Evaluation of a cloud infrastructure for the CMS distributed data analysis in the top quark sector at the LHC

Nella fisica delle particelle, onde poter effettuare analisi dati, è necessario disporre di una grande capacità di calcolo e di storage. LHC Computing Grid è una infrastruttura di calcolo su scala globale e al tempo stesso un insieme di servizi, sviluppati da una grande comunità di fisici e informatici, distribuita in centri di calcolo sparsi in tutto il mondo. Questa infrastruttura ha dimostrato il suo valore per quanto riguarda l'analisi dei dati raccolti durante il Run-1 di LHC, svolgendo un ruolo fondamentale nella scoperta del bosone di Higgs. Oggi il Cloud computing sta emergendo come un nuovo paradigma di calcolo per accedere a grandi quantità di risorse condivise da numerose comunità scientifiche. Date le specifiche tecniche necessarie per il Run-2 (e successivi) di LHC, la comunità scientifica è interessata a contribuire allo sviluppo di tecnologie Cloud e verificare se queste possano fornire un approccio complementare, oppure anche costituire una valida alternativa, alle soluzioni tecnologiche esistenti. Lo scopo di questa tesi è di testare un'infrastruttura Cloud e confrontare le sue prestazioni alla LHC Computing Grid. Il Capitolo 1 contiene un resoconto generale del Modello Standard. Nel Capitolo 2 si descrive l'acceleratore LHC e gli esperimenti che operano a tale acceleratore, con particolare attenzione all’esperimento CMS. Nel Capitolo 3 viene trattato il Computing nella fisica delle alte energie e vengono esaminati i paradigmi Grid e Cloud. Il Capitolo 4, ultimo del presente elaborato, riporta i risultati del mio lavoro inerente l'analisi comparata delle prestazioni di Grid e Cloud.

Studio di Flow-Assurance e sensitivity analysis in sistemi di distribuzione di petrolio e gas naturale

Argomento del lavoro è stato lo studio di problemi legati alla Flow-Asurance. In particolare, si focalizza su due aspetti: i) una valutazione comparativa delle diverse equazioni di stato implementate nel simulatore multifase OLGA, per valutare quella che porta a risultati più conservativi; ii) l’analisi della formazione di idrati, all’interno di sistemi caratterizzati dalla presenza di gas ed acqua. Il primo argomento di studio nasce dal fatto che per garantire continuità del flusso è necessario conoscere il comportamento volumetrico del fluido all’interno delle pipelines. Per effettuare tali studi, la Flow-Assurance si basa sulle Equazioni di Stato cubiche. In particolare, sono state confrontate: -L’equazione di Soave-Redlich-Kwong; -L’equazione di Peng-Robinson; -L’equazione di Peng-Robinson modificata da Peneloux. Sono stati analizzati 4 fluidi idrocarburici (2 multifase, un olio e un gas) con diverse composizioni e diverse condizioni di fase. Le variabili considerate sono state pressione, temperatura, densità e viscosità; sono state poi valutate le perdite di carico, parametro fondamentale nello studio del trasporto di un fluido, valutando che l'equazione di Peng-Robinson è quella più adatta per caratterizzare termodinamicamente il fluido durante una fase di design, in quanto fornisce l'andamento più conservativo. Dopo aver accertato la presenza di idrati nei fluidi multifase, l’obiettivo del lavoro è stato analizzare come il sistema rispondesse all’aggiunta di inibitori chimici per uscire dalla regione termodinamica di stabilità dell’idrato. Gli inibitori utilizzati sono stati metanolo e mono-etilen-glicole in soluzione acquosa. L’analisi è stata effettuata confrontando due metodi: -Metodo analitico di Hammerschmidt; -Metodo iterativo con PVTSim. I risultati ottenuti hanno dimostrato che entrambi gli inibitori utilizzati risolvono il problema della formazione di idrato spostando la curva di stabilità al di fuori delle pressioni e temperature che si incontrano nella pipeline. Valutando le quantità da iniettare, il metodo di Hammerschmidt risulta quello più conservativo, indicando portate maggiori rispetto al PVTsim, soprattutto aggiungendo metanolo.

