Dynamics of non-Abelian Aharonov-Bohm systems

This thesis examines several examples of systems in which non-Abelian magnetic flux and non-Abelian forms of the Aharonov-Bohm effect play a role. We consider the dynamical consequences in these systems of some of the exotic phenomena associated with non-Abelian flux, such as Cheshire charge holonomy interactions and non-Abelian braid statistics. First, we use a mean-field approximation to study a model of U(2) non-Abelian anyons near its free-fermion limit. Some self-consistent states are constructed which show a small SU(2)-breaking charge density that vanishes in the fermionic limit. This is contrasted with the bosonic limit where the SU(2) asymmetry of the ground state can be maximal. Second, a global analogue of Chesire charge is described, raising the possibility of observing Cheshire charge in condensedmatter systems. A potential realization in superfluid He-3 is discussed. Finally, we describe in some detail a method for numerically simulating the evolution of a network of non-Abelian (S₃) cosmic strings, keeping careful track of all magnetic fluxes and taking full account of their non-commutative nature. I present some preliminary results from this simulation, which is still in progress. The early results are suggestive of a qualitatively new, non-scaling behavior.

Elimination of parity doublets in Regge amplitudes

In Part I, the common belief that fermions lying on linear trajectories must have opposite-parity partners is shown to be false. Reggeization of a sequence of positive-parity fermion resonance is carried out in the Van Hove model. As a consequence of the absence of negative-parity states, the partial-wave amplitudes must have a fixed cut in the J plane. This fixed cut, in conjunction with the moving Regge pole, provides a new parametrization for fermion-exchange reactions, which is in qualitative agreement with the data.

In Part II, the spin structure of three particle vertices is determined from the quark model. Using these SU(6)_W vertices in the Van Hove model, we derive a Reggeized scattering amplitude. In addition to Regge poles there are necessarily fixed Regge cuts in both fermion and boson exchange amplitudes. These fixed cuts are similar to those found in Part I, and may be viewed as a consequence of the absence of parity doubled quarks. The magnitudes of the pole and cut terms in an entire class of SU(6) related reactions are determined by their magnitudes in a single reaction. As an example we explain the observed presence or absence of wrong-signature nonsense dips in a class of reactions involving vector meson exchange.

Relativistic quark models and the current algebra

In this thesis we are concerned with finding representations of the algebra of SU(3) vector and axial-vector charge densities at infinite momentum (the "current algebra") to describe the mesons, idealizing the real continua of multiparticle states as a series of discrete resonances of zero width. Such representations would describe the masses and quantum numbers of the mesons, the shapes of their Regge trajectories, their electromagnetic and weak form factors, and (approximately, through the PCAC hypothesis) pion emission or absorption amplitudes.

We assume that the mesons have internal degrees of freedom equivalent to being made of two quarks (one an antiquark) and look for models in which the mass is SU(3)-independent and the current is a sum of contributions from the individual quarks. Requiring that the current algebra, as well as conditions of relativistic invariance, be satisfied turns out to be very restrictive, and, in fact, no model has been found which satisfies all requirements and gives a reasonable mass spectrum. We show that using more general mass and current operators but keeping the same internal degrees of freedom will not make the problem any more solvable. In particular, in order for any two-quark solution to exist it must be possible to solve the "factorized SU(2) problem," in which the currents are isospin currents and are carried by only one of the component quarks (as in the K meson and its excited states).

In the free-quark model the currents at infinite momentum are found using a manifestly covariant formalism and are shown to satisfy the current algebra, but the mass spectrum is unrealistic. We then consider a pair of quarks bound by a potential, finding the current as a power series in 1/m where m is the quark mass. Here it is found impossible to satisfy the algebra and relativistic invariance with the type of potential tried, because the current contributions from the two quarks do not commute with each other to order 1/m³. However, it may be possible to solve the factorized SU(2) problem with this model.

The factorized problem can be solved exactly in the case where all mesons have the same mass, using a covariant formulation in terms of an internal Lorentz group. For a more realistic, nondegenerate mass there is difficulty in covariantly solving even the factorized problem; one model is described which almost works but appears to require particles of spacelike 4-momentum, which seem unphysical.

