in topology has consequences for magnetic clouds as barriers to energetic particle propagation.

Forces information and media services in Operation Granby 1990-91

The paper looks at the setting up of media services for British Army forces engaged in Operation Granby, the British participation in Operation Desert Storm, the liberation of Kuwait from Iraqi occupation in 1991. In particular, the piece focuses on the creation of a force newspaper and radio station.There is far more involved in the organisation of modern war than simply battles themselves One aspect is the importance of creating and maintaining morale, which can be achieved in a number of ways, especially by keeping troops informed of their progress, purpose and mission as operations unfold. This was specifically recognised by commanders in the Gulf War, who ensured the smooth transmission of information by the provision of media services for forces personnel throughout the War. Here S J Anglim concentrates on the difficulties inherent in setting up and running the Gulf Forces newspaper, The Sandy Times, a Radio service and producing video reviews, all of which played their part in ensunng high morale. He concludes that there are lessons to be learnt and implemented for the success of any future conflicts.