Proposed gravitational wave observatory based on solid elastic spheres

Spherical gravitational wave (GW) detectors offer a wealth of so far unexplored possibilities to detect gravitational radiation. We find that a sphere can be used as a powerful testbed for any metric theory of gravity, not only general relativity as considered so far, by making use of a deconvolution procedure for all the electric components of the Riemann tensor. We also find that the spheres cross section is large at two frequencies, and advantageous at higher frequencies in the sense that a single antenna constitutes a real xylophone in its own. Proposed GW networks will greatly benefit from this. The main features of a two large sphere observatory are reported.

From Galilean-invariant to relativistic wave equations

Through an imaginary change of coordinates in the Galilei algebra in 4 space dimensions and making use of an original idea of Dirac and Lvy-Leblond, we are able to obtain the relativistic equations of Dirac and of Bargmann and Wigner starting with the (Galilean-invariant) Schrdinger equation.

In defense of the "tunneling" wave function of the universe

The tunneling approach to the wave function of the Universe has been recently criticized by Bousso and Hawking who claim that it predicts a catastrophic instability of de Sitter space with respect to pair production of black holes. We show that this claim is unfounded. First, we argue that different horizon size regions in de Sitter space cannot be treated as independently created, as they contend. And second, the WKB tunneling wave function is not simply the inverse of the Hartle-Hawking one, except in very special cases. Applied to the related problem of pair production of massive particles, we argue that the tunneling wave function leads to a small constant production rate, and not to a catastrophe as the argument of Bousso and Hawking would suggest.

Thermal and back-action noises in dual-sphere gravitational-wave detectors

We study the sensitivity limits of a broadband gravitational-wave detector based on dual resonators such as nested spheres. We determine both the thermal and back-action noises when the resonators displacements are read out with an optomechanical sensor. We analyze the contributions of all mechanical modes, using a new method to deal with the force-displacement transfer functions in the intermediate frequency domain between the two gravitational-wave sensitive modes associated with each resonator. This method gives an accurate estimate of the mechanical response, together with an evaluation of the estimate error. We show that very high sensitivities can be reached on a wide frequency band for realistic parameters in the case of a dual-sphere detector.

Particle creation in a colliding plane wave spacetime: Wave packet quantization

We use wave packet mode quantization to compute the creation of massless scalar quantum particles in a colliding plane wave spacetime. The background spacetime represents the collision of two gravitational shock waves followed by trailing gravitational radiation which focus into a Killing-Cauchy horizon. The use of wave packet modes simplifies the problem of mode propagation through the different spacetime regions which was previously studied with the use of monochromatic modes. It is found that the number of particles created in a given wave packet mode has a thermal spectrum with a temperature which is inversely proportional to the focusing time of the plane waves and which depends on the mode trajectory.

