X-Ray Free-Electron Lasers

Recenti sviluppi nella progettazione di impianti di luce di sincrotrone di quarta generazione riguardano la produzione di fasci di luce nella banda dei raggi X con elevate caratteristiche in termini di brillanza, coerenza e impulsi estremamente brevi ( femtosecondo ) . I principali schemi per la produzione della radiazione XFEL riguardano l’impiego di ondulatori con differenti modalità di seeding. L’utilizzo dei fasci di radiazione XFEL nelle linee di luce per applicazioni di imaging, spettroscopia e diffrazione, ha determinato un costante sforzo sia nello sviluppo di dispositivi ottici in grado di selezionare e focalizzare il fascio su dimensioni nanometriche, che nella sperimentazione di tecniche “lensless” in grado di superare i limiti imposti dall’utilizzo di tali dispositivi . I risultati ottenuti nella produzione dei fasci hanno consentito nuove possibilità di indagine nella struttura dei materiali su distanze atomiche nella definizione, senza precedenti di dettagli su scale temporali del femtosecondo, permettendo lo studio, non solo di strutture atomiche in condizioni di equilibrio stabile quanto di stati della materia velocemente dinamici e di non equilibrio. CXDI e Spettroscopia Strutturale Ultraveloce risolte in tempo sono alcune delle tecniche in cui l’utilizzo della radiazione XFEL apre nuove possibilità di indagine agli stati transienti della materia permettendo la ricostruzione della dinamica di processi chimico –fisici su intervalli temporali finora inaccessibili .

Studio preliminare per olografia digitale

La tecnica olografica venne introdotta nel 1948 da Denis Gabor. Creò la parola holography combinando tra loro le parole greche holos, che vuol dire tutto, e graphein, che invece vuol dire scrivere. Con il termine olografia si intende le registrazione e la ricostruzione dell'ampiezza e della fase di un'onda. La prima si ricava dalle informazioni contenute nell'intensità delle frange luminose che costituiscono l'immagine di diffrazione, mentre la seconda si ottiene dalla distanza delle stesse. L'immagine di diffrazione non è altro che il prodotto dell'interferenza tra l'onda oggetto e l'onda di riferimento, che viene registrato solitamente su una lastra olografica o una pellicola, che si presenta come un susseguirsi di frange chiare e scure molto sottili, tanto da non essere visibili a occhio nudo a causa delle alte frequenze spaziali. Questa immagine riproduce l'oggetto se illuminato con un fascio luminoso simile all'onda di riferimento. Negli anni a seguire si sviluppò molto velocemente la tecnologia alla base dei computer che permise di trasferire sia il processo di registrazione che quello di ricostruzione su tali dispositivi. Un passo avanti venne fatto con l’introduzione dei Charged Coupled Devices (CCD) nella registrazione diretta di ologrammi, ad opera di Schnars e Juptner, con i quali venne eliminato definitivamente ogni tipo di passaggio fotografico intermedio. L'intero procedimento numerico di registrazione e ricostruzione venne riconosciuto in seguito come Olografia Digitale, e i suoi vantaggi rispetto all'olografia ottica erano ben chiari e ne permisero un largo impiego: dall'interferometria alla shearografia alla fotografia speckle. Questa tesi ha l'obiettivo di mostrare un'applicazione dell'olografia ottica e di infine tentare un primo approccio all'olografia digitale per mezzo di acquisizioni di figure di diffrazione attraverso un CCD e di simulazioni di generazione e ricostruzione di ologrammi su dispositivi elettronici.

Analisi e modellazione di un sistema di isolamento sismico con applicazione ad un edificio multipiano in c.a.

Il progetto di tesi ha come argomento centrale l'analisi e la modellazione di un sistema di isolamento sismico con applicazione ad un edificio multipiano per civile abitazione situato nella citta de L'Aquila; in particolare si e proceduto alla realizzazione del modello della struttura con particolare attenzione agli isolatori sismici elastomerici ed agli appoggi multidirezionali posizionati al di sotto del primo impalcato. Una volta effettuata l'analisi sismica con spettro di risposta si sono determinate le sollecitazioni con le quali si sono effettuate le verifiche sui dispositivi di isolamento.

