Étude d’évaluabilité et évaluation des processus et des effets d’un programme de prévention de l’usage de substances psychoactives lors de la transition primaire-secondaire

La mise en œuvre d’activités de prévention de la consommation de substances psychoactives (SPA) (tabac, alcool et cannabis) en milieu scolaire est une stratégie couramment utilisée pour rejoindre un grand nombre de jeunes. Ces activités s’inspirent, soit de programmes existant, soit d’innovations dictées par le contexte d’implantation ou l’existence de données de recherche. Dans un cas comme dans l’autre, l’évaluation de ces programmes représente la meilleure voie pour mesurer leur efficacité et/ou connaître comment ceux-ci sont implantés. C’est cet impératif qui a motivé une commission scolaire du Québec a recommandé l’évaluation de l’Intervention en Réseau (IR), un programme développé en vue de retarder l’âge d’initiation et de réduire la consommation problématique de SPA chez les élèves. Ce programme adopte une approche novatrice avec pour principal animateur un intervenant pivot (IP) qui assure le suivi des élèves de la 5e année du primaire jusqu’en 3e secondaire. Inspiré des modèles en prévention de la santé et de l’Approche École en santé (AES), le rôle de l’IP ici se démarque de ceux-ci. Certes, il est l’interface entre les différents acteurs impliqués et les élèves mais dans le cadre du programme IR, l’IP est intégré dans les écoles primaires et secondaires qu’il dessert. C’est cet intervenant qui assure la mobilisation des autres acteurs pour la mise en œuvre des activités. Cette thèse vise à rendre compte de ce processus d’évaluation ainsi que des résultats obtenus. L’approche d’évaluation en est une de type participatif et collaboratif avec des données quantitatives et qualitatives recueillies par le biais de questionnaires, d’entrevues, de groupes de discussion, d’un journal de bord et de notes de réunions. Les données ont été analysées dans le cadre de trois articles dont le premier concerne l’étude d’évaluabilité (ÉÉ) du programme. Les participants de cette ÉÉ sont des acteurs-clés du programme (N=13) rencontrés en entrevues. Une analyse documentaire (rapports et journal de bord) a également été effectuée. Cette ÉÉ a permis de clarifier les intentions des initiateurs du programme et les objectifs poursuivis par ces derniers. Elle a également permis de rendre la théorie du programme plus explicite et de développer le modèle logique, deux éléments qui ont facilité les opérations d’évaluation qui ont suivi. Le deuxième article porte sur l’évaluation des processus en utilisant la théorie de l’acteur-réseau (TAR) à travers ses quatre moments du processus de traduction des innovations (la problématisation, l’intéressement, l’enrôlement et la mobilisation des alliés), l’analyse des controverses et du rôle des acteurs humains et non-humains. Après l’analyse des données obtenues par entrevues auprès de 19 informateurs-clés, les résultats montrent que les phases d’implantation du programme passent effectivement par les quatre moments de la TAR, que la gestion des controverses par la négociation et le soutien était nécessaire pour la mobilisation de certains acteurs humains. Cette évaluation des processus a également permis de mettre en évidence le rôle des acteurs non-humains dans le processus d’implantation du programme. Le dernier article concerne une évaluation combinée des effets (volet quantitatif) et des processus (volet qualitatif) du programme. Pour le volet quantitatif, un devis quasi-expérimental a été adopté et les données ont été colligées de façon longitudinale par questionnaires auprès de 901 élèves de 5e et 6e année du primaire et leurs enseignants de 2010 à 2014. L’analyse des données ont montré que le programme n’a pas eu d’effets sur l’accessibilité et les risques perçus, l’usage problématique d’alcool et la polyconsommation (alcool et cannabis) chez les participants. Par contre, les résultats suggèrent que le programme pourrait favoriser la réduction du niveau de consommation et retarder l’âge d’initiation à l’alcool et au cannabis. Ils suggèrent également un effet potentiellement positif du programme sur l’intoxication à l’alcool chez les élèves. Quant au volet qualitatif, il a été réalisé à l’aide d’entrevues avec les intervenants (N=17), de groupes de discussion avec des élèves du secondaire (N=10) et d’une analyse documentaire. Les résultats montrent que le programme bénéficie d’un préjugé favorable de la part des différents acteurs ayant participé à l’évaluation et est bien acceptée par ces derniers. Cependant, le roulement fréquent de personnel et le grand nombre d’écoles à suivre peuvent constituer des obstacles à la bonne marche du programme. En revanche, le leadership et le soutien des directions d’écoles, la collaboration des enseignants, les qualités de l’IP et la flexibilité de la mise en œuvre sont identifiés comme des éléments ayant contribué au succès du programme. Les résultats et leur implication pour les programmes et l’évaluation sont discutés. Enfin, un plan de transfert des connaissances issues de la recherche évaluative est proposé.

