Continuous variable polarization entanglement, experiment and analysis

We generate and characterize continuous variable polarization entanglement between two optical beams. We first produce quadrature entanglement, and by performing local operations we transform it into a polarization basis. We extend two entanglement criteria, the inseparability criteria proposed by Duan et al (2000 Phys. Rev. Lett. 84 2722) and the Einstein–Podolsky–Rosen (EPR) paradox criteria proposed by Reid and Drummond (1988 Phys. Rev. Lett. 60 2731), to Stokes operators; and use them to characterize the entanglement. Our results for the EPR paradox criteria are visualized in terms of uncertainty balls on the Poincaré sphere. We demonstrate theoretically that using two quadrature entangled pairs it is possible to entangle three orthogonal Stokes operators between a pair of beams, although with a bound √3 times more stringent than for the quadrature entanglement.

Potássio : fontes alternativas, tratamentos térmicos e disponibilidade para plantas de milho (Zea Mays L.)

Nosso país é um dos principais produtores agrícolas do mundo e altamente dependente da importação de fertilizantes, principalmente o potássio. Visando reduzir essa dependência, materiais provenientes de rochas para fornecimento desse elemento estão sendo testados. Este estudo foi divido em dois experimentos: um experimento em laboratório e um em casa de vegetação. O experimento em laboratório teve por objetivo avaliar os diferentes tipos de tratamentos térmicos e extratores, associados a fontes alternativas de potássio, no aumento da disponibilidade de K. O ensaio foi realizado num delineamento experimental inteiramente casualizado num esquema fatorial 4 x 5 x 3, com quatro repetições. Os fatores estudados foram: quatro fontes alternativas de potássio (verdete, fonolito, gnaisse e granito); cinco tratamentos térmicos (radiação em forno micro-ondas; autoclavagem; aquecimento em forno mufla com resfriamento rápido; aquecimento em forno mufla com resfriamento lento; e o material in natura); e três extratores: água, ácido cítrico 2 % e solução Mehlich-1. As extrações foram realizadas utilizando 4 g das fontes alternativas, adicionando-se 40 mL de cada extrator, as amostras foram agitadas, centrifugadas, filtradas e avolumadas. Foram realizadas seis extrações sucessivas e determinada a concentração de potássio nos extratos. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância, sendo seus efeitos desdobrados em contrastes ortogonais. O experimento em casa de vegetação teve por objetivo avaliar o efeito da utilização de fontes alternativas de potássio, submetidas a tratamentos térmicos, no fornecimento de potássio para plantas de milho (Zea mays L.). O delineamento experimental adotado foi em blocos casualizados, em um esquema fatorial (3 x 5) + 1, sendo três fontes alternativas de K (verdete, fonolito e granito), submetidas à cinco diferentes tratamentos (aquecimento em forno mufla com resfriamento lento, aquecimento em forno mufla com resfriamento rápido, radiação em forno micro-ondas, autoclavagem, e o material in natura). As fontes alternativas foram comparadas com o cloreto KCl. Amostras de solo contendo 2 dm³ de TFSA, foram incubadas durante 20 dias. Após a adubação, em cada vaso foram aplicadas as fontes alternativas de potássio. Realizou-se o plantio com cinco sementes de milho e posterior desbaste, deixando três plantas por vaso. Decorridos 40 dias da semeadura, foi realizado o corte da parte aérea das plantas, a coleta de amostras de solo para análise dos teores de potássio e separação das raízes. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e desdobrados em contrastes ortogonais. Observando os resultados obtidos nos experimentos de laboratório e casa de vegetação, podemos concluir que a fonte alternativa e proporcionou melhores resultados e que possui potencial agronômico para ser utilizada como fonte alternativa de potássio foi o fonolito. Utilizando o fonolito como fonte alternativa de nutrientes, o tratamento térmico que proporcionou melhores resultados foi o com aquecimento em forno mufla, principalmente quando o resfriamento foi realizado lentamente.