Experimental set up and characterization of a prototype for breast microwave imaging

Nella presente tesi è stato sviluppato un sistema di acquisizione automatico finalizzato allo studio del breast microwave imaging. Le misure sono state eseguite in configurazione monostatica, in cui viene acquisito un segnale da diverse posizioni lungo il perimetro dell’area di indagine. A questo scopo, è stato installato un motore ad alta precisione che permette la rotazione del fantoccio e l’esecuzione automatica delle misure da un numero di posizioni fissato. Per automatizzare il processo di acquisizione, è stato inoltre sviluppato appositamente un software in ambiente LabView. Successivamente, è stata eseguita una intensa sessione di misure finalizzate alla caratterizzazione del sistema sviluppato al variare delle condizioni di misura. Abbiamo quindi utilizzato dei fantocci di tumore di diverse dimensioni e permittività elettrica per studiare la sensibilità della strumentazione in condizione di mezzo omogeneo. Dall’analisi delle ricostruzioni multifrequenza effettuate tramite diversi algoritmi di tipo TR-MUSIC sul range di frequenze selezionato, abbiamo notato che il tumore è ricostruito correttamente in tutti gli scenari testati. Inoltre, abbiamo creato un ulteriore fantoccio per simulare la presenza di una disomogeneità nel dominio di imaging. In questo caso, abbiamo studiato le performances del sistema di acquisizione al variare della posizione del tumore, le cui caratteristiche sono state fissate, e della permittività associata al fantoccio. Dall’analisi dei risultati appare che le performances di ricostruzione sono condizionate dalla presenza della disomogeneità, in modo particolare se il tumore è posizionato all’interno di essa. Infine, abbiamo studiato delle performance di due algoritmi di ricostruzione 3D: uno di essi è basato sulla sovrappo- sizione tomografica e sfrutta metodi di interpolazione, l’altro si basa sull’utilizzo di un propagatore 3D per il dipolo Hertziano in approssimazione scalare.

Investigation of spectral stability of X-ray tubes by simulations and experimental spectrum measurements

L'obiettivo di questo lavoro è quello di analizzare la stabilità di uno spettro raggi X emesso da un tubo usurato per analisi cardiovascolari, in modo da verificare il suo comportamento. Successivamente questo tipo di analisi sarà effettuata su tubi CT. Per raggiungere questo scopo è stato assemblato un particolare set-up con un rivelatore al germanio criogenico in modo da avere la miglior risoluzione energetica possibile ed alcuni particolari collimatori così da ridurre il flusso fotonico per evitare effetti di pile-up. Il set-up è stato costruito in modo da avere il miglior allineamento possibile nel modo più veloce possibile, e con l'obiettivo di rendere l'intero sistema portabile. Il tubo usato è un SRM Philips tube per analisi cardiovascolari; questa scelta è stata fatta in modo da ridurre al minimo i fattori esterni (ottica elettromagnetica, emettitori) e concentrare l'attenzione solo sugli effetti, causati dalle varie esposizioni, sull'anodo (roughness e bending) e sul comportamento di essi durante il surriscaldamento e successivo raffreddamento del tubo. I risultati mostrano come durante un'esposizione alcuni fattori di usura del tubo possono influire in maniera sostanziale sullo spettro ottenuto e quindi alterare il risultato. Successivamente, nell'elaborato, mediante il software Philips di ricostruzione e simulazione dello spettro si è cercato di riprodurre, variando alcuni parametri, la differenza riscontrata sperimentalmente in modo da poter simulare l'instabilità e correggere i fattori che la causano. I risultati sono interessanti non solo per questo esperimento ma anche in ottica futura, per lo sviluppo di applicazioni come la spectral CT. Il passo successivo sarà quello di spostare l'attenzione su un CT tube e verificare se l'instabilità riscontrata in questo lavoro è persiste anche in una analisi più complessa come quella CT.

The arcuate fasciculus: an along-tract analysis with white matter probabilistic tractography