Although the search for a completely satisfactory model has been unsuccessful, the techniques used here might eventually reveal a working model. There is also a possibility of satisfying a weaker form of the current algebra with existing models.

The statistical bootstrap model

A review is presented of the statistical bootstrap model of Hagedorn and Frautschi. This model is an attempt to apply the methods of statistical mechanics in high-energy physics, while treating all hadron states (stable or unstable) on an equal footing. A statistical calculation of the resonance spectrum on this basis leads to an exponentially rising level density ρ(m) ~ cm^-3 e^βom at high masses.

In the present work, explicit formulae are given for the asymptotic dependence of the level density on quantum numbers, in various cases. Hamer and Frautschi's model for a realistic hadron spectrum is described.

A statistical model for hadron reactions is then put forward, analogous to the Bohr compound nucleus model in nuclear physics, which makes use of this level density. Some general features of resonance decay are predicted. The model is applied to the process of NN annihilation at rest with overall success, and explains the high final state pion multiplicity, together with the low individual branching ratios into two-body final states, which are characteristic of the process. For more general reactions, the model needs modification to take account of correlation effects. Nevertheless it is capable of explaining the phenomenon of limited transverse momenta, and the exponential decrease in the production frequency of heavy particles with their mass, as shown by Hagedorn. Frautschi's results on "Ericson fluctuations" in hadron physics are outlined briefly. The value of β_o required in all these applications is consistently around [120 MeV]^-1 corresponding to a "resonance volume" whose radius is very close to ƛ_π. The construction of a "multiperipheral cluster model" for high-energy collisions is advocated.

Hypoxic and low pH water in the nearshore marine environments of Monterey Bay, California: characterizing a decade of oxygen and pH, and drivers of variability.

A decade-long time series recorded in southern Monterey Bay, California demonstrates that the shallow, near-shore environment (17 m depth) is regularly inundated with pulses of cold, hypoxic and low pH water. During these episodes, oxygen can drop to biologically threatening levels, and pH levels were lower than expected. Weekly water chemistry monitoring revealed that the saturation state of aragonite (the more soluble form of calcium carbonate) was often below saturation and had a moderate positive relationship with pH, however, analytical and human error could be high. Pulses of hypoxia and low pH water with the greatest intensity arise at the onset of the spring upwelling season, and fluctuations are strongly semidurnal (tidal) and diurnal. Arrival of cold, hypoxic water on the inner shelf typically occurs 3 days after the arrival of a strong upwelling event and appears to be driven by upwelling modulated by internal tidal fluctuations. I found no relationship between the timing of low-oxygen events and the diel solar cycle nor with terrestrial nutrient input. These observations are consistent with advection of hypoxic water from the deep, offshore environment where water masses experience a general decline of temperature, oxygen and pH with depth, and inconsistent with biochemical forcing. Comparisons with concurrent temperature and oxygen time series taken ~20 km away at the head of the Monterey Canyon show similar patterns but even more intense hypoxic events due to stronger semidiurnal forcing there. Analysis of the durations of exposure to low oxygen levels establishes a framework for assessing the ecological relevance of these events. Increasing oceanic hypoxia and acidification of both surface and deep waters may increase the number, intensity, duration and spatial extent of future intrusions along the Pacific coast. Evaluation of the resiliency of nearshore ecosystems such as kelp forests, rocky reefs and sandy habitats, will require consideration of these events.

Hábitos alimentares e análise de sobreposição trófica de elasmobrânquios no litoral sul do Rio de Janeiro, Brasil