Constructing stability landscapes to identify alternative states in coupled social-ecological agent-based models

The resilience of a social-ecological system is measured by its ability to retain core functionality when subjected to perturbation. Resilience is contextually dependent on the state of system components, the complex interactions among these components, and the timing, location, and magnitude of perturbations. The stability landscape concept provides a useful framework for considering resilience within the specified context of a particular social-ecological system but has proven difficult to operationalize. This difficulty stems largely from the complex, multidimensional nature of the systems of interest and uncertainty in system response. Agent-based models are an effective methodology for understanding how cross-scale processes within and across social and ecological domains contribute to overall system resilience. We present the results of a stylized model of agricultural land use in a small watershed that is typical of the Midwestern United States. The spatially explicit model couples land use, biophysical models, and economic drivers with an agent-based model to explore the effects of perturbations and policy adaptations on system outcomes. By applying the coupled modeling approach within the resilience and stability landscape frameworks, we (1) estimate the sensitivity of the system to context-specific perturbations, (2) determine potential outcomes of those perturbations, (3) identify possible alternative states within state space, (4) evaluate the resilience of system states, and (5) characterize changes in system-scale resilience brought on by changes in individual land use decisions.

Aspects of Chiral Symmetry Breaking in Lattice QCD

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-08

Clustering through post inhibitory rebound in synaptically coupled neurons

Post inhibitory rebound is a nonlinear phenomenon present in a variety of nerve cells. Following a period of hyper-polarization this effect allows a neuron to fire a spike or packet of spikes before returning to rest. It is an important mechanism underlying central pattern generation for heartbeat, swimming and other motor patterns in many neuronal systems. In this paper we consider how networks of neurons, which do not intrinsically oscillate, may make use of inhibitory synaptic connections to generate large scale coherent rhythms in the form of cluster states. We distinguish between two cases i) where the rebound mechanism is due to anode break excitation and ii) where rebound is due to a slow T-type calcium current. In the former case we use a geometric analysis of a McKean type model to obtain expressions for the number of clusters in terms of the speed and strength of synaptic coupling. Results are found to be in good qualitative agreement with numerical simulations of the more detailed Hodgkin-Huxley model. In the second case we consider a particular firing rate model of a neuron with a slow calcium current that admits to an exact analysis. Once again existence regions for cluster states are explicitly calculated. Both mechanisms are shown to prefer globally synchronous states for slow synapses as long as the strength of coupling is sufficiently large. With a decrease in the duration of synaptic inhibition both systems are found to break into clusters. A major difference between the two mechanisms for cluster generation is that anode break excitation can support clusters with several groups, whilst slow T-type calcium currents predominantly give rise to clusters of just two (anti-synchronous) populations.

Coupling of magnetic, strain and electric polarization fields in the structure of multiferroic material

