Electron recombination, photoionization, and scattering via many-electron compound resonances

Highly excited eigenstates of atoms and ions with open f shell are chaotic superpositions of thousands, or even millions, of Hartree-Fock determinant states. The interaction between dielectronic and multielectronic configurations leads to the broadening of dielectronic recombination resonances and relative enhancement of photon emission due to opening of thousands of radiative decay channels. The radiative yield is close to 100% for electron energy <1 eV and rapidly decreases for higher energies due to opening of many autoionization channels. The same mechanism predicts suppression of photoionization and relative enhancement of the Raman scattering. Results of our calculations of the recombination rate are in agreement with the experimental data for W20+ and Au25+.

Deliberative Democracy in Northern Ireland: Opportunities and challenges for consensus in a consociational system

The 1998 Multiparty Agreement established a consociational system that contains within it an explicit dualism: unionist/nationalist, north and south of Ireland, and British and Irish. But although this formula has facilitated relatively stable and devolved governance, it is based on a distorted representation of a society in which there are much more complex divisions and, indeed, many common problems. Citizen-led efforts towards deliberative democracy since the 1980s have demonstrated both the will and the capacity for alternative, consensual political expressions. This chapter examines the challenges and opportunities facing these citizen-led initiatives in a political environment which, despite the significant decline in violence and terror, seems stubbornly resistant to the idea of broadening the various means of democratic participation.

Electrical conduction and rheological behaviour of composites of poly(epsilon-caprolactone) and MWCNTs

Two mechanisms of conduction were identified from temperature dependent (120 K-340 K) DC electrical resistivity measurements of composites of poly(c-caprolactone) (PCL) and multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs). Activation of variable range hopping (VRH) occurred at lower temperatures than that for temperature fluctuation induced tunneling (TFIT). Experimental data was in good agreement with the VRH model in contrast to the TFIT model, where broadening of tunnel junctions and increasing electrical resistivity at T > T-g is a consequence of a large difference in the coefficients of thermal expansion of PCL and MWCNTs. A numerical model was developed to explain this behavior accounting for a thermal expansion effect by supposing the large increase in electrical resistivity corresponds to the larger relative deformation due to thermal expansion associated with disintegration of the conductive MWCNT network. MWCNTs had a significant nucleating effect on PCL resulting in increased PCL crystallinity and an electrically insulating layer between MWCNTs. The onset of rheological percolation at similar to 0.18 vol% MWCNTs was clearly evident as storage modulus, G' and complex viscosity, vertical bar eta*vertical bar increased by several orders of magnitude. From Cole-Cole and Van Gurp-Palmen plots, and extraction of crossover points (G(c)) from overlaying plots of G' and G '' as a function of frequency, the onset of rheological percolation at 0.18 vol% MWCNTs was confirmed, a similar MWCNT loading to that determined for electrical percolation. 

Beam profiles of proton and carbon ions in the relativistic transparency regime

Ion acceleration from relativistic laser solid interactions has been of particular interest over the last decade. While beam profiles have been studied for target normal sheath acceleration (TNSA), such profiles have yet to be described for other mechanisms. Here, experimental data is presented, investigating ion beam profiles from acceleration governed by relativistic transparent laser plasma interaction. The beam shape of carbon C6+ ions and protons has been measured simultaneously with a wide angle spectrometer. It was found that ion beams deviate from the typical Gaussian-like shape found with TNSA and that the profile is governed by electron dynamics in the volumetric laser-plasma interaction with a relativistically transparent plasma; due to the ponderomotive force electrons are depleted from the center of the laser axis and form lobes affecting the ion beam structure. The results are in good agreement with high resolution three-dimensional-VPIC simulations and can be used as a new tool to experimentally distinguish between different acceleration mechanisms.