Il cervello umano è composto da una rete complessa, formata da fasci di assoni, che connettono le diverse aree cerebrali. Il fascio arcuato collega l’area imputata alla com- prensione del linguaggio con quella dedicata alla sua produzione. Il fascio arcuato è presente in entrambi gli emisferi cerebrali, anche se spesso è utilizzato prevalente- mente il sinistro. In questa tesi sono state valutate, in un campione di soggetti sani, le differenze tra fascio arcuato destro e sinistro, utilizzando la trattografia, metodica avanzata e non invasiva che permette la ricostruzione della traiettoria delle fibre con immagini RM (Risonanza Magnetica) pesate in diffusione. A questo scopo ho utilizzato un algoritmo probabilistico, che permette la stima di probabilità di connessione della fibra in oggetto con le diverse aree cerebrali, anche nelle sedi di incrocio con fibre di fasci diversi. Grazie all’implementazione di questo metodo, è stato possibile ottenere una ricostruzione accurata del fascio arcuato, an- che nell’emisfero destro dove è spesso critica, tanto da non essere possibile con altri algoritmi trattografici. Parametrizzando poi la geometria del tratto ho diviso il fascio arcuato in venti seg- menti e ho confrontato i parametri delle misure di diffusione, valutate nell’emisfero destro e sinistro. Da queste analisi emerge un’ampia variabilità nella geometria dell’arcuato, sia tra diversi soggetti che diversi emisferi. Nell’emisfero destro l’arcuato incrocia maggiormente fibre appartenenti ad altri fasci. Nell’emisfero sinistro le fibre dell’arcuato sono più compatte e si misura anche una maggiore connettività con altre aree del cervello coinvolte nelle funzioni linguistiche. Nella seconda fase dello studio ho applicato la stessa metodica in due pazienti con lesioni cerebrali, con l’obiettivo di testare il danno del fascio arcuato ipsilaterale alla lesione e stimare se nell’emisfero controlaterale si innescassero meccanismi di plastic- ità strutturale. Questa metodica può essere implementata, in un gruppo di pazienti omogenei, per identificare marcatori RM diagnostici nella fase di pianificazione pre- chirurgica e marcatori RM prognostici di recupero funzionale del linguaggio.

Seropositivity and Risk Factors Associated with Toxoplasma gondii Infection in Wild Birds from Spain

Toxoplasma gondii is a zoonotic intracellular protozoan parasite of worldwide distribution that infects many species of warm-blooded animals, including birds. To date, there is scant information about the seropositivity of T. gondii and the risk factors associated with T. gondii infection in wild bird populations. In the present study, T. gondii infection was evaluated on sera obtained from 1079 wild birds belonging to 56 species (including Falconiformes (n = 610), Strigiformes (n = 260), Ciconiiformes (n = 156), Gruiformes (n = 21), and other orders (n = 32), from different areas of Spain. Antibodies to T. gondii (modified agglutination test, MAT titer ≥1:25) were found in 282 (26.1%, IC95%:23.5–28.7) of the 1079 birds. This study constitute the first extensive survey in wild birds species in Spain and reports for the first time T. gondii antibodies in the griffon vulture (Gyps fulvus), short-toed snake-eagle (Circaetus gallicus), Bonelli's eagle (Aquila fasciata), golden eagle (Aquila chrysaetos), bearded vulture (Gypaetus barbatus), osprey (Pandion haliaetus), Montagu's harrier (Circus pygargus), Western marsh-harrier (Circus aeruginosus), peregrine falcon (Falco peregrinus), long-eared owl (Asio otus), common scops owl (Otus scops), Eurasian spoonbill (Platalea leucorodia), white stork (Ciconia ciconia), grey heron (Ardea cinerea), common moorhen (Gallinula chloropus); in the International Union for Conservation of Nature (IUCN) “vulnerable” Spanish imperial eagle (Aquila adalberti), lesser kestrel (Falco naumanni) and great bustard (Otis tarda); and in the IUCN “near threatened” red kite (Milvus milvus). The highest seropositivity by species was observed in the Eurasian eagle owl (Bubo bubo) (68.1%, 98 of 144). The main risk factors associated with T. gondii seropositivity in wild birds were age and diet, with the highest exposure in older animals and in carnivorous wild birds. The results showed that T. gondii infection is widespread and can be at a high level in many wild birds in Spain, most likely related to their feeding behaviour.

Ms. Praed. 36 - Reportata commentarii in Sententias Petri Lombardi

Vorbesitzer: Jakob Heller; Dominikanerkloster Frankfurt am Main

Composición corporal y mineral óseo en gimnastas femeninas pre- y peripuberales

La actividad física puede modificar la composición corporal y la mineralización ósea. Se compararon ambas variables en gimnastas femeninas de competición y controles apareados por edad y sexo que realizaban gimnasia recreativa (n = 12 en cada grupo; edades 9 a 14 años). La composición corporal se evaluó por métodos antropométricos y densitometría de rayos X (DXA). El contenido mineral y la densidad mineral óseas se midieron por DXA en cuerpo entero y columna lumbar. La ingesta de calcio se estimó por encuesta.