The comprehensive study on the coupling of magnetism, electrical polarization and the crystalline lattice with the off-stoichiometric effects in self-doped multiferroic hexagonal h-LuMnxO3±δ (0.92≤x≤1.12) ceramic oxides was carried out for the PhD work. There is a complex coupling of the three ferroic degrees. The cancelation of the magnetic moments of ions in the antiferromagnetic order, electric polarization with specific vortex/antivortex topology and lattice properties have pushed researchers to find out ways to disclose the underlying physics and chemistry of magneto-electric and magneto-elastic couplings of h-RMnO3 multiferroic materials. In this research work, self-doping of Lu-sites or Mn-sites of h-LuMnxO3±δ ceramics prepared via solid state route was done to pave a way for deeper understanding of the antiferromagnetic transition, the weak ferromagnetism often reported in the same crystalline lattices and the ferroelectric properties coupled to the imposed lattice changes. Accordingly to the aim of the PhD thesis, the objectives set for the sintering study in the first chapter on experimental results were two. First, study of sintering off-stoichiometric samples within conditions reported in the bibliography and also extracted from the phase diagrams of the LuMnxO3±δ, with a multiple firings ending with a last high temperature step at 1300ºC for 24 hours. Second, explore longer annealing times of up to 240 hours at the fixed temperature of 1300 ºC in a search for improving the properties of the solid solution under study. All series of LuMnxO3±δ ceramics for each annealing time were characterized to tentatively build a framework enabling comparison of measured properties with results of others available in literature. XRD and Rietveld refinement of data give the evolution the lattice parameters as a function to x. Shrinkage of the lattice parameters with increasing x values was observed, the stability limit of the solid solution being determined by analysis of lattice parameters. The evolution of grain size and presence of secondary phases have been investigated by means of TEM, SEM, EDS and EBSD techniques. The dependencies of grain growth and regression of secondary phases on composition x and time were further characterized. Magnetic susceptibility of samples and magnetic irreversibility were extensively examined in the present work. The dependency of magnetic susceptibility, Neel ordering transition and important magnetic parameters are determined and compared to observation in other multiferroics in the following chapter of the thesis. As a tool of high sensitivity to detect minor traces of the secondary phase hausmannite, magnetic measurements are suggested for cross-checking of phase diagrams. Difficulty of previous studies on interpreting the magnetic anomaly below 43 K in h-RMnO3 oxides was discussed and assigned to the Mn3O4 phase, with supported of the electron microscopy. Magneto-electric coupling where AFM ordering is coupled to dielectric polarization is investigated as a function of x and of sintering condition via frequency and temperature dependent complex dielectric constant measurements in the final chapter of the thesis. Within the limits of solid solubility, the crystalline lattice of off-stoichiometric ceramics was shown to preserve the magneto-electric coupling at TN. It represents the first research work on magneto-electric coupling modified by vacancy doping to author’s knowledge. Studied lattices would reveal distortions at the atomic scale imposed by local changes of x dependent on sintering conditions which were widely inspected by using TEM/STEM methods, complemented with EDS and EELS spectroscopy all together to provide comprehensive information on cross coupling of distortions, inhomogeneity and electronic structure assembled and discussed in a specific chapter. Internal interfaces inside crystalline grains were examined. Qualitative explanations of the measured magnetic and ferroelectric properties were established in relation to observed nanoscale features of h-LuMnxO3±δ ceramics. Ferroelectric domains and topological defects are displayed both in TEM and AFM/PFM images, the later technique being used to look at size, distribution and switching of ferroelectric domains influenced by vacancy doping at the micron scale bridging to complementary TEM studies on the atomic structure of ferroelectric domains. In support to experimental study, DFT simulations using Wien2K code have been carried out in order to interpret the results of EELS spectra of O K-edge and to obtain information on the cation hybridization to oxygen ions. The L3,2 edges of Mn is used to access the oxidation state of the Mn ions inside crystalline grains. In addition, rehybridization driven ferroelectricity is also evaluated by comparing the partial density of states of the orbitals of all ions of the samples, also the polarization was calculated and correlated to the off-stoichiometric effect.

Mixing of 0(+) and 0(-) observed in the hyperfine and Zeeman structure of ultracold Rb-2 molecules

We study the combination of the hyperfine and Zeeman structure in the spin-orbit coupled A(1)Sigma(+)(u) = b(3)Pi(u) complex of Rb-87(2). For this purpose, absorption spectroscopy at a magnetic field around B = 1000 G is carried out. We drive optical dipole transitions from the lowest rotational state of an ultracold Feshbach molecule to various vibrational levels with 0(+) symmetry of the A - b complex. In contrast to previous measurements with rotationally excited alkali-dimers, we do not observe equal spacings of the hyperfine levels. In addition, the spectra vary substantially for different vibrational quantum numbers, and exhibit large splittings of up to 160 MHz, unexpected for 0(+) states. The level structure is explained to be a result of the repulsion between the states 0(+) and 0(-) of b(3)Pi(u), coupled via hyperfine and Zeeman interactions. In general, 0(-) and 0(+) have a spin-orbit induced energy spacing Delta, that is different for the individual vibrational states. From each measured spectrum we are able to extract Delta, which otherwise is not easily accessible in conventional spectroscopy schemes. We obtain values of Delta in the range of +/- 100 GHz which can be described by coupled channel calculations if a spin-orbit coupling is introduced that is different for 0(-) and 0(+) of b(3)Pi(u).