Melt Processing and Properties of Polyamide 6/Graphene Nanoplatelet Composites

In this paper, the processing and characterization of Polyamide 6 (PA6) / graphite nanoplatelets
(GNPs) composites is reported. PA6/GNPs composites were prepared by melt-mixing using an
industrial, co-rotating, intermeshing, twin-screw extruder. A bespoke screw configuration was used
that was designed in-house to enhance nanoparticle dispersion into a polymer matrix. The effects of
GNPs type (xGnP® M-5 and xGnP® C-500), GNPs content, and extruder screw speed on the bulk
properties of the PA6/GNPs nanocomposites were investigated. Results show a considerable
improvement in the thermal and mechanical properties of PA6/GNPs composites, as compared with
the unfilled PA6 polymer. An increase in crystallinity (%Xc) with increasing GNPs content, and a
change in shape of the crystallization exotherms (broadening) and melting endotherms, both suggest a
change in the crystal type and perfection. An increase in tensile modulus of as much as 376% and
412% was observed for PA6/M-5 xGnP® and PA6/C-500 xGnP® composites, respectively, at filler
contents of 20wt%. The enhancement of Young’s modulus and yield stress can be attributed to the
reinforcing effect of GNPs and their uniform dispersion in the PA6 matrix. The rheological response
of the composite resembles that of a ‘pseudo-solid’, rather than a molten liquid, and analysis of the
rheological data indicates that a percolation threshold was reached at GNPs contents of between 10–
15wt%. The electrical conductivity of the composite also increased with increasing GNPs content,
with an addition of 15wt% GNPs resulting in a 6 order-of-magnitude increase in conductivity. The
electrical percolation thresholds of all composites were between 10–15wt%.

Developed turbulence and nonlinear amplification of magnetic fields in laboratory and astrophysical plasmas

The visible matter in the universe is turbulent and magnetized. Turbulence in galaxy clusters is produced by mergers and by jets of the central galaxies and believed responsible for the amplification of magnetic fields. We report on experiments looking at the collision of two laser-produced plasma clouds, mimicking, in the laboratory, a cluster merger event. By measuring the spectrum of the density fluctuations, we infer developed, Kolmogorov-like turbulence. From spectral line broadening, we estimate a level of turbulence consistent with turbulent heating balancing radiative cooling, as it likely does in galaxy clusters. We show that the magnetic field is amplified by turbulent motions, reaching a nonlinear regime that is a precursor to turbulent dynamo. Thus, our experiment provides a promising platform for understanding the structure of turbulence and the amplification of magnetic fields in the universe.

High-energy monoenergetic proton beams from two stage acceleration with a slow laser pulse

We present a new regime to generate high-energy quasimonoenergetic proton beams in a "slow-pulse" regime, where the laser group velocity vg<c is reduced by an extended near-critical density plasma. In this regime, for properly matched laser intensity and group velocity, ions initially accelerated by the light sail (LS) mode can be further trapped and reflected by the snowplough potential generated by the laser in the near-critical density plasma. These two acceleration stages are connected by the onset of Rayleigh-Taylor-like (RT) instability. The usual ion energy spectrum broadening by RT instability is controlled and high quality proton beams can be generated. It is shown by multidimensional particle-in-cell simulation that quasimonoenergetic proton beams with energy up to hundreds of MeV can be generated at laser intensities of 1021W/cm².

Ultrafast charge dynamics initiated by high-intensity, ultrashort laser-matter interaction

The interaction of high‐intensity laser pulses with matter releases instantaneously ultra‐large currents of highly energetic electrons, leading to the generation of highly‐transient, large‐amplitude electric and magnetic fields. We report results of recent experiment in which such charge dynamics have been studied by using proton probing techniques able to provide maps of the electrostatic fields with high spatial and temporal resolution. The dynamics of ponderomotive channelling in underdense plasmas have been studied in this way, as also the processes of Debye sheath formation and MeV ion front expansion at the rear of laser‐irradiated thin metallic foils. An application employing laser‐driven impulsive fields for energy‐selective ion beam focusing is also presented.

Measurement of Fast Electrons Spectra Generated by Interaction between Solid Target and Peta Watt Laser

Fast electron energy spectra have been measured for a range of intensities between 1018 Wcm−2 and 1021 Wcm−2 and for different target materials using electron spectrometers. Several experimental campaigns were conducted on peta watt laser facilities at the Rutherford Appleton Laboratory and Osaka University. In these experimental campaigns, the pulse duration was varied from 0.5 ps to 5 ps. The laser incident angle was also changed from normal incidence to 40° in p-polarized. The results show a reduction from the ponderomotive scaling on fast electrons over 1020 Wcm−2.

Waiting for International Political Sociology: A Field Guide to Living In-Between

This paper explores the in-between positionality of International Political Sociology (IPS) and offers a field guide to help scholars, students and thinkers embrace this disposition more energetically. It makes the case for a more balanced transdisciplinarity that attends to the international, the political and the social at the same time and in equal measure. The power of this in-between approach is that it forces thinkers in IPS to constantly look at the horrors of our contemporary world without turning away. Through the ambivalent position of the ‘happy wreck’, the paper explores the need to do something about these horrors (e.g. diagnose, act, intervene) while fully acknowledging that such actions always produce new forms of violence and exclusion. To help thinkers in IPS inhabit this challenging space of inquiry more confidently, the paper makes four suggestions: (i) broadening our emotional responses to the horrors of the world; (ii) resisting resolution through non-cathartic dispositions; (iii) pursuing slow research to contest dominant rhetorics of crisis and emergency; and (iv) re-imagining shared conditions of vulnerability.