O presente trabalho analisou o conteúdo estomacal de cinco espécies de elasmobrânquios, sendo 9 estômagos de Psammobatis rutrum, 83 de Psammobatis extenta, 59 de Atlantoraja cyclophora, 112 de Rioraja agassizi e 43 de Rhizoprionodon lalandii, com o objetivo de obter informações sobre os hábitos alimentares dessas espécies, além de verificar a formação de guildas tróficas entre as espécies estudadas. As coletas ocorreram entre janeiro de 2006 e agosto de 2007, no litoral sul do Rio de Janeiro, ao largo da Ilha Grande. Os itens alimentares encontrados foram analisados quanto a Frequência de Ocorrência, Peso Percentual e Índice Alimentar, sendo a dieta de cada espécie avaliada considerando toda amostra, de acordo com o sexo dos indivíduos, estádios de maturidade e épocas do ano. Para investigar a similaridade entre as dietas e verificar a formação de guildas tróficas foi realizada uma Análise de Escalonamento Multidimensional (MDS). As dietas de Psammobatis rutrum e Psammobatis extenta foram consideradas carcino-bentófagas, com grande importância de camarões. O principal item para Atlantoraja cyclophora foi o siri Portunus spinicarpus, sendo a dieta considerada principalmente carcino-bentófaga, mas também com grande importância de teleósteos. Em Rioraja agassizi, a dieta foi considerada principalmente carcino-bentófaga, mas também com forte influência ictiófaga. Já o comportamento alimentar de Rhizoprionodon lalandii foi considerado ictio-bentófago. A dieta entre os sexos apresentou uma alta sobreposição em P. extenta, A. cyclophora e R. lalandii, mas para R. agassizi essa sobreposição foi considerada baixa. Entre os estádios de maturidade a sobreposição foi pequena para P. extenta e R. agassizi, entretanto para A. cyclophora e R. lalandii essa sobreposição foi elevada. Os exemplares maiores, aparentemente apresentaram preferência a se alimentarem de peixes, enquanto que predadores de menor porte se restringem aos invertebrados, basicamente crustáceos. Para todas as espécies foram identificadas alterações sazonais na importância dos itens alimentares, que pode ser explicado pelas oscilações naturais na composição e abundancia das presas potenciais em consequência das variações das massas de água na plataforma continental do sul fluminense. Os resultados indicaram a formação de 2 guildas, sendo a guilda 1 composta por P. rutrum e P extenta e com uma dieta principalmente de crustáceos (camarões) e a guilda 2 composta por A. cyclophora, R. agassizi e R. lalandii apresentando uma alimentação em Crustáceos e em Teleósteos.

Restrição proteica materna e alteração do desenvolvimento das artérias coronárias em camundongos

O desenvolvimento da programação fetal é considerado um importante fator de risco para doenças não-transmissíveis da vida adulta, incluindo doença cardíaca coronariana. Com o objetivo de investigar a associação entre nutrição materna e o desenvolvimento das artérias coronárias (AC) em embriões de camundongos estadiados; embriões de camundongos C57BL/6 nos estádios de 16-23 foram retirados de mães alimentadas com dietas de proteína normal (NP) ou de baixa proteína (LP), e as AC foram estudadas. Embora os embriões LP possuam massa corporal menor, entretanto tinham taxas de crescimento cardíaco maior, quando comparados com os embriões NP. O Plexo subepicárdico foi observado no início do período pós-somítico (estádio 16) de embriões NP, enquanto que nos embriões LP apenas no estádio 17 (P <0,01), persistindo até o estádio 18 (P <0,01). As artérias coronárias foram detectadas inicialmente no estádio18 dos embriões NP, já nos embriões LP foram encontradas a partir do estádio 19 (P <0,01). Núcleos apoptóticos foram observados em torno do anel aórtico peritruncal no estádio 18 em embriões NP e LP. Células FLK1+ (Fetal Liver Kinase 1 = VEGFr2 = Vascular Endothelial Growth Factor Receptor 2) apresentaram uma distribuição homogênea nos embriões NP já no estádio 18, enquanto uma distribuição semelhante nos embriões LP foi visto apenas nos estádios 22 e 23. A restrição proteica materna em camundongos leva a um atraso no crescimento do coração no período embrionário modificando o desenvolvimento do plexo peritruncal subepicárdica e diminuindo a taxa de apoptose na região do futuro orifício coronariano.

Stations cotières et station Vridi: exploitation des données des années 1984 et 1985

Along the Ivorian seaboard we have seven (7) stations where sea water temperature is measured every morning between 7:30 and 8:00. The hydrologic station of Vridi located at point A (5°05N, 4°05W) is generally exploited twice a week. In this report we are going to deal with data collected in 1984 and 1985. The irregularity of the dynamic height at point A enables us to identify water masses that go over the continental plateau.