Communication and enhancement of Italian cultural heritage by Google

Tras liderar la investigación e indización de la información por cerca de una década, el motor de búsqueda Google se ha convertido en un sistema económico que influye nuestro mundo contemporáneo, contribuyendo grandemente a la transformación de nuestro mundo en un único globo virtual. En años recientes, Google ha comenzado a ofrecer a los usuarios globales aplicaciones o software que son usados para nuestra herencia cultural. Este software se resalta aquí en su potencial, desde un punto de vista económico, cultural y turístico. Tratamos de describir lo más importante del software de Google (como Google Maps, Google Street View, Google Earth, Google SketchUp, Google Books y Google Art Project), con el mayor y más evidente impacto en los sectores culturales y turísticos. Este ensayo muestra la digitalización y promoción de la herencia cultural italiana en Google, a través de sus programas informáticos (por ejemplo, Google Street View que ha llevado al uso de vistas tridimensionales remotas de algunos de los más importantes monumentos y sitios arqueológicos de Italia; el uso de Google SketchUp ha llevado al diseño de reconstrucción tridimensional del histórico centro de la ciudad de L'Aquila, devastada luego del terremoto de abril de 2009 y nunca reconstruida), y a través de diversos programas asociados específicos con el Ministerio Italiano de Cultura

Communication and enhancement of Italian cultural heritage by Google

Tras liderar la investigación e indización de la información por cerca de una década, el motor de búsqueda Google se ha convertido en un sistema económico que influye nuestro mundo contemporáneo, contribuyendo grandemente a la transformación de nuestro mundo en un único globo virtual. En años recientes, Google ha comenzado a ofrecer a los usuarios globales aplicaciones o software que son usados para nuestra herencia cultural. Este software se resalta aquí en su potencial, desde un punto de vista económico, cultural y turístico. Tratamos de describir lo más importante del software de Google (como Google Maps, Google Street View, Google Earth, Google SketchUp, Google Books y Google Art Project), con el mayor y más evidente impacto en los sectores culturales y turísticos. Este ensayo muestra la digitalización y promoción de la herencia cultural italiana en Google, a través de sus programas informáticos (por ejemplo, Google Street View que ha llevado al uso de vistas tridimensionales remotas de algunos de los más importantes monumentos y sitios arqueológicos de Italia; el uso de Google SketchUp ha llevado al diseño de reconstrucción tridimensional del histórico centro de la ciudad de L'Aquila, devastada luego del terremoto de abril de 2009 y nunca reconstruida), y a través de diversos programas asociados específicos con el Ministerio Italiano de Cultura

Communication and enhancement of Italian cultural heritage by Google

Tras liderar la investigación e indización de la información por cerca de una década, el motor de búsqueda Google se ha convertido en un sistema económico que influye nuestro mundo contemporáneo, contribuyendo grandemente a la transformación de nuestro mundo en un único globo virtual. En años recientes, Google ha comenzado a ofrecer a los usuarios globales aplicaciones o software que son usados para nuestra herencia cultural. Este software se resalta aquí en su potencial, desde un punto de vista económico, cultural y turístico. Tratamos de describir lo más importante del software de Google (como Google Maps, Google Street View, Google Earth, Google SketchUp, Google Books y Google Art Project), con el mayor y más evidente impacto en los sectores culturales y turísticos. Este ensayo muestra la digitalización y promoción de la herencia cultural italiana en Google, a través de sus programas informáticos (por ejemplo, Google Street View que ha llevado al uso de vistas tridimensionales remotas de algunos de los más importantes monumentos y sitios arqueológicos de Italia; el uso de Google SketchUp ha llevado al diseño de reconstrucción tridimensional del histórico centro de la ciudad de L'Aquila, devastada luego del terremoto de abril de 2009 y nunca reconstruida), y a través de diversos programas asociados específicos con el Ministerio Italiano de Cultura

Ingeniería de la conservación: Investigación aplicada para la conservación de la fauna mediterránea amenazada