Educar (para) o pensar : desenvolvimento de competências reflexíveis em professores e alunos do 1º CEB : contributos da "Filosofia para Crianças"

O presente estudo inscreve-se na área científica da Formação de Professores, incidindo, particularmente, na compreensão do processo de desenvolvimento das competências reflexivas percebidas como factor de promoção do seu próprio desenvolvimento profissional e pessoal, do desenvolvimento da capacidade de pensar dos seus alunos, da revalorização dos processos curriculares de ensino-aprendizagem e de inovação dos contextos educacionais. Num contexto de complexidade, incerteza e mudança, importa repensar estratégias de formação de professores e de alunos para que possam constituir-se como fatores potenciadores do desenvolvimento da competência reflexiva. Estratégias que convocam, quer o professor, quer o aluno, para um tipo de questionamento de maior exigência reflexiva e consideradas potenciadoras do pensamento crítico, criativo e de cuidado com o outro, numa perspetiva educativa centrada no cuidar, que valoriza a dimensão humana, a atuação responsável, ética e solidária, em todos os planos da vida. Neste estudo propomo-nos retomar algumas das estratégias de formação já configuradas no movimento Filosofia para Crianças e que se constituíram como um programa de formação em contexto, no qual se procurou aprofundar e compreender as múltiplas dimensões e modos como interatuam os diferentes participantes da relação educativa em práticas curriculares reconfiguradas à luz dos pressupostos que sustentam este estudo. Do ponto de vista metodológico, a investigação inscreve-se num paradigma de natureza qualitativa e interpretativa, de matriz hermenêutica e ecológica, configurando uma abordagem de tipo complexo, e com características de estudo de caso, que considera indispensável a participação ativa do sujeito na construção do conhecimento próprio, bem como o carácter de imprevisibilidade e de recursividade das condições e subsistemas em que tal ocorre. No sentido de construir uma visão integrada do objeto em estudo, foram desenvolvidos procedimentos específicos (mixed-methods), nomeadamente análise documental, entrevista semiestruturada, observação participante e inquirição por questionário. O estudo, que decorreu na região centro do país, envolveu 5 professoras do 1.º Ciclo do Ensino Básico, 100 alunos do mesmo nível de ensino e os seus pais/encarregados de educação, inquiridos através de questionário e desenvolveu-se em duas fases. A primeira destinou-se à formação teórico-prática das professoras e, na segunda, foram desenvolvidas sessões práticas de Filosofia para Crianças com os alunos. Os portfolios reflexivos construídos pelos participantes e pela investigadora principal constituíram outra fonte da informação recolhida no estudo empírico. Os resultados do estudo situam-se a quatro níveis: no que respeita aos saberes básicos, ao perfil de competência dos professores, à sua formação e às estratégias e recursos considerados como potenciadores de um pensar de mais elevada qualidade. Quanto ao primeiro nível, o presente estudo releva o carácter estruturante e epistémico de aprender a pensar (bem), salientando que este se processa numa maior amplitude e profundidade dos conteúdos da própria reflexão, às quais subjaz uma visão ampla de cidadania planetária e socialmente comprometida, evidenciando uma ampliação do quadro referencial dos saberes básicos e considerados imprescindíveis para a educação dos cidadãos. A um segundo nível, salienta-se a exigência de um perfil de competência profissional que permita aos professores desenvolver nos seus alunos um pensar de qualidade e, simultaneamente, melhorar a sua própria competência reflexiva. Neste sentido, o estudo aponta para a continuidade das respostas que têm vindo a ser equacionadas por vários autores nacionais e internacionais que, ao abordarem a problemática da formação, do conhecimento profissional e do desenvolvimento identitário dos professores, têm acentuado a importância dos modelos crítico-reflexivos da formação e