Les saisons marines devant Abidjan

From March 1966 to March 1970 some hydrographic observations were collected twice a week at a coastal station, off Abidjan. These data show the alternation of well defined water masses over the Ivorian Continental shelf. Grouping all observations on a T-S diagram, it is possible to differentiate four marine seasons, which are typical of an austral type of climate such as is observed off Pointe Noire.

Da Atenas Brasileira à Jamaica Brasileira: reflexões sobre processos de construção de identidades culturais da capital maranhense

Estudo sobre o processo de construção identitária da cidade de São Luís. Dos vários epítetos pelos quais a cidade é designada, são contemplados aqui apenas os de Atenas Brasileira, Única cidade brasileira fundada pelos franceses e Jamaica Brasileira. O propósito é o de identificar as condições sociais, políticas e culturais presentes no contexto específico de cada uma dessas construções. São levados em conta o modelo eurocêntrico e o elitismo cultural vigentes na sociedade de um século XIX marcado pelas categorias dominantes/dominados, cultura letrada/cultura popular próprias das condições que ensejaram o estabelecimento da Atenas Brasileira. Foi analisada a estratégia que fez de um acontecimento histórico a instauração de um ato fundador de tradição e, por extensão, de criação de identidade cultural, tática que deu a São Luís, na primeira década do século XX, a designação de Única cidade brasileira fundada pelos franceses, a mesmo tempo em que ensejou a revitalização da primeira identidade cultural. Por fim, a análise do advento da Jamaica Brasileira nos anos de 1970, identidade cultural oriunda das massas populares e periféricas da cidade de São Luís, caracterizadas pela exclusão social e negritude, de forte apelo sensível e estético marcado pelo ritmo, pela dança, pela música reggae de origem jamaicana. Esses estudos tiveram como fundamentos epistemológicos teorizações dos campos da comunicação, dos estudos culturais, memória e narrativa. Para sua realização foram efetuadas leitura e análise de material bibliográfico e documental, realizadas entrevistas e aplicados questionários. O estudo revelou que os processos de construção das identidades culturais da cidade de São Luís foram influenciados pela po

Hidatidose policística no norte do Brasil: abordagem parasitológica e histopatológica de pacas e casos humanos

A hidatidose policística é uma zoonose causada pelo cestóide Echinococcus vogeli, amplamente distribuído no norte do Brasil. Os hospedeiros definitivos são Speothos venaticus (cachorro-vinagre) e Canis familiaris (cães domésticos), enquanto Agouti paca (paca) é hospedeiro intermediário. Tanto as pacas quanto o homem (hospedeiro acidental) desenvolvem a forma larvar (metacestóide), principalmente na superfície e no interior do fígado. Esta tese tem como objetivo geral estudar as características parasitológicas e histopatológicas de metacestóides de E. vogeli, originários de pacas e humanos da região norte do Brasil, visto o conhecimento insuficiente ou mesmo o seu desconhecimento. Os fígados e mesentérios foram obtidos de oito pacientes com hidatidose policística durante ato cirúrgico na Fundação Hospital Estadual do Acre. Pacas foram capturadas no Município de Bujari, Floresta Estadual do Antimary, Acre. Durante a necropsia das pacas, foram observadas lesões macroscópicas (massas esbranquiçadas ou amareladas, semelhantes a bolhas na superfície dos fígados). Para a análise parasitológica foram aplicadas as microscopias de luz, contraste interferencial de Normaski (DIC) e varredura laser confocal. A análise morfométrica foi realizada com o auxílio do Programa Image Pro Plus Media Cybernetics. Os órgãos de pacas e humanos foram submetidos à análise histopatológica. Os pequenos e grandes ganchos rostelares apresentaram polimorfismo morfológico, enquanto a organização dos protoescólices acompanhou o padrão descrito para Echinococcus sp. Todas as pacas apresentavam cistos hepáticos, porém em apenas duas encontramos líquido hidático, comprovados pela presença dos ganchos e protoescólices. A análise histopatológica dos tecidos hepáticos das pacas confirmou a hidatidose policística e evidenciou, pela presença de agrupamentos de ovos, a coinfecção com Calodium hepaticum. As características morfológicas dos ganchos rostelares dos casos humanos não diferiram do descrito para as pacas, entretanto, os ganchos dos helmintos provenientes do fígado foram maiores que os mesentéricos. Já em relação aos protoescólices, os mesentéricos foram maiores do que os hepáticos. Cistos mesentéricos e hepáticos apresentaram protoescólices em diferentes estágios de desenvolvimento, com coroas de ganchos, formadas por grandes e pequenos ganchos, e dois pares de ventosas, além dos corpúsculos calcários. Os cistos hepáticos apresentaram as três membranas características (adventícia, anista e germinativa), enquanto os cistos mesentéricos não apresentaram a membrana adventícia, sendo a anista aquela que mais se destacou neste órgão. No mesentério, as células mononucleares foram os principais constituintes do infiltrado leucocitário, cuja intensidade foi relacionada à capacidade proliferativa da membrana germinativa. Além de cistos hepáticos típicos de fase crônica, dependendo da resposta inflamatória, foram observados cistos na fase aguda e sub-aguda. Foi encontrado um caso de coinfecção com vírus (HIV, HCB e HCV) e outro com envolvimento da vesícula biliar. Em suma, confirma-se hidatidose policística em pacas no Acre e são apresentados novos casos de infecção humana no Acre e Amazonas. Pela primeira vez, é demonstrado polimorfismo, padrão diferente de desenvolvimento dos cistos de acordo com o órgão, coinfecção e envolvimento da vesícula biliar

