Caracterização ambiental da bacia hidrogáfica do Rio São Domingos a partir da análise geoquímica e isotópica Pb/Pb

A bacia hidrográfica do rio São Domingos constitui uma das sub-bacias do rio Muriaé pertencente ao sistema Paraíba do Sul e, tem seus limites coincidentes com os limites do município de São José de Ubá, sendo este o segundo maior produtor de tomate do estado do Rio de Janeiro, com sua principal fonte econômica baseada na agropecuária. Este tipo de atividade resulta em utilização de produtos químicos nas lavouras e juntamente a ocupação inadequada resulta em modificação das paisagens e da mata nativa, resultando em diversos tipos de impactos no ambiente. Neste estudo foram abordados os impactos relacionados a concentração de metais e sua proveniência através das assinaturas isotópicas Pb/Pb, utilizando para tal o procedimento analítico de lixiviação dos sedimentos de corrente e abertura total de rochas para a obtenção de razões isotópicas e concentrações de metais por ICP-MS. Os resultados mostraram que as contribuições nos sedimentos de corrente se dão a partir de cinco fontes compreendidos no intervalo de assinatura isotópica 206Pb/207Pb 1,1229 e 1,1949, representadas em intervalos bem definidos. Por correlação com as respectivas concentrações se observa que, preferencialmente, existe maior influência das rochas do embasamento, seguido de atividade antrópicas como a urbanização e disposição de lixo doméstico. As maiores concentrações estão associadas ao cobre, chumbo, estrôncio, níquel e zinco. Contudo todas as concentrações de metais obtidas se encontram abaixo da legislação vigente. Desta forma a contaminação antrópica é limitada a regiões de maior densidade populacional e as influências naturais predominam na área da bacia.

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.

Quantitative measurement of domain inversion in RuO2 : LiNbO3 crystal by digital holographic interferometry

We quantitatively study the domain inversion in a RuO2:LiNbO3 crystal wafer by the digital holographic interferometry. The crystal wafer is placed into one arm of a Mach-Zehnder-type interferometer to record a series of holograms. Making use of the angular spectrum backward propagation algorithm, we reconstruct the optical wave field in the crystal plane. The extracted phase difference from the reconstructed optical wave field is a well linear function of the applied external voltage. We deduce that the linear electro-optic coefficient of the detected RuO2:LiNbO3 crystal sample is 9.1x10(-12) m/V. An unexpected phase contrast at the antiparallel domain wall is observed and the influence of the applied external voltage on it is studied in detail. Also the built-in internal field is quantitatively measured as 0.72 kV/mm. (c) 2006 American Institute of Physics.

Metrologia de instrumentos endodônticos por microscopia eletrônica de varredura e análise digital de imagens: uma proposta metodológica