Generalized cluster states based on finite groups

We define generalized cluster states based on finite group algebras in analogy to the generalization of the toric code to the Kitaev quantum double models. We do this by showing a general correspondence between systems with CSS structure and finite group algebras, and applying this to the cluster states to derive their generalization. We then investigate properties of these states including their projected entangled pair state representations, global symmetries, and relationship to the Kitaev quantum double models. We also discuss possible applications of these states.

Étude d’évaluabilité et évaluation des processus et des effets d’un programme de prévention de l’usage de substances psychoactives lors de la transition primaire-secondaire

La mise en œuvre d’activités de prévention de la consommation de substances psychoactives (SPA) (tabac, alcool et cannabis) en milieu scolaire est une stratégie couramment utilisée pour rejoindre un grand nombre de jeunes. Ces activités s’inspirent, soit de programmes existant, soit d’innovations dictées par le contexte d’implantation ou l’existence de données de recherche. Dans un cas comme dans l’autre, l’évaluation de ces programmes représente la meilleure voie pour mesurer leur efficacité et/ou connaître comment ceux-ci sont implantés. C’est cet impératif qui a motivé une commission scolaire du Québec a recommandé l’évaluation de l’Intervention en Réseau (IR), un programme développé en vue de retarder l’âge d’initiation et de réduire la consommation problématique de SPA chez les élèves. Ce programme adopte une approche novatrice avec pour principal animateur un intervenant pivot (IP) qui assure le suivi des élèves de la 5e année du primaire jusqu’en 3e secondaire. Inspiré des modèles en prévention de la santé et de l’Approche École en santé (AES), le rôle de l’IP ici se démarque de ceux-ci. Certes, il est l’interface entre les différents acteurs impliqués et les élèves mais dans le cadre du programme IR, l’IP est intégré dans les écoles primaires et secondaires qu’il dessert. C’est cet intervenant qui assure la mobilisation des autres acteurs pour la mise en œuvre des activités. Cette thèse vise à rendre compte de ce processus d’évaluation ainsi que des résultats obtenus. L’approche d’évaluation en est une de type participatif et collaboratif avec des données quantitatives et qualitatives recueillies par le biais de questionnaires, d’entrevues, de groupes de discussion, d’un journal de bord et de notes de réunions. Les données ont été analysées dans le cadre de trois articles dont le premier concerne l’étude d’évaluabilité (ÉÉ) du programme. Les participants de cette ÉÉ sont des acteurs-clés du programme (N=13) rencontrés en entrevues. Une analyse documentaire (rapports et journal de bord) a également été effectuée. Cette ÉÉ a permis de clarifier les intentions des initiateurs du programme et les objectifs poursuivis par ces derniers. Elle a également permis de rendre la théorie du programme plus explicite et de développer le modèle logique, deux éléments qui ont facilité les opérations d’évaluation qui ont suivi. Le deuxième article porte sur l’évaluation des processus en utilisant la théorie de l’acteur-réseau (TAR) à travers ses quatre moments du processus de traduction des innovations (la problématisation, l’intéressement, l’enrôlement et la mobilisation des alliés), l’analyse des controverses et du rôle des acteurs humains et non-humains. Après l’analyse des données obtenues par entrevues auprès de 19 informateurs-clés, les résultats montrent que les phases d’implantation du programme passent effectivement par les quatre moments de la TAR, que la gestion des controverses par la négociation et le soutien était nécessaire pour la mobilisation de certains acteurs humains. Cette évaluation des processus a également permis de mettre en évidence le rôle des acteurs non-humains dans le processus d’implantation du programme. Le dernier article concerne une évaluation combinée des effets (volet quantitatif) et des processus (volet qualitatif) du programme. Pour le volet quantitatif, un devis quasi-expérimental a été adopté et les données ont été colligées de façon longitudinale par questionnaires auprès de 901 élèves de 5e et 6e année du primaire et leurs enseignants de 2010 à 2014. L’analyse des données ont montré que le programme n’a pas eu d’effets sur l’accessibilité et les risques perçus, l’usage problématique d’alcool et la polyconsommation (alcool et cannabis) chez les participants. Par contre, les résultats suggèrent que le programme pourrait favoriser la réduction du niveau de consommation et retarder l’âge d’initiation à l’alcool et au cannabis. Ils suggèrent également un effet potentiellement positif du programme sur l’intoxication à l’alcool chez les élèves. Quant au volet qualitatif, il a été réalisé à l’aide d’entrevues avec les intervenants (N=17), de groupes de discussion avec des élèves du secondaire (N=10) et d’une analyse documentaire. Les résultats montrent que le programme bénéficie d’un préjugé favorable de la part des différents acteurs ayant participé à l’évaluation et est bien acceptée par ces derniers. Cependant, le roulement fréquent de personnel et le grand nombre d’écoles à suivre peuvent constituer des obstacles à la bonne marche du programme. En revanche, le leadership et le soutien des directions d’écoles, la collaboration des enseignants, les qualités de l’IP et la flexibilité de la mise en œuvre sont identifiés comme des éléments ayant contribué au succès du programme. Les résultats et leur implication pour les programmes et l’évaluation sont discutés. Enfin, un plan de transfert des connaissances issues de la recherche évaluative est proposé.

