Plasma loop and strapping field dynamics: reproducing solar eruptions in the laboratory

Coronal mass ejections (CMEs) are dramatic eruptions of large, plasma structures from the Sun. These eruptions are important because they can harm astronauts, damage electrical infrastructure, and cause auroras. A mysterious feature of these eruptions is that plasma-filled solar flux tubes first evolve slowly, but then suddenly erupt. One model, torus instability, predicts an explosive-like transition from slow expansion to fast acceleration, if the spatial decay of the ambient magnetic field exceeds a threshold.

We create arched, plasma filled, magnetic flux ropes similar to CMEs. Small, independently-powered auxiliary coils placed inside the vacuum chamber produce magnetic fields above the decay threshold that are strong enough to act on the plasma. When the strapping field is not too strong and not too weak, expansion force build up while the flux rope is in the strapping field region. When the flux rope moves to a critical height, the plasma accelerates quickly, corresponding to the observed slow-rise to fast-acceleration of most solar eruptions. This behavior is in agreement with the predictions of torus instability.

Historically, eruptions have been separated into gradual CMEs and impulsive CMEs, depending on the acceleration profile. Recent numerical studies question this separation. One study varies the strapping field profile to produce gradual eruptions and impulsive eruptions, while another study varies the temporal profile of the voltage applied to the flux tube footpoints to produce the two eruption types. Our experiment reproduced these different eruptions by changing the strapping field magnitude, and the temporal profile of the current trace. This suggests that the same physics underlies both types of CME and that the separation between impulsive and gradual classes of eruption is artificial.

Mutagênese ambiental: estabelecimento de valores de referência para manguezais da Baía de Ilha Grande

Estudos ambientais têm demonstrado que substâncias geradas por processos antropogênicos podem causar efeitos prejudiciais interferindo no equilíbrio natural do ecossistema. Manguezais exercem funções essenciais nos ciclos biológicos e constituem Área de Proteção Permanente no Brasil. Infelizmente, eles estão sendo degradados acima do seu limite de suporte, levando a uma redução das áreas remanescentes no mundo. Este trabalho apresenta os resultados de mutagenicidade e genotoxicidade observados em quatro amostragens (PI, V, O e PII) entre 2009 e 2010, relacionados com metais e hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) em sedimento de mangue para a caracterização dos valores de referência. Os testes de genotoxicidade foram feitos a partir de hemócitos do caranguejo Goniopsis cruentata, coletados em um ecossistema potencialmente não poluído do Brasil, localizado no sul do Rio de Janeiro (Parati/RJ), chamado de "Saco do Mamanguá". Coleta, armazenamento e manipulação dos sedimentos e material biológico de cinco pontos de amostragem (M1- M5) foram processados de acordo com normas norte-americanas reconhecidas. A identificação das substâncias químicas foi realizada com extratos de sedimentos e utilizada no bioensaio Salmonella/microssoma (Kado). A avaliação de potenciais danos genotóxicos estabelecidos foi realizada através do Teste de Micronúcleo, que apresentou valores significativos na amostra V. Resultados negativos foram observados para as cepas de Salmonella typhimurium TA97, TA98, TA100 e TA102, tanto na ausência quanto na presença de fração de metabolização exógena de mamíferos (S9 mix 4%) em todas as análises. A quantificação por cromatografia gasosa com detecção por espectrometria de massas dos 16 HPA prioritários em termos de conservação ambiental apresentou valores baixos nas duas primeiras amostragens (PI e V) e nulos nas coletas seguintes (O e PII), nos mesmos pontos. De acordo com os valores utilizados nos Estados Unidos e Canadá como referência, os detectados por nós não são considerados como toxicantes ambientais positivos, com exceção do Benzo(a)pireno, que em M1V apresentou valores um pouco acima do limite a partir do qual já podem ser observados pequenos efeitos na biota. A análise dos metais (Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb e Zn) por Espectrometria de Absorção Atômica inicialmente realizada com a água intersticial foi melhor interpretada a partir da matriz sedimento. Este estudo contribuirá com a implementação de indicadores para valores de referência em mangue.

Primary and secondary threshold intensities of ultraviolet-laser-induced domain nucleation in nearly stoichiometric LiTaO3

The primary and secondary threshold intensities of ultraviolet-laser-induced preferential domain nucleation in nearly stoichiometric LiTaO3 is observed. The primary threshold is the minimum intensity to achieve the instantaneous preferential domain nucleation within the focus by the combined action of irradiation and electric fields. The secondary threshold is the minimum intensity to achieve the memory effect without any irradiation within the original focus. The space charge field created by the photoionization carriers is thought to be responsible for the instantaneous effect. The explanation based on the formation and transformation of extrinsic defect is presented for the memory effect. (c) 2008 American Institute of Physics.

Modified porous silica antireflective coatings with laser damage resistance for Ti:sapphire

Porous SiO2 antireflective (AR) coatings are prepared from the colloidal silica solution modified with methyltriethoxysilane (MTES) based on the sol-gel route. The viscosity of modified silica suspensions changes but their stability keeps when MTES is introduced. The refractive indices of modified coatings vary little after bake treatment from 100 to 150 Celsius. The modified silica coatings on Ti:sapphire crystal, owning good homogeneity, display prominent antireflective effect within the laser output waveband (750-850 nm) of Ti:sapphire lasers, with average transmission above 98.6%, and own laser induced damage thresholds (LIDTs) of more than 2.2 J/cm2 at 800 nm with the pulse duration of 300 ps.