Análise fatorial de uma medida de estratégias de enfrentamento

O objetivo do estudo foi investigar a estrutura fatorial da Escala Modos de Enfrentamento de Problemas - EMEP, na versão adaptada para a população brasileira por Gimenes e Queiroz (1997), para mensurar estratégias de enfrentamento em relação a estressores específicos. A amostra foi composta por 409 adultos de ambos os sexos, onde 252 consideraram como estressor um problema atual que estivesse ocasionando estresse, enquanto 157 foram pessoas portadoras de enfermidades crônicas, que responderam à escala com base no problema de saúde que estavam apresentando. Foram extraídos quatro fatores pelo método dos eixos principais, rotação ortogonal: estratégias de enfrentamento focalizadas no problema, estratégias de enfrentamento focalizadas na emoção, práticas religiosas/pensamento fantasioso e busca de suporte social. A análise dos achados nas duas sub-amostras, diferenciadas quanto aos estressores dominantes, sugere possibilidades positivas de aplicação em contextos de pesquisa e de intervenção profissional, em especial a atuação clínica voltada para manejo do estresse junto a diferentes clientelas. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Thermomechanical environment characterisation in injection moulding and its relation to the mechanical properties of talc-filled polypropylene

This study is focused on the establishment of relationships between the injection moulding processing conditions, the applied thermomechanical environment (TME) and the tensile properties of talc-filled polypropylene,adopting a new extended concept of thermomechanical indices (TMI). In this approach, TMI are calculated from computational simulations of the moulding process that characterise the TME during processing, which are then related to the mechanical properties of the mouldings. In this study, this concept is extended to both the filling and the packing phases, with new TMI defined related to the morphology developed during these phases. A design of experiments approach based on Taguchi orthogonal arrays was adopted to vary the injection moulding parameters (injection flow rate, injection temperature, mould wall temperature and holding pressure), and thus, the TME. Results from analysis of variance for injection-moulded tensile specimens have shown that among the considered processing conditions, the flow rate is the most significant parameter for the Young’s modulus; the flow rate and melt temperature are the most significant for the strain at break; and the holding pressure and flow rate are the most significant for the stress at yield. The yield stress and Young’s modulus were found to be governed mostly by the thermostress index (TSI, related to the orientation of the skin layer), whilst the strain at break depends on both the TSI and the cooling index (CI, associated to the crystallinity degree of the core region). The proposed TMI approach provides predictive capabilities of the mechanical response of injection-moulded components, which is a valuable input during their design stage.

Validation of percutaneous puncture trajectory during renal access using 4D ultrasound reconstruction

Background: An accurate percutaneous puncture is essential for disintegration and removal of renal stones. Although this procedure has proven to be safe, some organs surrounding the renal target might be accidentally perforated. This work describes a new intraoperative framework where tracked surgical tools are superimposed within 4D ultrasound imaging for security assessment of the percutaneous puncture trajectory (PPT). Methods: A PPT is first generated from the skin puncture site towards an anatomical target, using the information retrieved by electromagnetic motion tracking sensors coupled to surgical tools. Then, 2D ultrasound images acquired with a tracked probe are used to reconstruct a 4D ultrasound around the PPT under GPU processing. Volume hole-filling was performed in different processing time intervals by a tri-linear interpolation method. At spaced time intervals, the volume of the anatomical structures was segmented to ascertain if any vital structure is in between PPT and might compromise the surgical success. To enhance the volume visualization of the reconstructed structures, different render transfer functions were used. Results: Real-time US volume reconstruction and rendering with more than 25 frames/s was only possible when rendering only three orthogonal slice views. When using the whole reconstructed volume one achieved 8-15 frames/s. 3 frames/s were reached when one introduce the segmentation and detection if some structure intersected the PPT. Conclusions: The proposed framework creates a virtual and intuitive platform that can be used to identify and validate a PPT to safely and accurately perform the puncture in percutaneous nephrolithotomy.

Completion problems for real matrices, II

Thirty years ago, G.N. de Oliveira has proposed the following completion problems: Describe the possible characteristic polynomials of [C-ij], i,j is an element of {1, 2}, where C-1,C-1 and C-2,C-2 are square submatrices, when some of the blocks C-ij are fixed and the others vary. Several of these problems remain unsolved. This paper gives the solution, over the field of real numbers, of Oliveira's problem where the blocks C-1,C-1, C-2,C-2 are fixed and the others vary.