de uma supervisão ecológica, integradora, não standard e humanizada, no desenvolvimento das sociedades contemporâneas. Conforme os dados sugerem, admite-se que a formação integral dos cidadãos passa pela inclusão e interligação de diferentes áreas do conhecimento que, concertada e complementarmente, possam contribuir para o desenvolvimento da sensibilidade, do pensamento crítico e criativo, de uma cultura da responsabilidade e de uma atitude ética mais ativa e interventiva. Neste sentido, reafirma-se a importância de um trajeto formativo que promova a efetiva articulação entre teoria e a prática, o diálogo crítico-reflexivo entre saberes científicos e experiência, que focalize o profissional na sua praxis e saliente a sua conexão com o saber situado em contexto vivencial e didático- -pedagógico. Realça-se a pertinência de dinâmicas formativas que, a exemplo de “comunidades de investigação/aprendizagem”, na sua aceção de redes de formação que, na prossecução de projetos e propósitos comuns, incentivam a construção de itinerários próprios e de aprendizagens individuais, mobilizando processos investigativos pessoais e grupais. Evidencia-se a valorização de práticas promotoras da reflexão, do questionamento, da flexibilidade cognitiva como eixos estruturadores do pensamento e da ação profissional e como suporte do desenvolvimento profissional e pessoal, corroborando a importância dos processos transformadores decorrentes da experiência, da ação e da reflexão sobre ela. Finalmente, no que respeita às estratégias e recursos, os dados permitem corroborar a riqueza e o potencial do uso de portfolios reflexivos no desenvolvimento de competências linguísticas, comunicacionais, reflexivas e meta-reflexivas e o entendimento de que o processo de construção da identidade profissional ocorre e desenha-se numa dinâmica reflexiva- -prospetiva (re)confirmadora ou (re)configuradora de ideias, convicções, saberes e práticas, ou seja, identitária. De igual modo, a investigação releva a importância da construção de portfolios, por parte dos alunos, para o desenvolvimento da qualidade do seu pensamento, sublinhando-se o seu carácter inovador nesta área. Evidencia-se, ainda, a diversidade de estratégias que respeitem os interesses, necessidades e expectativas dos alunos e o seu contexto de vida, tal como o recurso a materiais diversificados que, atentos ao conteúdo da mensagem, possibilitem a autonomia do pensamento, o exercício efetivo da reflexão crítica e do questionamento, na sua articulação com as grandes questões que sempre despertaram a curiosidade humana e cuja atualidade permanece. Materiais e recursos que estabeleçam o diálogo entre razão e imaginação, entre saber e sensibilidade, que estimulem o envolvimento dos alunos na resolução de problemas e na procura conjunta de soluções e na construção de projetos individuais na malha dos projetos comuns. Reafirma-se, pois, a importância da humanização do saber, a educação pensada como vivência solidária de direitos e deveres. Uma perspetiva educacional humanista que assenta nas trajetórias de vida, na recuperação de experiências pessoais e singulares, que procura compreender a identidade como um processo em (re)elaboração permanente. O presente estudo integra-se na rede de cooperação científica Novos saberes básicos dos alunos no século XXI, novos desafios à formação de professores sendo que, e na linha das investigações produzidas neste âmbito, destaca que o alargamento das funções do professor do 1.º Ciclo do Ensino Básico, que colocando a tónica da ação pedagógica no como se aprende e para quê e na possibilidade de aprender e incorporar o imprevisível, incide no desenvolvimento de um conjunto de capacidades que vão para além das tradicionalmente associadas ao ensinar a ler, escrever e contar. Releva-se, pois, a pertinência da criação de ambientes educativos nos quais professores e alunos entreteçam, conjunta e coerentemente, conhecer, compreender, fazer, sentir, dizer, ver, ouvir e (con)viver em prol de uma reflexão que nos encaminhe no sentido de ser(mos) consciência.