A padronização para a fabricação de instrumentos endodônticos em aço inoxidável contribuiu para o desenvolvimento de novos aspectos geométricos. Surgiram propostas de alterações no desenho da haste helicoidal, da seção reta transversal, da ponta, da conicidade e do diâmetro na extremidade (D0). Concomitantemente, o emprego de ligas em Níquel-Titânio possibilitou a produção de instrumentos acionados a motor, largamente empregados hoje. A cada ano a indústria lança instrumentos com diversas modificações, sem, contudo, disponibilizar informações suficientes quanto às implicações clínicas destas modificações. Existe um crescente interesse no estudo dos diferentes aspectos geométricos e sua precisa metrologia. Tradicionalmente, a aferição de aspectos geométricos de instrumentos endodônticos é realizada visualmente através de microscopia ótica. Entretanto, esse procedimento visual é lento e subjetivo. Este trabalho propõe um novo método para a metrologia de instrumentos endodônticos baseado no microscópio eletrônico de varredura e na análise digital das imagens. A profundidade de campo do MEV permite obter a imagem de todo o relevo do instrumento endodôntico a uma distância de trabalho constante. Além disso, as imagens obtidas pelo detector de elétrons retro-espalhados possuem menos artefatos e sombras, tornando a obtenção e análise das imagens mais fáceis. Adicionalmente a análise das imagens permite formas de mensuração mais eficientes, com maior velocidade e qualidade. Um porta-amostras específico foi adaptado para obtenção das imagens dos instrumentos endodônticos. Ele é composto de um conector elétrico múltiplo com terminais parafusados de 12 pólos com 4 mm de diâmetro, numa base de alumínio coberta por discos de ouro. Os nichos do conector (terminais fêmeas) têm diâmetro apropriado (2,5 mm) para o encaixe dos instrumentos endodônticos. Outrossim, o posicionamento ordenado dos referidos instrumentos no conector elétrico permite a aquisição automatizada das imagens no MEV. Os alvos de ouro produzem, nas imagens de elétrons retro-espalhados, melhor contraste de número atômico entre o fundo em ouro e os instrumentos. No porta-amostras desenvolvido, os discos que compõem o fundo em ouro são na verdade, alvos do aparelho metalizador, comumente encontrados em laboratórios de MEV. Para cada instrumento, imagens de quatro a seis campos adjacentes de 100X de aumento são automaticamente obtidas para cobrir todo o comprimento do instrumento com a magnificação e resolução requeridas (3,12 m/pixel). As imagens obtidas são processadas e analisadas pelos programas Axiovision e KS400. Primeiro elas são dispostas num campo único estendido de cada instrumento por um procedimento de alinhamento semi-automático baseado na inter-relação com o Axiovision. Então a imagem de cada instrumento passa por uma rotina automatizada de análise de imagens no KS400. A rotina segue uma sequência padrão: pré-processamento, segmentação, pós-processamento e mensuração dos aspectos geométricos.

Cascaded Fresnel digital hologram and its application to watermarking

A cascaded Fresnel digital hologram (CFDH) is proposed, together with its mathematical derivation. Its application to watermarking has been demonstrated by a simulation procedure, in which the watermark image to be hidden is encoded into the phase of the host image. The watermark image can be deciphered by the CFDH setup, the reconstructed image shows good quality and the error is almost close to zero. Compared with previous technique, this is a lensless architecture which minimizes the hardware requirement, and it is used for the encryption of digital image.

Otto Kelland’s Model Dories and the Digital Archives Initiative

Otto Kelland was a truly unique individual in Newfoundland. During his long life he had several careers from being a prison superintendant to being an instructor at Marine Institute. During his life Kelland made hundreds of wooden boat models. They are beautifuly hand-crafted and represented the type of watercraft used by fishermen in Newfoundland. The collection of boat models made by Otto Kelland and owned by Marine Institute made an ideal object to be digitalized. In particular the collection of dories was an ideal group to be digitized. They were housed in one cabinet and accompanied by hand-written documents describing each model. The Digital Archives Initiative (DAI) is a “gateway to the learning and research-based cultural resources held by Memorial University of Newfoundland and partnering organizations.” The DAI hosts a variety of collections which together reinforce the importance, past and present, of Newfoundland and Labrador's history and culture. I will give an oral presentation of the project followed by a demonstration of the Otto Kelland Dories exhibit on the Digital Archives Initiative (DAI) at Memorial University of Newfoundland. I will be happy to answer questions following my presentation.

Segmentação e classificação de imagens destinadas ao mapeamento digital do Parque Nacional da Serra dos Órgãos (PARNASO)