El ser humano nunca ha tenido una capacidad semejante a la actual para alterar el medio en el que vive. A través fundamentalmente de cambios en el uso del hábitat, alteración de los ciclos biogeoquímicos, cambio climático y presencia de especies invasoras, la tasa de extinción de especies se ha acelerado enormemente. Al crecer más rápido la población humana dentro de las áreas en las que se concentra una mayor biodiversidad (biodiversity hotspots), las tasas de transformación son mayores, por lo que dicha biodiversidad se encuentra más amenazada. Entre los principales 25 biodiversity hotspots globales se encuentra la cuenca mediterránea. Las afecciones a la biodiversidad hacen por tanto que en dicha cuenca mediterránea sea necesario poner en práctica iniciativas innovadoras para su conservación. Pero además de una cuidadosa selección, es necesario el seguimiento y la evaluación de la eficacia y la eficienca de dichas medidas, para comprobar su idoneidad y mejorarlas cuando sea posible. Esta es la tarea de la ingeniería de la conservación. Esta Memoria busca analizar y proponer mejoras en cuatro acciones experimentales de conservación de la biodiversidad que tienen un marco común, la conservación de especies subrogadas del monte mediterráneo. En concreto de cinco especies amenazadas: conejo de monte (Oryctolagus cuniculus, especie llave), águila imperial ibérica (Aquila adalberti), águila perdicera (Aquila fasciata), cigüeña negra (Ciconia nigra) y lince ibérico (Lynx pardinus), todas ellas especies paraguas y bandera. Casi todas estas especies se enfrentan a amenazas comunes, como son la pérdida de la calidad del hábitat, la mortalidad de origen humano, la escasez de alimento o la falta de eficiencia en las técnicas de seguimiento. Las acciones destinadas a revertir o minimizar estas amenazas han tenido un marco geográfico y ecológico común, 49 fincas privadas de monte mediterráneo situadas en 9 espacios de la Red Natura 2000 del centro-occidental peninsular, en las que se ha podido trabajar merced a acuerdos de custodia del territorio. Dichas actividades han sido financiadas casi por completo con cargo a fondos LIFE Naturaleza de la Comisión Europea. El presente documento contribuye a aportar el conocimiento científico imprescindible para mejorar la eficacia y eficiencia de las medidas técnicas de gestión y conservación: la ingeniería de la conservación. Como resultados más relevantes se pueden citar que la selección del conejo de las zonas sembradas aumenta con la presencia tanto de isletas de matorral como de refugios y resulta inferior en las zonas de matorral más cerrado; que la electrocución es una de las principales causas de mortalidad de las rapaces amenazadas, así como que se ha detectado que la mortalidad se concentra en determinadas zonas que deben ser prioritarias para su corrección y que éstas deben pasar por las modificaciones estructurales; que la selección de zonas de alimentación por parte de la cigüeña negra se ve afectada por numerosos factores y que una adecuada ubicación y gestión de las charcas para ganadería y caza mayor puede favorecer no sólo la alimentación de esta especie, sino suponer un lugar de cría para diversas especies de anfibios y peces autóctonos, en franco declive; finalmente, hay que destacar que la mejora en el seguimiento de las poblaciones de lince ibérico pasa por la incorporación de métodos de seguimiento novedosos, como las cámaras infrarrojas en letrinas, dada la capacidad de aprendizaje de la especie. Abstract Nowadays the human being has reached its top ability to exchange its environment. Mainly through habitat change, altering biogeochemical cycles, climatic change and alien species, global extinction rate has increased dramatically. Population increases faster in biodiversity hotspots, thus change rates are higher. Mediterranean basin is included within the 25 most valuable biodiversity hotspots. Affections on biodiversity turns necessary to develop innovative actions to maintain the most threatened species in this hotspot. But further than a careful selection and implementarion, survey and evaluation of those practices is necessary to check its suitability. Those are actions for the conservation engineering. This Memory looks for to analyze and to put forward improvements in four experimental biodiversity conservation actions with a common framework: conservation of surrogate Mediterranean species. Those actions were specifically directed to five threatened species: the European wild rabbit (Oryctolagus cuniculus, key species), Spanish imperial eagle (Aquila adalberti) and Bonelli’s eagle (Aquila fasciata, both of the umbrella and flagship species), black stork (Ciconia nigra, umbrella and flagship species) and the Iberian lynx (Lynx pardinus, umbrella and flagship species). Those species have common threats: habitat loss, maninduced mortality, food shortening and lack of surveying efficiency. Actions aimed to minimize those threats also had a common geographical frame: 49 privately owned states within 9 Natura 2000 areas in Southwestern Spain. Actions were developed through lands tewardship agreements, and were even wholly undertaken through European Commision LIFE’s fund. This document contributes to develop cientific knowledge necessary for increasing efficacy and efficiency for implementing technical measures devoted to conservation, the conservation engineering. One of the most outstanding result might be the necessity of including bushy islets or rabbit shelter within sowings when enhacing rabbit populations is the goal. Electrocution is one of the commonest man-induced death causes for raptors, especially for the threatened ones. Areas of concentration of this mortality have been detected, and when mitigation measures have been evaluated, only structural modifications had results. The black stork’s selection of feeding areas is influenced by several factors. An adequate location and management of livestock’s ponds can favour not only this species, but also creating new breeding places for amphibians and indigenous fish species, most of them in a sharp decline. Finally, improving the survey of the Iberian lynx might be achieved through implementing newly developed surveying systems, such as the infrared cameras in latrines.

Sermones quadragesimales venerabilis viri tratris Ioannis Aquilani : merito vitiorum lima nuncupati

Pie de imp. tomado de colofón