A ingestão precoce de dieta enriquecida com óleo de peixe reverte alterações bioquímicas, hepáticas e do tecido adiposo na prole de camundongos submetidos à restrição proteica

Ingestão precoce de dieta enriquecida com óleo de peixe reverte alterações bioquímicas, hepáticas e do tecido adiposo na prole de camundongos submetidos à restrição protéica. 2010. 61 f. Dissertação (Mestrado em Biologia Humana e Experimental) Instituto de Biologia Roberto Alcântara Gomes, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2010. Estudos relacionam obesidade na vida adulta com baixo peso ao nascer (programação metabólica). O fígado é um dos órgãos mais afetados pela programação. O óleo de peixe é rico em ácidos graxos poli-insaturados (AGP) da família n-3: ácido eicosapentaenóico (EPA) e docosahexaenóico (DHA). O EPA e DHA são relacionados com redução da pressão arterial sistólica e ação anti-inflamatória. Testar a hipótese que a ingestão precoce de óleo de peixe (FO) pode reverter os efeitos deletérios da programação na prole adulta de camundongos. Fêmeas grávidas foram alimentadas com ração padrão (SC) ou dieta restrita em proteínas (LP) durante a gestação e lactação. Ao desmame, os seguintes grupos foram formados (de acordo com a suplementação com FO): SC-SC e SC-FO, LP-SC e LP-FO. Foram aferidas massa corporal, ingestão e eficiência alimentar, pressão arterial sistólica (PAS), insulina plasmática, glicose, fator de necrose tumoral (TNF)-alfa, colesterol total (CT), triglicerídeos (TG) e alanina aminotransferase (ALT), morfometria dos adipócitos, estereologia do fígado e expressão proteínas SREBP-1c e PPAR-alfa. A prole LP apresentou maior massa corporal, hipercolesterolemia e hiperglicemia Na idade adulta, os animais restritos tornaram-se hipertensos, com esteatose hepática e elevado nível da SREBP-1c. Entretanto, a prole LP com dieta suplementada com FO ocasionou menor ganho e menor massa corporal final. A dieta FO melhorou o metabolismo lipídico, diminuiu a concentração plasmática de CT e TG, reduziu a massa adiposa e o tamanho dos adipócitos. Além disso, LP-FO mostrou níveis reduzidos da ALT, redução da esteatose hepática, baixa expressão da SREBP-1c e aumento da expressão do PPAR-alfa, além de redução da PAS e dos níveis de TNF-alfa. A dieta com FO teve efeitos benéficos revertendo as respostas da programação sobre o metabolismo da glicose e lipídios, estrutura hepática e tecido adiposo na prole adulta programada.