[The thoracoscopic talc pleurodesis with intraoperative pleural biopsy - a retrospective analysis in patients with malignant pleural effusion]

The thoracoscopic pleurodesis with talc is an established therapy in case of malignant pleural effusion. With the instillation of talc a -localised inflammation is induced. However, some-times it turns into a severe systemic reaction. In this study of the postoperative course, the -question is examined whether a pleural biopsy is an additional risk factor for morbidity and mortality after talc pleurodesis.

Desmosomal gene analysis in arrhythmogenic right ventricular dysplasia/cardiomyopathy: spectrum of mutations and clinical impact in practice

Five desmosomal genes have been recently implicated in arrhythmogenic right ventricular dysplasia/cardiomyopathy (ARVD/C) but the clinical impact of genetics remains poorly understood. We wanted to address the potential impact of genotyping.

Immunophenotyping analysis in invasive micropapillary carcinoma of the breast: Role of CD24 and CD44 isoforms expression

We analyzed immunohistochemically the expression of CD24 and spliced variants of CD44v5 and v9 in invasive micropapillary carcinoma (IMPC) of the breast that is a rather aggressive tumor characterized by alteration of cells adhesion molecules, early lymph node metastases and poor prognosis. We analyzed 31 high-grade IMPCs and compared their expression to 22 high grade (G3) invasive ductal carcinomas of the breast (IDCs). We found a higher expression of CD24 in high-grade IMPCs with a peculiar inverted apical localization, compared to IDCs, showing a strong cytoplasmic staining; normal breast tissue resulted completely negative. IMPCs showed reduced expression of CD44v5 and CD44v9 compared with IDCs, but without a statistical significant difference. This study demonstrated that IMPC represents a distinct entity of breast carcinoma with high expression of CD24 with a typical inverted apical membrane pattern and reduction of CD44 isoforms v5 and v9, compared to IDCs. These features could explain the high lymph-vascular invasion propensity and higher metastatic capability of these tumors and could be a useful tool for a future targeted therapy.

High-quality lung fixation by controlled closed loop perfusion for stereological analysis in a large animal model

Stereology is an essential method for quantitative analysis of lung structure. Adequate fixation is a prerequisite for stereological analysis to avoid bias in pulmonary tissue, dimensions and structural details. We present a technique for in situ fixation of large animal lungs for stereological analysis, based on closed loop perfusion fixation.

Proteome analysis in cardiovascular pathophysiology using Dahl rat model

Dahl salt-sensitive (DS) and salt-resistant (DR) inbred rat strains represent a well established animal model for cardiovascular research. Upon prolonged administration of high-salt-containing diet, DS rats develop systemic hypertension, and as a consequence they develop left ventricular hypertrophy, followed by heart failure. The aim of this work was to explore whether this animal model is suitable to identify biomarkers that characterize defined stages of cardiac pathophysiological conditions. The work had to be performed in two stages: in the first part proteomic differences that are attributable to the two separate rat lines (DS and DR) had to be established, and in the second part the process of development of heart failure due to feeding the rats with high-salt-containing diet has to be monitored. This work describes the results of the first stage, with the outcome of protein expression profiles of left ventricular tissues of DS and DR rats kept under low salt diet. Substantial extent of quantitative and qualitative expression differences between both strains of Dahl rats in heart tissue was detected. Using Principal Component Analysis, Linear Discriminant Analysis and other statistical means we have established sets of differentially expressed proteins, candidates for further molecular analysis of the heart failure mechanisms.

EEG microstate analysis in drug-naive patients with panic disorder

Patients with panic disorder (PD) have a bias to respond to normal stimuli in a fearful way. This may be due to the preactivation of fear-associated networks prior to stimulus perception. Based on EEG, we investigated the difference between patients with PD and normal controls in resting state activity using features of transiently stable brain states (microstates). EEGs from 18 drug-naive patients and 18 healthy controls were analyzed. Microstate analysis showed that one class of microstates (with a right-anterior to left-posterior orientation of the mapped field) displayed longer durations and covered more of the total time in the patients than controls. Another microstate class (with a symmetric, anterior-posterior orientation) was observed less frequently in the patients compared to controls. The observation that selected microstate classes differ between patients with PD and controls suggests that specific brain functions are altered already during resting condition. The altered resting state may be the starting point of the observed dysfunctional processing of phobic stimuli.