Signatures of Topological Superconductors

Topological superconductors are particularly interesting in light of the active ongoing experimental efforts for realizing exotic physics such as Majorana zero modes. These systems have excitations with non-Abelian exchange statistics, which provides a path towards topological quantum information processing. Intrinsic topological superconductors are quite rare in nature. However, one can engineer topological superconductivity by inducing effective p-wave pairing in materials which can be grown in the laboratory. One possibility is to induce the proximity effect in topological insulators; another is to use hybrid structures of superconductors and semiconductors.

The proposal of interfacing s-wave superconductors with quantum spin Hall systems provides a promising route to engineered topological superconductivity. Given the exciting recent progress on the fabrication side, identifying experiments that definitively expose the topological superconducting phase (and clearly distinguish it from a trivial state) raises an increasingly important problem. With this goal in mind, we proposed a detection scheme to get an unambiguous signature of topological superconductivity, even in the presence of ordinarily detrimental effects such as thermal fluctuations and quasiparticle poisoning. We considered a Josephson junction built on top of a quantum spin Hall material. This system allows the proximity effect to turn edge states in effective topological superconductors. Such a setup is promising because experimentalists have demonstrated that supercurrents indeed flow through quantum spin Hall edges. To demonstrate the topological nature of the superconducting quantum spin Hall edges, theorists have proposed examining the periodicity of Josephson currents respect to the phase across a Josephson junction. The periodicity of tunneling currents of ground states in a topological superconductor Josephson junction is double that of a conventional Josephson junction. In practice, this modification of periodicity is extremely difficult to observe because noise sources, such as quasiparticle poisoning, wash out the signature of topological superconductors. For this reason, We propose a new, relatively simple DC measurement that can compellingly reveal topological superconductivity in such quantum spin Hall/superconductor heterostructures. More specifically, We develop a general framework for capturing the junction's current-voltage characteristics as a function of applied magnetic flux. Our analysis reveals sharp signatures of topological superconductivity in the field-dependent critical current. These signatures include the presence of multiple critical currents and a non-vanishing critical current for all magnetic field strengths as a reliable identification scheme for topological superconductivity.

This system becomes more interesting as interactions between electrons are involved. By modeling edge states as a Luttinger liquid, we find conductance provides universal signatures to distinguish between normal and topological superconductors. More specifically, we use renormalization group methods to extract universal transport characteristics of superconductor/quantum spin Hall heterostructures where the native edge states serve as a lead. Interestingly, arbitrarily weak interactions induce qualitative changes in the behavior relative to the free-fermion limit, leading to a sharp dichotomy in conductance for the trivial (narrow superconductor) and topological (wide superconductor) cases. Furthermore, we find that strong interactions can in principle induce parafermion excitations at a superconductor/quantum spin Hall junction.

As we identify the existence of topological superconductor, we can take a step further. One can use topological superconductor for realizing Majorana modes by breaking time reversal symmetry. An advantage of 2D topological insulator is that networks required for braiding Majoranas along the edge channels can be obtained by adjoining 2D topological insulator to form corner junctions. Physically cutting quantum wells for this purpose, however, presents technical challenges. For this reason, I propose a more accessible means of forming networks that rely on dynamically manipulating the location of edge states inside of a single 2D topological insulator sheet. In particular, I show that edge states can effectively be dragged into the system's interior by gating a region near the edge into a metallic regime and then removing the resulting gapless carriers via proximity-induced superconductivity. This method allows one to construct rather general quasi-1D networks along which Majorana modes can be exchanged by electrostatic means.

Apart from 2D topological insulators, Majorana fermions can also be generated in other more accessible materials such as semiconductors. Following up on a suggestion by experimentalist Charlie Marcus, I proposed a novel geometry to create Majorana fermions by placing a 2D electron gas in proximity to an interdigitated superconductor-ferromagnet structure. This architecture evades several manufacturing challenges by allowing single-side fabrication and widening the class of 2D electron gas that may be used, such as the surface states of bulk semiconductors. Furthermore, it naturally allows one to trap and manipulate Majorana fermions through the application of currents. Thus, this structure may lead to the development of a circuit that enables fully electrical manipulation of topologically-protected quantum memory. To reveal these exotic Majorana zero modes, I also proposed an interference scheme to detect Majorana fermions that is broadly applicable to any 2D topological superconductor platform.

Introduction to LVFRP Technical Document 9

As stated in the title, this is an introduction to all the reports contained in this technical document and related to the various workshops on Participatory Rural Appraisal (PRA) held in all the riparian countries around Lake Victoria within the LVFRP.