Distribuição de sinais rádio e vídeo sobre fibra

As comunicações ópticas e as comunicações sem fios têm sofrido uma grande evolução ao longo das últimas décadas. Com o objectivo de juntar as vantagens de cada um dos sistemas surgiu o que se designa por rádio sobre fibra. Este sistema permite centralizar todo o processamento necessário num só local, na estação central, simplificando assim a estação base. Esta simplificação permite reduzir os custos de implementação e torna o sistema menos complexo. Esta dissertação de mestrado tem como objectivo principal estudar e simular um sistema que permite o envio de sinais vídeo e rádio pela fibra óptica para posterior difusão, utilizando o conceito de rádio sobre fibra. Os sinais enviados foram o LTE (Long Term Evolution), o UWB (Ultra WideBand) e o WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access). O primeiro disponibiliza o serviço de voz, o segundo disponibiliza o serviço de televisão e o último dá suporte à internet. Estes sinais foram modulados em OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex), porque, posteriormente, estes sinais vão ser difundidos num ambiente sem fios e este tipo de modulação minimiza o efeito de multipercurso e da interferência intersimbólica. Com este estudo pretende-se verificar qual a viabilidade de um sistema que permite o envio de três sinais distintos simultaneamente (serviço Triple Play). Ao analisar os resultados deste sistema concluiu-se que a sua aplicabilidade pode apresentar algumas limitações, dependendo do tipo de modulação e do tipo de modulador que se utilize. Os moduladores ópticos utilizados foram o MZ (Mach-Zehnder) e o EA (Electro-Absorption). A qualidade do sinal recebido foi analisada com base no valor de EVM (Error Vector Magnitude). O primeiro modulador foi aquele que apresentou mais limitações, pois o desempenho do sistema é comprometido para distâncias superiores a 40 km e para potências de entrada inferiores a 0 dBm. Este tipo de sistema apresenta um EVM mais baixo quando a potência de entrada utilizada está entre 0 e 6 dBm. Se o modulador utilizado for o EA, o sistema apresenta um EVM mais baixo quando se utiliza um índice de modulação entre 20% e 30%, para uma potência de entrada entre 0 e 2 dBm.

Comunicações digitais através de ultra-sons em ambientes subaquáticos

Actualmente, as comunicações digitais em ambientes subaquáticos representam uma necessidade humana e um desafio à engenharia de sistemas. A maioria das aplicações dirigidas a meios subaquáticos recorre a sinais acústicos, já que relativamente a sinais de natureza electromagnética ou óptica, os sinais acústicos desfrutam de uma atenuação reduzida. Contudo, os meios subaquáticos possuem um comportamento complexo relativamente à propagação de sinais acústico, sendo caracterizados como canais dispersivos, no domínio do tempo e no domínio da frequência. Como os sistemas acústicos possuem uma largura de banda limitada, requer-se que um sistema de comunicação acústico subaquático seja, simultaneamente, eficiente na gestão dos recursos que possui e eficaz nos mecanismos que implementa para ultrapassar as limitações providenciadas pelo meio. Enquadrada neste âmbito, a presente dissertação propõe uma solução completa de um sistema de comunicação digital. Apresenta-se o dimensionamento de uma plataforma genérica, de baixo custo, que suporta a transmissão e recepção de sinais acústicos num ambiente subaquático. Através desta, verifica-se num meio subaquático real se as características deste ambiente coincidem com a informação presente na respectiva literatura científica. Adicionalmente, são analisadas quais as técnicas de processamento de sinal mais adequadas às comunicações digitais neste meio. Converge-se para uma solução baseada na modulação OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), que alcança uma eficiência espectral de 2,95 bit/s/Hz, a um ritmo binário máximo de 103,288 kbit/s, numa largura de banda de 35 kHz. Através desta técnica, obtém-se elevada robustez aos efeitos de dispersão temporal do canal de comunicação, minimizando de forma eficaz a distorção de sinal devido à interferência inter-simbólica. Esta modulação multi-portadora recorre a sub-portadoras ortogonais, maximizando desta forma a eficiência espectral do sistema. Contudo, a ortogonalidade destas componentes pode ser comprometida pelo espalhamento de Doppler introduzido pelo canal subaquático. Para minimizar este efeito, é implementado um algoritmo adaptativo baseado na técnica LMS (Least Mean Squares).

Análise dos parâmetros de qualidade das imagens de verificação em radioterapia aplicada a patologias de cabeça e pescoço

Mestrado em Radiações Aplicadas às Tecnologias da Saúde - Área de especialização: Terapia com Radiações.