Modeling and analysis of thermoelectric energy conversion efficiency in nanostructures.

116 p.

Ab Initio Quantum Chemical Studies on Neutral-Radical Reactions of Ethynyl (C2H) and Cyano (CN) with Unsaturated Hydrocarbons

An Ab Initio/RRKM study of the reaction mechanism and product branching ratios of neutral-radical ethynyl (C2H) and cyano (CN) radical species with unsaturated hydrocarbons is performed. The reactions studied apply to cold conditions such as planetary atmospheres including Titan, the Interstellar Medium (ISM), icy bodies and molecular clouds. The reactions of C2H and CN additions to gaseous unsaturated hydrocarbons are an active area of study. NASA’s Cassini/Huygens mission found a high concentration of C2H and CN from photolysis of ethyne (C2H2) and hydrogen cyanide (HCN), respectively, in the organic haze layers of the atmosphere of Titan. The reactions involved in the atmospheric chemistry of Titan lead to a vast array of larger, more complex intermediates and products and may also serve as a chemical model of Earth’s primordial atmospheric conditions. The C2H and CN additions are rapid and exothermic, and often occur barrierlessly to various carbon sites of unsaturated hydrocarbons. The reaction mechanism is proposed on the basis of the resulting potential energy surface (PES) that includes all the possible intermediates and transition states that can occur, and all the products that lie on the surface. The B3LYP/6-311g(d,p) level of theory is employed to determine optimized electronic structures, moments of inertia, vibrational frequencies, and zero-point energy. They are followed by single point higher-level CCSD(T)/cc-vtz calculations, including extrapolations to complete basis sets (CBS) of the reactants and products. A microcanonical RRKM study predicts single-collision (zero-pressure limit) rate constants of all reaction paths on the potential energy surface, which is then used to compute the branching ratios of the products that result. These theoretical calculations are conducted either jointly or in parallel to experimental work to elucidate the chemical composition of Titan’s atmosphere, the ISM, and cold celestial bodies.

Excitonic properties of transition metal oxide perovskites and workflow automatization of GW schemes