Gestão do trabalho na Estratégia Saúde da Família em municípios do Estado do Rio de Janeiro com mais de 500 mil habitantes: o caso do Rio de Janeiro e Duque de Caxias

Não obstante ao aumento do número de equipes de Saúde da Família no território brasileiro há disparidade na implantação da Estratégia Saúde da Família (ESF) em municípios de grande porte. Outras dificuldades enfrentadas referem-se aos recursos humanos em saúde (RHS). Nesse sentido, esta pesquisa objetivou analisar o cenário atual da gestão do trabalho na ESF nos municípios do Rio de Janeiro e Duque de Caxias. Metodologia: Estudo exploratório, de investigação narrativa, bibliográfica e documental, de abordagem qualitativa. A coleta de dados se deu em duas fases: pesquisa de material bibliográfico nas bases: LILACS, PAHO e WHOLIS, e de editais de processos seletivos e concursos públicos dos anos 2000, com vistas à contratação de profissionais de saúde para a ESF e; entrevistas semiestruturadas com gestores da ESF. O período de coleta perdurou entre agosto de 2010 e dezembro de 2011. Os documentos foram analisados à luz da estatística descritiva e as entrevistas submetidas à análise de conteúdo. Resultados: Escassez de literatura sobre a ESF nos municípios de Duque de Caxias e Rio de Janeiro. As contratações no Rio de Janeiro obedeceram a dois momentos: prefeitura e Organizações Sociais (OS) como contratantes. Em Duque de Caxias a contratação foi exclusividade da Prefeitura. No Rio de Janeiro os salários dos profissionais variaram entre R$ 728,59 (Agentes Comunitários de Saúde - ACS) e R$ 7.773,69 (médicos), contrastando com a isonomia salarial adotada em Duque de Caxias, com vencimentos ao redor de R$ 700,00 para os ACS, R$ 800,00 para nível técnico e; aproximadamente R$ 5.000,00 aos profissionais de nível superior. Os gestores sugerem que a maior rotatividade entre os médicos é motivada por carga horária excessiva; más condições de trabalho e, localização da unidade em áreas de risco social. As estratégias para atração e fixação profissional incluem: processos seletivos; garantia dos direitos trabalhistas e; abonos salariais, no caso do Rio de Janeiro e; flexibilização de carga horária, melhorias em infraestrutura e estratégias de qualificação, em Duque de Caxias. Entrevistas revelaram as maiores dificuldades na gestão da ESF: alta rotatividade, formação médica destoante com o SUS e, infraestrutura precária. Acrescenta-se o baixo salário para médicos em Duque de Caxias e, vínculos e salários distintos entre profissionais que exercem mesma função no Rio de Janeiro. Conclusões: A expansão da ESF nos grandes centros urbanos encontra obstáculos relacionados à gestão do trabalho que fragilizam sua consolidação. O Rio de Janeiro mostra-se mais atraente para os profissionais da ESF. O único diferencial de Duque de Caxias, sobretudo para odontólogos e enfermeiros, refere-se à contratação direta pela Prefeitura com vinculação estatutária, ainda que, eventual aumento salarial esteja atrelado ao de todos os servidores municipais. No Rio de Janeiro, a contratação sob regime da Consolidação das Leis do Trabalho revela-se uma proteção, posto que diante da possibilidade de perda de profissionais as OS elevam seus salários. Dentre as recomendações para fixação profissional incluem-se: incentivos salariais para atuação em regiões vulneráveis, melhorias em infraestrutura e, acoplação entre Instituições de Ensino Superior e rede de saúde.

Visão dos trabalhadores acerca das suas condições de trabalho em um centro integrado de saúde

Pesquisa realizada em um Centro Integrado de Saúde inserido no âmbito de uma Instituição de Ensino Superior Particular, situada no Município do Rio de Janeiro. Metodologia fundamentada em uma abordagem quantitativa, não-experimental, apoiada na estatística inferencial descritiva, baseada no problema de estudo: Quais os fatores que caracterizam as condições de trabalho em um Centro Integrado de Saúde (CIS)? Teve como objetivo, analisar a visão dos trabalhadores em um Centro Integrado de Saúde acerca de suas condições de trabalho. Utilizou-se uma população constituída de 73 trabalhadores. Foram aplicados dois instrumentos: o caderno B, que consta de um questionário auto-aplicativo sobre Riscos e Danos e o caderno C que é um formulário de observação sobre as condições de trabalho de Mauro & Mauro (2009) adaptado de Boix e Vogel (1997). Os dados foram analisados através do Programa Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) versão 13.0. Na visão dos trabalhadores, os resultados em relação aos riscos (físico, químico, biológico, ergonômico e de acidente) e considerando as variáveis desconhece, não acontece, raramente e freqüentemente, os mesmos indicaram uma freqüência diversificada, embora a maior incidência esteja no grupo de risco biológico com a variável freqüentemente e nos demais a variável raramente. Quanto aos problemas de saúde evidenciados, no questionário B em ordem decrescente, os que se destacaram foram os problemas oculares; lesão por acidente; varizes; dor de cabeça; hipertensão; doenças infecciosas; lombalgias; lesão da coluna vertebral; dores musculares crônicas; problemas de articulação e estresse. Quanto aos resultados do Caderno C, através de observação pelos especialistas, os riscos são variáveis, destacando-se os riscos ergonômicos, os de acidentes e os biológicos. Conclui-se que as condições de trabalho não são satisfatórias evidenciando-se a falta de conhecimento sobre o conteúdo da investigação, assinalados as respostas na alternativa (desconhece) e da aplicação correta das medidas de prevenção de riscos ocupacionais. Recomenda-se neste sentido uma incorporação institucional dos trabalhadores valorizando a capacitação desses profissionais de saúde, com ênfase na promoção da saúde, segurança, meio ambiente de trabalho e os conhecimentos de ergonomia. Como também uma atuação integrada do Serviço Especializado em Engenharia e em Medicina do Trabalho (SESMT) com a Comissão de Biossegurança, além do incentivo à gestão participativa, educação continuada efetiva, e a criação do Comitê de Ergonomia, para a análise e intervenção das propostas.