The influence of elemental chemistry on the widths of otolith increments in the neon damselfish (Pomacentrus coelestis)

We examined the potential for water chemistry to affect the width of daily increments in reef fish otoliths using both mensurative and manipulative methods. We found significant differences in the widths of increments in otoliths of the neon damselfish (Pomacentrus coelestis) collected in different habitats at One Tree Island on the Great Barrier Reef. We then used manipulative experiments to determine if natural water masses (ocean water vs. lagoon plume) could produce different incremental widths in otoliths in the absence of potentially confounding factors. Fish exposed to ocean water had significantly wider otolith increments for two of the three experiments. Elemental analyses indicated that Ba/Ca ratios were significantly correlated with increment widths for two of the three experiments and Sr/Ca ratios did not correlate with increment width for any experimental period. Variation in crystal-lattice orientation did not explain differences in increment width between treatments. Differences in water chemistry can affect increment widths in otoliths of reef fishes, potentially confounding patterns previously attributed to growth rate or condition alone.

Description of embryonic development of Atka mackerel (Pleurogrammus monopterygius)

Atka mackerel (Pleurogrammus monopterygius) is hexagrammid fish that inhabits the temperate and subarctic North Pacific Ocean and neighboring seas (Fig. 1). This highly abundant fish is a critically important prey species (Sinclair and Zeppelin, 2002; Zenger, 2004) that supports a directed commercial trawl fishery (Lowe et al., 2006). Atka mackerel is a demersal spawner and males provide parental care to eggs (Zolotov, 1993). During breeding periods, sexually mature males aggregate on the bottom at nesting sites where they establish territories (Lauth et al., in press). Sexually mature females periodically visit male nesting territories from July to October to spawn batches of demersal egg masses (McDermott and Lowe, 1997; McDermott et al., 2007). Individual nests may consist of multiple egg masses deposited by different females, and males defend nesting territories for a protracted period lasting from the time territories are being established until all eggs within the territory are completely hatched (Lauth et al., 2007). Knowledge about the timing of the reproductive cycle and the use of spawning habitat are important for understanding population structure and the dynamics of stock recruitment, which in turn are important factors in the management of Atka mackerel populations.

Uma genealogoa de princípios de demofilia em comcepções utópicas de democratização

Ao aplicar o método genealógico a teorias que apresentam subsídios à reflexão sobre a democratização, infere-se a constituição de duas matrizes de pensamento, a demofóbica e a demofílica. A concepção da demofobia deriva da ideia spinozista de que o pensamento político moderno se constitui em torno do medo das massas e das multidões. Os termos dessa demofobia manifestam-se no pensamento de teóricos liberais como Constant, Tocqueville, Stuart Mill, Spencer, Schumpeter, Pareto, entre outros; mas também se insinua no de teóricos socialistas, como Marx, Engels e Lênin. A compreensão de que a demofobia resulta em obstáculo epistemológico ao conhecimento da dinâmica das massas na política leva a buscar nova base teórica. Para isso, esta tese explora as distinções entre a noção de multidão, em Spinoza, e o conceito de povo, em Hobbes. A concepção de demofilia baseia-se fortemente nas premissas spinozistas, como a ideia de que a potência da multidão excede o ordenamento jurídico-político, sendo composta por elementos extraídos das éticas de Spinoza, Aristóteles e Cícero, nas quais a philia ou amizade revela-se como fundamento da comunidade política. A partir da análise desses elementos, formula-se a proposição demofílica que, à maneira de imperativo categórico, sentencia agir como se a demofilia fosse o mundo a realizar na esfera ético-política. Entendendo a demofilia como um ideal a partir do qual se julga a política, estabelece-se como âmbito teórico para derivação de princípios demofílicos o pensamento utópico, do qual participam também, mas não exclusivamente, teorias identificadas como anarquistas, comunistas e socialistas, estudadas nas figuras de Bakunin, Thoreau, Winstanley e Fourier.