A novel application of microwave-assisted extraction of polyphenols from brewer’s spent grain with HPLC-DAD-MS analysis

This paper reports a novel application of microwave-assisted extraction (MAE) of polyphenols from brewer’s spent grains (BSG). A 24 orthogonal composite design was used to obtain the optimal conditions of MAE. The influence of the MAE operational parameters (extraction time, temperature, solvent volume and stirring speed) on the extraction yield of ferulic acid was investigated through response surface methodology. The results showed that the optimal conditions were 15 min extraction time, 100 °C extraction temperature, 20 mL of solvent, and maximum stirring speed. Under these conditions, the yield of ferulic acid was 1.31±0.04% (w/w), which was fivefold higher than that obtained with conventional solid–liquid extraction techniques. The developed new extraction method considerably reduces extraction time, energy and solvent consumption, while generating fewer wastes. HPLC-DADMS analysis indicated that other hydroxycinnamic acids and several ferulic acid dehydrodimers, as well as one dehydrotrimer were also present, confirming that BSG is a valuable source of antioxidant compounds.

The usefulness of ultrasound in the classification of chronic liver disease

Chronic Liver Disease is a progressive, most of the time asymptomatic, and potentially fatal disease. In this paper, a semi-automatic procedure to stage this disease is proposed based on ultrasound liver images, clinical and laboratorial data. In the core of the algorithm two classifiers are used: a k nearest neighbor and a Support Vector Machine, with different kernels. The classifiers were trained with the proposed multi-modal feature set and the results obtained were compared with the laboratorial and clinical feature set. The results showed that using ultrasound based features, in association with laboratorial and clinical features, improve the classification accuracy. The support vector machine, polynomial kernel, outperformed the others classifiers in every class studied. For the Normal class we achieved 100% accuracy, for the chronic hepatitis with cirrhosis 73.08%, for compensated cirrhosis 59.26% and for decompensated cirrhosis 91.67%.

Agar extraction from integrated multitrophic aquacultured Gracilaria vermiculophylla: Evaluation of a microwave-assisted process using response surface methodology

Microwave-assisted extraction (MAE) of agar from Gracilaria vermiculophylla, produced in an integrated multitrophic aquaculture (IMTA) system, from Ria de Aveiro (northwestern Portugal), was tested and optimized using response surface methodology. The influence of the MAE operational parameters (extraction time, temperature, solvent volume and stirring speed) on the physical and chemical properties of agar (yield, gel strength, gelling and melting temperatures, as well as, sulphate and 3,6-anhydro-Lgalactose contents) was evaluated in a 2^4 orthogonal composite design. The quality of the extracted agar compared favorably with the attained using traditional extraction (2 h at 85ºC) while reducing drastically extraction time, solvent consumption and waste disposal requirements. Agar MAE optimum results were: an yield of 14.4 ± 0.4%, a gel strength of 1331 ± 51 g/cm2, 40.7 ± 0.2 _C gelling temperature, 93.1 ± 0.5ºC melting temperature, 1.73 ± 0.13% sulfate content and 39.4 ± 0.3% 3,6-anhydro-L-galactose content. Furthermore, this study suggests the feasibility of the exploitation of G. vermiculophylla grew in IMTA systems for agar production.

Implementação em hardware reconfigurável de método de separação de dados hiperespetrais

Relatório do Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia de Electrónica e Telecomunicações

Implementação do protocolo eNAL num serviço de radioterapia: um estudo de caso

Mestrado em Radioterapia

Root-locus practical sketching rules for fractional-order system

For integer-order systems, there are well-known practical rules for RL sketching. Nevertheless, these rules cannot be directly applied to fractional-order (FO) systems. Besides, the existing literature on this topic is scarce and exclusively focused on commensurate systems, usually expressed as the ratio of two noninteger polynomials. The practical rules derived for those do not apply to other symbolic expressions, namely, to transfer functions expressed as the ratio of FO zeros and poles. However, this is an important case as it is an extension of the classical integer-order problem usually addressed by control engineers. Extending the RL practical sketching rules to such FO systems will contribute to decrease the lack of intuition about the corresponding system dynamics. This paper generalises several RL practical sketching rules to transfer functions specified as the ratio of FO zeros and poles. The subject is presented in a didactic perspective, being the rules applied to several examples.