The Many-Body-Perturbation Theory approach is among the most successful theoretical frameworks for the study of excited state properties. It allows to describe the excitonic interactions, which play a fundamental role in the optical response of insulators and semiconductors. The first part of the thesis focuses on the study of the quasiparticle, optical and excitonic properties of \textit{bulk} Transition Metal Oxide (TMO) perovskites using a G$_0$W$_0$+Bethe Salpeter Equation (BSE) approach. A representative set of 14 compounds has been selected, including 3d, 4d and 5d perovskites. An approximation of the BSE scheme, based on an analytic diagonal expression for the inverse dielectric function, is used to compute the exciton binding energies and is carefully bench-marked against the standard BSE results. In 2019 an important breakthrough has been achieved with the synthesis of ultrathin SrTiO3 films down to the monolayer limit. This allows us to explore how the quasiparticle and optical properties of SrTiO3 evolve from the bulk to the two-dimensional limit. The electronic structure is computed with G0W0 approach: we prove that the inclusion of the off-diagonal self-energy terms is required to avoid non-physical band dispersions. The excitonic properties are investigated beyond the optical limit at finite momenta. Lastly a study of the under pressure optical response of the topological nodal line semimetal ZrSiS is presented, in conjunction with the experimental results from the group of Prof. Dr. Kuntscher of the Augsburg University. The second part of the thesis discusses the implementation of a workflow to automate G$_0$W$_0$ and BSE calculations with the VASP software. The workflow adopts a convergence scheme based on an explicit basis-extrapolation approach [J. Klimeš \textit{et al.}, Phys. Rev.B 90, 075125 (2014)] which allows to reduce the number of intermediate calculations required to reach convergence and to explicit estimate the error associated to the basis-set truncation.

Oxidative Stress And Susceptibility To Mitochondrial Permeability Transition Precedes The Onset Of Diabetes In Autoimmune Non-obese Diabetic Mice.

Beta cell destruction in type 1 diabetes (TID) is associated with cellular oxidative stress and mitochondrial pathway of cell death. The aim of this study was to determine whether oxidative stress and mitochondrial dysfunction are present in T1D model (non-obese diabetic mouse, NOD) and if they are related to the stages of disease development. NOD mice were studied at three stages: non-diabetic, pre-diabetic, and diabetic and compared with age-matched Balb/c mice. Mitochondria respiration rates measured at phosphorylating and resting states in liver and soleus biopsies and in isolated liver mitochondria were similar in NOD and Balb/c mice at the three disease stages. However, NOD liver mitochondria were more susceptible to calcium-induced mitochondrial permeability transition as determined by cyclosporine-A-sensitive swelling and by decreased calcium retention capacity in all three stages of diabetes development. Mitochondria H2O2 production rate was higher in non-diabetic, but unaltered in pre-diabetic and diabetic NOD mice. The global cell reactive oxygen species (ROS), but not specific mitochondria ROS production, was significantly increased in NOD lymphomononuclear and stem cells in all disease stages. In addition, marked elevated rates of 2',7'-dichlorodihydrofluorescein (H2DCF) oxidation were observed in pancreatic islets from non-diabetic NOD mice. Using matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI) mass spectrometry (MS) and lipidomic approach, we identified oxidized lipid markers in NOD liver mitochondria for each disease stage, most of them being derivatives of diacylglycerols and phospholipids. These results suggest that the cellular oxidative stress precedes the establishment of diabetes and may be the cause of mitochondrial dysfunction that is involved in beta cell death.

Profile Of Phenolic Compounds Of Brazilian Virgin Olive Oils By Rapid Resolution Liquid Chromatography Coupled To Electrospray Ionisation Time-of-flight Mass Spectrometry (rrlc-esi-tof-ms).

In recent years, agronomical researchers began to cultivate several olive varieties in different regions of Brazil to produce virgin olive oil (VOO). Because there has been no reported data regarding the phenolic profile of the first Brazilian VOO, the aim of this work was to determine phenolic contents of these samples using rapid-resolution liquid chromatography coupled to electrospray ionisation time-of-flight mass spectrometry. 25 VOO samples from Arbequina, Koroneiki, Arbosana, Grappolo, Manzanilla, Coratina, Frantoio and MGS Mariense varieties from three different Brazilian states and two crops were analysed. It was possible to quantify 19 phenolic compounds belonging to different classes. The results indicated that Brazilian VOOs have high total phenolic content because the values were comparable with those from high-quality VOOs produced in other countries. VOOs from Coratina, Arbosana and Grappolo presented the highest total phenolic content. These data will be useful in the development and improvement of Brazilian VOO.

Análise do perfil de humor e da enzima alfa-amilase salivar em indivíduos fisicamente ativos = : Analysis of profile of mood states and salivary alpha amylase enzyme in physically active individuals

Universidade Estadual de Campinas . Faculdade de Educação Física