Structure optimization combining soft-core interaction functions, the diffusion equation method, and molecular dynamics

Smoothing the potential energy surface for structure optimization is a general and commonly applied strategy. We propose a combination of soft-core potential energy functions and a variation of the diffusion equation method to smooth potential energy surfaces, which is applicable to complex systems such as protein structures; The performance of the method was demonstrated by comparison with simulated annealing using the refinement of the undecapeptide Cyclosporin A as a test case. Simulations were repeated many times using different initial conditions and structures since the methods are heuristic and results are only meaningful in a statistical sense.

Exact quantum phase model for mesoscopic Josephson junctions

Starting from the two-mode Bose-Hubbard model, we derive an exact version of the standard Mathieu equation governing the wave function of a Josephson junction. For a finite number of particles N, we find an additional cos 2 phi term in the potential. We also find that the inner product in this representation is nonlocal in phi. Our model exhibits phenomena, such as pi oscillations, which are not found in the standard phase model, but have been predicted from Gross-Pitaevskii mean-field theory.

Exact solution at integrable coupling of a model for the Josephson effect between small metallic grains

A model is introduced for two reduced BCS systems which are coupled through the transfer of Cooper pairs between the systems. The model may thus be used in the analysis of the Josephson effect arising from pair tunneling between two strongly coupled small metallic grains. At a particular coupling strength the model is integrable and explicit results are derived for the energy spectrum, conserved operators, integrals of motion, and wave function scalar products. It is also shown that form factors can be obtained for the calculation of correlation functions. Furthermore, a connection with perturbed conformal field theory is made.

The number of rational points of a class of Artin-Schreier curves

We determine the number of F-q-rational points of a class of Artin-Schreier curves by using recent results concerning evaluations of some exponential sums. In particular, we determine infinitely many new examples of maximal and minimal plane curves in the context of the Hasse-Weil bound. (C) 2002 Elsevier Science (USA).

On the permutation behaviour of Dickson polynomials of the second kind

The known permutation behaviour of the Dickson polynomials of the second kind in characteristic 3 is expanded and simplified. (C) 2002 Elsevier Science (USA).

Critical behavior of a three-dimensional hardcore-cylinder composite system

In this work the critical indices β, γ , and ν for a three-dimensional (3D) hardcore cylinder composite system with short-range interaction have been obtained. In contrast to the 2D stick system and the 3D hardcore cylinder system, the determined critical exponents do not belong to the same universality class as the lattice percolation,although they obey the common hyperscaling relation for a 3D system. It is observed that the value of the correlation length exponent is compatible with the predictions of the mean field theory. It is also shown that, by using the Alexander-Orbach conjuncture, the relation between the conductivity and the correlation length critical exponents has a typical value for a 3D lattice system.

Simulation of defects in bubble clusters

Topological defects in foam, either isolated (disclinations and dislocations) or in pairs, affect the energy and stress, and play an important role in foam deformation. Surface Evolver simulations were performed on large finite clusters of bubbles. These allow us to evaluate the effect of the topology of the defects, and the distance between defects, on the energy and pressure of foam clusters of different sizes. The energy of such defects follows trends similar to known analytical results for a continuous medium.

Simulation of the Magnetic Induction Vector of a Magnetic Core to be Used in FFC NMR Relaxometry

This paper is a contribution for the assessment and comparison of magnet properties based on magnetic field characteristics particularly concerning the magnetic induction uniformity in the air gaps. For this aim, a solver was developed and implemented to determine the magnetic field of a magnetic core to be used in Fast Field Cycling (FFC) Nuclear Magnetic Resonance (NMR) relaxometry. The electromagnetic field computation is based on a 2D finite-element method (FEM) using both the scalar and the vector potential formulation. Results for the magnetic field lines and the magnetic induction vector in the air gap are presented. The target magnetic induction is 0.2 T, which is a typical requirement of the FFC NMR technique, which can be achieved with a magnetic core based on permanent magnets or coils. In addition, this application requires high magnetic induction uniformity. To achieve this goal, a solution including superconducting pieces is analyzed. Results are compared with a different FEM program.