Pulse wave analysis aortic pressure . distole should also be considered

La rigidité anormalement haute des artères à grande conductance est un marqueur de l'augmentation du risque cardiovasculaire et est typiquement retrouvée chez les patients diabétiques ou hypertendus. Ces vaisseaux deviennent plus rigides avec l'âge, expliquant la haute prévalence d'hypertension systolique chez les personnes âgées. Cette rigidification agit sur la pression sanguine de plusieurs façons. Notamment la fonction windkessel est gênée, menant à l'augmentation de la pression systolique et de la pression puisée, la diminution de la pression diastolique, et ainsi à l'augmentation de la postcharge ventriculaire gauche associée à une probable diminution de la perfusion coronarienne. De plus, la propagation des ondes de pression le long de l'arbre vasculaire est accélérée, de sorte que les ondes réfléchies générées au site de décalage d'impédance atteignent l'aorte ascendante plus tôt par rapport au début de l'éjection ventriculaire, aboutissant à une augmentation de la pression systolique centrale, ce qui n'arriverait pas en présence de vaisseaux moins rigides. Dans ce cas, au contraire, les ondes de pression antérogrades et réfléchies voyages plus lentement, de sorte que les ondes de réflexion tendent à atteindre l'aorte centrale une fois l'éjection terminée, augmentant la pression diastolique et contribuant à la perfusion coronarienne. La tonométrie d'applanation est une méthode non invasive permettant l'évaluation de la forme de l'onde de pression au niveau l'aorte ascendante, basée sur l'enregistrement du pouls périphérique, au niveau radial dans notre étude. Nous pouvons dériver à partir de cette méthode un index d'augmentation systolique (sAIX) qui révèle quel pourcentage de la pression centrale est du aux ondes réfléchies. Plusieurs études ont montré que cet index est corrélé à d'autres mesures de la rigidité artérielle comme la vitesse de l'onde de pouls, qu'il augmente avec l'âge et avec les facteurs de risques cardiovasculaires, et qu'il est capable de préciser le pronostic cardiovasculaire. En revanche, peu d'attention a été portée à l'augmentation de la pression centrale diastolique due aux ondes réfléchies (dAIX). Nous proposons donc de mesurer cet index par un procédé d'analyse développé dans notre laboratoire, et ce dans la même unité que l'index systolique. Etant donné que les modifications de la paroi artérielle modulent d'une part la vitesse de l'onde de pouls (PWV) et d'autre part le temps de voyage aller-retour des ondes de pression réfléchies aux sites de réflexion, toute augmentation de la quantité d'énergie réfléchie atteignant l'aorte pendant la systole devrait être associée à une diminution de l'énergie arrivant au même point pendant la diastole. Notre étude propose de mesurer ces deux index, ainsi que d'étudier la relation de l'index d'augmentation diastolique (dAIX) avec la vitesse de propagation de l'onde de pouls (PWV) et avec le rythme cardiaque (HR), ce dernier étant connu pour influencer l'index d'augmentation systolique (sAIX) . L'influence de la position couchée et assise est aussi étudiée. Les mesures de la PWV et des sAIX et dAIX est réalisée chez 48 hommes et 45 femmes âgées de 18 à 70 ans, classés en 3 groupes d'âges. Les résultats montrent qu'en fonction de l'âge, le genre et la position du corps, il y a une relation inverse entre sAIX et dAIX. Lorsque PWV et HR sont ajoutés comme covariables à un modèle de prédiction comprenant l'âge, le genre et la position du corps comme facteurs principaux, sAIX est directement lié à PWV (p<0.0001) et inversement lié à HR (p<0.0001). Avec la même analyse, dAIX est inversement lié à PWV (p<0.0001) et indépendant du rythme cardiaque (p=0.52). En conclusion, l'index d'augmentation diastolique est lié à la rigidité vasculaire au même degré que l'index d'augmentation systolique, alors qu'il est affranchi de l'effet confondant du rythme cardiaque. La quantification de l'augmentation de la pression aortique diastolique due aux ondes réfléchies pourrait être une partie utile de l'analyse de l'onde de pouls.

Mean first-passage time for system driven by the coin-toss square wave

We study the mean-first-passage-time problem for systems driven by the coin-toss square-wave signal. Exact analytic solutions are obtained for the driftless case. We also obtain approximate solutions for the potential case. The mean-first-passage time exhibits discontinuities and a remarkable nonsmooth oscillatory behavior which, to our knowledge, has not been observed for other kinds of driving noise.

Bilateral symmetry of radial pulse in high-level tennis players : implications for the validity of central aortic pulse wave analysis

Rapport de synthèse Ce travail de thèse s'articule autour de l'importance de l'évaluation de la fonction vasculaire et des répercussions au niveau central, cardiaque, des perturbations du réseau vasculaire. Les maladies cardiovasculaires sont prédominantes dans notre société et causes de morbidité et mortalité importante. La mesure de la pression artérielle classique reste le moyen le plus utilisé pour suivre la santé des vaisseaux, mais ne reflète pas directement ce qui se passe au niveau du coeur. La tonométrie d'aplanation permet depuis quelques années de mesurer l'onde de pouls radial, et par le biais d'une fonction mathématique de transfert validée, il est possible d'en déduire la forme et Γ amplitude de l'onde de pouls central, donc de la pression aortique centrale. Cette dernière est un reflet bien plus direct de la post-charge cardiaque, et de nombreuses études cliniques actuelles s'intéressent à cette mesure pour stratifier le risque ou évaluer l'effet d'un traitement vasculaire. Toutefois, bien que cet outil soit de plus en plus utilisé, il est rarement précisé si la latéralité de la mesure joue un rôle, sachant que certaines propriétés des membres supérieurs peuvent être affectées par un usage préférentiel (masse musculaire, densité osseuse, diamètre des artères, capillarisation musculaire, et même fonction endothéliale). On a en effet observé que ces divers paramètre étaient tous augmentés sur un bras entraîné. Dès lors on peut se poser la question de l'influence de ces adaptations physiologiques sur la mesure indirecte effectuée par le biais du pouls radial. Nous avons investigué les deux membres supérieurs de sujets jeunes et sédentaires (SED), ainsi que ceux de sujets sportifs avec un développement fortement asymétrique des bras, soit des joueurs de tennis de haut niveau (TEN). Des mesures anthropométriques incluant la composition corporelle et la circonférence des bras et avant-bras ont montré que TEN présente une asymétrie hautement significative aux deux mesures entre le bras dominant (entraîné) et l'autre, ce qui est aussi présent pour la force de serrage (mesurée au dynamomètre de Jamar). L'analyse des courbes centrales de pouls ne montre aucune différence entre les deux membres dans chaque groupe, par contre on peut observer une différence entre SED et TEN, avec un index d'augmentation diastolique qui est 50 % plus élevé chez TEN. Les index d'augmentation systolique sont identiques dans les deux groupes. On peut retenir de cette étude la validité de la méthode de tonométrie d'aplanation quel que soit le bras utilisé (dominant ou non-dominant) et ce même si une asymétrie conséquente est présente. Ces données sont clairement nouvelles et permettent de s'affranchir de cette variable dans la mesure d'un paramètre cardiovasculaire dont l'importance est actuellement grandissante. Les différences d'index diastolique sont expliquées par la fréquence cardiaque et la vitesse de conduction de l'onde de pouls plus basses chez TEN, causant un retard diastolique du retour de l'onde au niveau central, phénomène précédemment bien décrit dans la littérature.