Na perspectiva ambiental, o Parque Nacional da Serra dos Órgãos (PARNASO) é o Parque Nacional mais pesquisado no Brasil e configura-se como uma importante Unidade de Conservação inserida no estado do Rio de Janeiro, devido à sua importância ambiental para o estado. Localizado em quatro municípios da região serrana: Teresópolis, Petrópolis, Magé e Guapimirim foi constatado que essa área tem passado por alguns problemas, relativamente recentes, de ocupação desordenada devido à expansão urbana em sua vizinhança caracterizada por pressão antrópica. Através do processamento de imagens digitais, mais especificamente as etapas de segmentação e classificação, foi possível ilustrar o processo de ocupação humana por meio de documentos cartográficos. Além de estes processos possibilitarem a geração de mapas de uso da Terra e cobertura vegetal, com o intuito de auxiliar e dar fomento à execução de atividades, o mapeamento digital configura-se numa importante ferramenta para a análise ambiental, contribuindo para o posterior zoneamento da área de estudo. Adotaram-se classes temáticas de uso e ocupação da Terra com o propósito de permitir a classificação das imagens digitais trabalhadas. São elas: afloramento rochoso, área urbana, agricultura e vegetação. Estudos foram feitos no sentido de indicar e explorar as funcionalidades das ferramentas SPRING e DEFINIENS e resultados foram comparados a partir do uso de imagens LANDSAT, CBERS, SPOT e IKONOS chegando-se a resultados de que no sistema SPRING, os melhores parâmetros a serem escolhidos foram similaridade 10 e área 400. Já para o sistema DEFINIENS, constatou-se que o processo de segmentação multinível permitiu o alcance de resultados mais rápidos, do ponto de vista computacional, do que o processo de segmentação único utilizado normalmente entre os sistemas de processamento de imagens digitais como o SPRING. Já sob a ótica do processo de classificação de imagens, a pesquisa constituiu em avaliar este mecanismo por meio de dois indicadores: o de exatidão/acurácia e o índice Kappa. Neste sentido, observaram-se tendências de melhores resultados no sistema SPRING.

Publicidad digital: un análisis teórico

Es esencial saber cómo se ha creado internet para poder entender mejor los cambios que este medio ha propiciado. A pesar de que los cambios generados por la red han afectado a muchos sectores, este trabajo se centra en la comunicación. La publicidad digital es una vía que está en constante cambio debido a su juventud y al dinamismo de internet, además posee unas características singulares que la hacen única. Una de estas particularidades es su capacidad de segmentación, una capacidad esencial que permite a las empresas acercarse de una manera más específica y personalizada a su público objetivo. Otra singularidad de este tipo de publicidad son los soportes que utiliza como medio de comunicación, que han ido evolucionando junto con su gestión. Además, la gran cantidad de dispositivos que están a disposición de los usuarios, les permiten acceder a todo tipo de contenido de manera simultánea, pudiendo estar constantemente conectados a la red. Finalmente, hay que destacar la evolución de la inversión en publicidad digital mediante datos empíricos que permiten conocer mejor su desarrollo, desde sus comienzos hasta la actualidad.

Dynamic phase-mapping of domain nucleation on MgO : LiNbO3 crystal by digital holographic interferometry

The quantitative phase-mapping of the domain nucleation in MgO:LiNbO3 crystals is presented by using the digital holographic interferometry. An unexpected peak phase at the beginning of the domain nucleation is observed and it is lowered as the spreading of the domain nucleus. The existence of the nucleus changes the moving speed of the domain wall by pinning it for 3s. Such in-situ quantitative analysis of the domain nucleation process is a key to optimizing domain structure fabrication.

Digital holographic interferometry and the angular spectrum method applied to measuring the domain inversion in ferroelectric crystal

The application of digital holographic interferometry on the quantitative measurement of the domain inversion in a RuO2: LiNbO3 crystal wafer is presented. The recorded holograms are reconstructed by the angular spectrum method. From the reconstructed phase distribution we can clearly observe the boundary between the inverted and un-inverted domain regions. Comparisons with the results reconstructed by use of the Fresnel transform method are given. Factors that influence the measurement include the spectrum filter size and the spectrum movement are discussed. The spectrum filter size has an effect on the measurement of the details. Although the spectrum movement affects every single reconstructed image, it has no influence on the final measurement.

Investigation of effective internal field in congruent lithium niobate crystal by digital holographic interferometry

The phase contrast across the crystal thickness induced by the internal field is measured by the digital holographic interferometry just after the congruent lithium niobate crystal is partially poled. The direction of applied external field is antiparallel to that of internal field, and the measured phase contrast varies linearly with the applied external field. A new internal field is obtained by this method and named effective internal field. The distinct discrepancy between effective and equivalent internal fields is observed. The authors attribute this effect to the new macroscopic representation of elastic dipole components of defect complex in the crystal. (c) 2007 American Institute of Physics.