Segurança em ressonância magnética: exposição ocupacional a campos electromagnéticos

Pretendeu-se contribuir para um melhor entendimento sobre a discussão patente ao redor da Diretiva EMF 2004/40/CE que limita a exposição dos profissionais aos campos eletromagnéticos (CEM) utilizados em Ressonância Magnética (RM). A aplicabilidade da RM será posta em causa se forem impostos, na prática clínica, os limites expressos na diretiva. Foi explorada a evidência científica, sobre a controvérsia gerada em torno do tema. Analisaram-se guidelines, leis e documentos oficiais e foi aplicado um inquérito a 11 grupos profissionais envolvidos na problemática, distribuídos por vários países. Foi construído o diagrama do campo de forças utilizando a aplicação Policymaker K4 health® afim de se especular sobre influências, forças, poder e estratégias desenvolvidas que possam restringir ou facilitar a aplicação da Diretiva. Verificou-se que 62% dos inquiridos desconhece a Diretiva e o seu conteúdo bem como a posição da Sociedade Europeia de Radiologia (ESR) e 69% dos inquiridos não tem acompanhado os desenvolvimentos do tema. Referem não ter conhecimento da ocorrência de incidentes, para além do efeito míssil e do aquecimento devido a Radiofrequência – Specific Absortion Ratio (SAR). Consideram que o impacto político da Diretiva será neutro, mas o impacto clínico e económico serão negativos. Existe uma subestimação geral desta controvérsia e um não reconhecimento das consequências que a aplicação da Diretiva poderá ter na prática clínica. Admite-se o desenvolvimento de estratégias de pressão e influência para com o poder legislativo da Comissão Europeia e do Conselho, quanto a esta matéria.

Simulation of the magnetic induction vector of a magnetic core to be used in FFC NMR relaxometry

This paper is a contribution for the assessment and comparison of magnet properties based on magnetic field characteristics particularly concerning the magnetic induction uniformity in the air gaps. For this aim, a solver was developed and implemented to determine the magnetic field of a magnetic core to be used in Fast Field Cycling (FFC) Nuclear Magnetic Resonance (NMR) relaxometry. The electromagnetic field computation is based on a 2D finite-element method (FEM) using both the scalar and the vector potential formulation. Results for the magnetic field lines and the magnetic induction vector in the air gap are presented. The target magnetic induction is 0.2 T, which is a typical requirement of the FFC NMR technique, which can be achieved with a magnetic core based on permanent magnets or coils. In addition, this application requires high magnetic induction uniformity. To achieve this goal, a solution including superconducting pieces is analyzed. Results are compared with a different FEM program.

Campos eletromagnéticos: perceção e aceitação do risco

Introdução e Objetivos – Os campos eletromagnéticos estão presentes naturalmente no Universo. Há alguns anos, os valores referentes a campos eletromagnéticos eram relativamente constantes. Com o desenvolvimento da tecnologia, a exposição a novas fontes de radiação eletromagnética aumentou. Desta forma, é normal que a preocupação pública, principalmente sobre os potenciais riscos para a saúde provenientes dos campos eletromagnéticos, tenha aumentado. O objetivo deste trabalho foi conhecer e analisar a preocupação e a perceção dos indivíduos sobre a radiação eletromagnética, tendo por base que um dos principais fatores para a adoção de medidas de precaução é o modo como o risco é percecionado pelo indivíduo. Metodologia – Trata-se de um estudo do tipo descritivo, de natureza quantitativa. A amostra, composta por 320 indivíduos, é de natureza não probabilística de conveniência. Resultados – Verificou-se que os inquiridos se manifestam “pouco preocupados” relativamente à exposição aos campos eletromagnéticos, desconhecem as fontes emissoras de radiação eletromagnética presentes no seu quotidiano e não tomam precauções relativamente à exposição a campos eletromagnéticos. Conclusões – Os indivíduos mostram imaturidade conscienciosa em relação à problemática da radiação eletromagnética, em parte justificada pela ausência de mecanismos sensoriais que a permitam detetar. A aposta na educação e sensibilização pode garantir um futuro com melhor qualidade de vida. É importante reunir esforços de várias entidades (saúde, meios de comunicação social e educação). A escola, através das crianças e jovens, constitui um meio privilegiado para a transmissão de informação.

Exposição ocupacional a campos electromagnéticos em ressonância magnética: a RM 3 TESLA do Hospital Dona Estefânia

Mestrado em Radiações Aplicadas às Tecnologias da Saúde