Autofluorescence Study In NR2E3 p.G56R-linked Autosomal Dominant Retinitis Pigmentosa In A Single Kindred

Purpose: To date, the genotype/phenotype correlation of p.G56R-linked autosomal dominant retinitis pigmentosa (ADRP) is limited to less than 10 kindred. The purpose of this study is to report an unusual appearance of fundus autofluorescence (AF) with NR2E3 p.G56R-linked ADRP in a single kindred.Methods: Patients were enrolled among three generations in a previously unreported family. Molecular diagnosis was performed on all exons of NR2E3 and a p.G56R mutation was identified in affected family members only. Examinations included fundus photography, visual fields, optical coherence tomography, AF, near-infrared AF and ISCEV-standard electrophysiology (ERG).Results: Among 10 examined family members, 5 were affected. The youngest and oldest patients were 16 and 65 years old, respectively. Fundus examination revealed a range of retinal disorder from normal to optic nerve pallor, attenuated arterial caliber and bone spicule-like pigment deposits. In all patients, AF showed a double hyperfluorescent ring; an inner paramacular ring which extension was comparable among patients and an outer ring along the vascular arcades which extended towards periphery in older patients and became hypofluorescent. Maximal scotopic ERGs when recordable showed an increased a/b wave ratio.Conclusions: A double hyperfluorescent ring on AF is an uncommon observation and might be a specific clinical finding in NR2E3 p.G56R-linked ADRP. The consistency of that finding in all affected members of our 3-generation family confirms a previous study. Further analysis is required to determine whether AF changes are associated with particular retinal layer abnormalities.

Role of the c-Jun N-terminal kinase pathway in retinal excitotoxicity, and neuroprotection by its inhibition.

J. Neurochem. (2010) 10.1111/j.1471-4159.2010.06705.x Abstract Retinal excitotoxicity is associated with retinal ischemia, and with glaucomatous and traumatic optic neuropathy. The present study investigates the role of c-Jun N-terminal kinase (JNK) activation in NMDA-mediated retinal excitotoxicity and determines whether neuroprotection can be obtained with the JNK pathway inhibitor, d-form of JNK-inhibitor 1 (d-JNKI-1). Young adult rats received intravitreal injections of 20 nmol NMDA, which caused extensive neuronal death in the inner nuclear and ganglion cell layers. This excitotoxicity was associated with strong activation of calpain, as revealed by fodrin cleavage, and of JNK. The cell-permeable peptide d-JNKI-1 was used to inhibit JNK. Within 40 min of its intravitreal injection, FITC-labeled d-JNKI-1 spread through the retinal ganglion cell layer into the inner nuclear layer and interfered with the NMDA-induced phosphorylation of JNK. Injections of unlabeled d-JNKI-1 gave unprecedentedly strong neuroprotection against cell death in both layers, lasting for at least 10 days. The NMDA-induced calpain-specific fodrin cleavage was likewise strongly inhibited by d-JNKI-1. Moreover the electroretinogram was partially preserved by d-JNKI-1. Thus, the JNK pathway is involved in NMDA-mediated retinal excitotoxicity and JNK inhibition by d-JNKI-1 provides strong neuroprotection as shown morphologically, biochemically and physiologically.