Diffusion coefficients in dense and supercritical fluids

Os coeficientes de difusão (D 12) são propriedades fundamentais na investigação e na indústria, mas a falta de dados experimentais e a inexistência de equações que os estimem com precisão e confiança em fases comprimidas ou condensadas constituem limitações importantes. Os objetivos principais deste trabalho compreendem: i) a compilação de uma grande base de dados para valores de D 12 de sistemas gasosos, líquidos e supercríticos; ii) o desenvolvimento e validação de novos modelos de coeficientes de difusão a diluição infinita, aplicáveis em amplas gamas de temperatura e densidade, para sistemas contendo componentes muito distintos em termos de polaridade, tamanho e simetria; iii) a montagem e teste de uma instalação experimental para medir coeficientes de difusão em líquidos e fluidos supercríticos. Relativamente à modelação, uma nova expressão para coeficientes de difusão a diluição infinita de esferas rígidas foi desenvolvida e validada usando dados de dinâmica molecular (desvio relativo absoluto médio, AARD = 4.44%) Foram também estudados os coeficientes de difusão binários de sistemas reais. Para tal, foi compilada uma extensa base de dados de difusividades de sistemas reais em gases e solventes densos (622 sistemas binários num total de 9407 pontos experimentais e 358 moléculas) e a mesma foi usada na validação dos novos modelos desenvolvidos nesta tese. Um conjunto de novos modelos foi proposto para o cálculo de coeficientes de difusão a diluição infinita usando diferentes abordagens: i) dois modelos de base molecular com um parâmetro específico para cada sistema, aplicáveis em sistemas gasosos, líquidos e supercríticos, em que natureza do solvente se encontra limitada a apolar ou fracamente polar (AARDs globais na gama 4.26-4.40%); ii) dois modelos de base molecular biparamétricos, aplicáveis em todos os estados físicos, para qualquer tipo de soluto diluído em qualquer solvente (apolar, fracamente polar e polar). Ambos os modelos dão origem a erros globais entre 2.74% e 3.65%; iii) uma correlação com um parâmetro, específica para coeficientes de difusão em dióxido de carbono supercrítico (SC-CO2) e água líquida (AARD = 3.56%); iv) nove correlações empíricas e semi-empíricas que envolvem dois parâmetros, dependentes apenas da temperatura e/ou densidade do solvente e/ou viscosidade do solvente. Estes últimos modelos são muito simples e exibem excelentes resultados (AARDs entre 2.78% e 4.44%) em sistemas líquidos e supercríticos; e v) duas equações preditivas para difusividades de solutos em SC-CO2, em que os erros globais de ambas são inferiores a 6.80%. No global, deve realçar-se o facto de os novos modelos abrangerem a grande variedade de sistemas e moléculas geralmente encontrados. Os resultados obtidos são consistentemente melhores do que os obtidos com os modelos e abordagens encontrados na literatura. No caso das correlações com um ou dois parâmetros, mostrou-se que estes mesmos parâmetros podem ser ajustados usando um conjunto muito pequeno de dados, e posteriormente serem utilizados na previsão de valores de D 12 longe do conjunto original de pontos. Uma nova instalação experimental para medir coeficientes de difusão binários por técnicas cromatográficas foi montada e testada. O equipamento, o procedimento experimental e os cálculos analíticos necessários à obtenção dos valores de D 12 pelo método de abertura do pico cromatográfico, foram avaliados através da medição de difusividades de tolueno e acetona em SC-CO2. Seguidamente, foram medidos coeficientes de difusão de eucaliptol em SC-CO2 nas gamas de 202 – 252 bar e 313.15 – 333.15 K. Os resultados experimentais foram analisados através de correlações e modelos preditivos para D12.

Contributos da educação em Geociências para o desenvolvimento: uma abordagem ao tempo geológico

Perante os desafios do mundo contemporâneo, marcado pela complexidade, pelo ritmo acelerado de mudança e pela incerteza, o desenvolvimento dos alunos como cidadãos cientificamente cultos é um fator crítico. Neste contexto, a educação em Geociências, em geral, e a compreensão do tempo geológico, em particular, podem contribuir para um aprofundamento da cultura científica e da responsabilidade do cidadão promotor do desenvolvimento sustentável, numa matriz Ciência/Tecnologia/Sociedade. Assim, com este estudo, pretende-se alcançar duas grandes finalidades: a) contribuir para o desenvolvimento de um quadro teórico e concetual, no âmbito da educação em geral e das Geociências em particular, visando o desenvolvimento dos alunos como cidadãos cientificamente cultos numa lógica de sustentabilidade; b) conceber, implementar e avaliar estratégias, fundamentadas no corpus de referência, no âmbito da Geologia no ensino secundário. Corresponde a uma investigação-ação desenvolvida pelo professor de Biologia e Geologia com alunos do 11.º ano e organizada em três fases: i) desenvolvimento de um quadro teórico de referência e concetual; ii) conceção, desenvolvimento e avaliação de uma intervenção didática iii) elaboração de uma proposta metodológica fundamentada para o aprofundamento de uma cultura científica que promova o desenvolvimento da sustentabilidade na Terra a partir do ensino do tempo geológico. Os resultados do estudo apontam para a importância de trabalhar de modo articulado os conceitos de tempo geológico e de desenvolvimento sustentável na formação de cidadãos cientificamente cultos, capazes de dar resposta às questões complexas da sociedade atual. Por outro lado, a análise da intervenção didática confirma a importância das atividades exteriores à sala de aula e do trabalho prático para o desenvolvimento da cidadania, em alunos do ensino secundário, e como facilitadoras da compreensão de conceitos complexos como o de tempo geológico.

Estudando a identidade visual em comunicação : uma proposta de intervenção pensando a cultura visual

Relatório da prática de ensino supervisionada, Mestrado em Ensino de Artes Visuais, Universidade de Lisboa, 2011

O trabalho do diretor nos agrupamentos de escolas : perceções de um gestor

Trabalho de projeto de mestrado, Ciências da Educação (Administração Educacional), Universidade de Lisboa, Instituto de Educação, 2013