Analisi spettrale di operatori differenziali

L'elaborato è finalizzato a presentare l'analisi degli operatori differenziali agenti in meccanica quantistica e la teoria degli operatori di Sturm-Liouville. Nel primo capitolo vengono analizzati gli operatori differenziali e le relative proprietà. Viene studiata la loro autoaggiunzione su vari domini con diverse condizioni al contorno e vengono tratte delle conclusioni sul loro significato come osservabili. Nel secondo capitolo viene presentato il concetto di spettro e vengono studiate le sue proprietà.Vengono poi analizzati gli spettri degli operatori precedentemente introdotti. Nell'utimo capitolo vengono presentati gli operatori di Sturm-Liouville e alcune proprietà delle equazioni differenziali. Vengono imposte delle specifiche condizioni al contorno che determinano la realizzazione dei sistemi di Sturm-Liouville, di cui vengono studiati due esempi notevoli: le guide d'onda e la conduzione del calore.

Materia oscura: modelli teorici ed evidenze sperimentali

Lo scopo di questa tesi è la trattazione della materia oscura partendo dalle evidenze sperimentali, ripercorrendo i possibili costituenti e riportando dati relativi a rivelazioni dirette ed indirette. Il primo capitolo è dedicato alla discussione delle due più importanti evidenze della presenza di materia oscura, ossia le curve di rotazione ed il Bullet Cluster, che risultano entrambe interazioni di tipo gravitazionale. Si provvede inoltre a fornire le due più plausibili soluzioni in grado di spiegare i risultati ottenuti dalle osservazioni sperimentali e a discutere la loro validità come modello per la descrizione di tali fenomeni. Il capitolo successivo è volto all'esposizione delle possibili particelle che compongono la materia oscura, discutendo quali siano le più probabili, e alla spiegazione della loro creazione nell'Universo primordiale. La terza parte è dedicata alle rilevazioni dirette, consistenti nello scattering fra particelle di materia oscura e nuclei, ed in particolare all'analisi del modello dei neutralini. Vengono poi riportati nello stesso capitolo i risultati di tali rilevazioni, con riferimento agli esperimenti CDMS II, XENON100 e LUX. Nel quarto capitolo si tratteranno i risultati delle rilevazioni indirette, ossia osservazioni di processi derivanti dall'annichilazione di materia oscura, e verranno riportati i risultati degli esperimenti più importanti, fra cui i più recenti sono Fermi-LAT e CTA (ancora in sviluppo). L'ultimo paragrafo è riservato ad un breve riassunto dei risultati e delle ipotesi trattate, per raccogliere i dati più importanti e fornire una visione generale della materia oscura.

Modello stocastico per la plasticità sinaptica

Nel sistema nervoso centrale i neuroni comunicano l'uno con l'altro attraverso le connessioni sinaptiche e sono soggetti a centinaia di stimoli, ma hanno la capacità di distinguerli l'uno dall'altro. L'abilità delle sinapsi di interpretare questi cambiamenti morfologici e biochimici è detta \textit{plasticità sinaptica} e l'obiettivo di questa tesi è proprio studiare un modello per le dinamiche di questo affascinante processo, da un punto di vista prima deterministico e poi stocastico. Infatti le reazioni che inducono la plasticità sinaptica sono ben approssimate da equazioni differenziali non lineari, ma nel caso di poche molecole bisogna tener conto delle fluttuazioni e quindi sono necessari dei metodi di analisi stocastici. Nel primo capitolo, dopo aver introdotto gli aspetti fondamentali del sistema biochimico coinvolto e dopo aver accennato ai diversi studi che hanno approcciato l'argomento, viene illustrato il modello basato sull'aggregazione delle proteine (PADP) volto a spiegare la plasticità sinaptica. Con il secondo capitolo si introducono i concetti matematici che stanno alla base dei processi stocastici, strumenti utili per studiare e descrivere la dinamica dei sistemi biochimici. Il terzo capitolo introduce una giustificazione matematica riguardo la modellizzazione in campo medio e vede una prima trattazione del modello, con relativa applicazione, sui moscerini. Successivamente si applica il modello di cui sopra ai mammiferi e se ne studia nel dettaglio la dinamica del sistema e la dipendenza dai parametri di soglia che portano alle varie transizioni di fase che coinvolgono le proteine. Infine si è voluto osservare questo sistema da un punto di vista stocastico inserendo il rumore di Wiener per poi confrontare i risultati con quelli ottenuti dall'approccio deterministico.

Sequenziamento del DNA tramite nanopori

L’elaborato illustra alcuni metodi di sequenziamento del DNA, partendo da dei cenni sulle tecniche a sfondo chimico tradizionali e di nuova generazione più diffuse. Tratta il sequenziamento tramite nanopori, descrivendo i fenomeni fisici nanoscopici su cui si basa, alla luce delle caratteristiche e delle proprietà degli acidi nucleici e dei pori in questione, concentrandosi in particolare sul nanoporo biologico α-emolisina. Di questa tecnica mostra i risultati raggiunti, le potenzialità ancora da sviluppare e i vantaggi finora emersi rispetto alle altre in uso da più tempo.

Estrazione adiabatica di un fascio di particelle mediante modulazione di un kicker

Il lavoro qui proposto si sviluppa nelle seguenti parti: una breve analisi dei fenomeni coinvolti, quali la risonanza e l'invarianza adiabatica, quindi sarà studiato il problema dell'estrazione adiabatica di un fascio mediante un modello hamiltoniano semplificato che simula l'effetto di un kick dipolare.

Adiabatic extraction models for beam dynamics

Il presente lavoro prende le mosse da un problema di dinamica dei fasci relativo a un metodo di separazione di un fascio di particelle recentemente messo in funzione nell’sincrotrone PS al CERN. In questo sistema, variando adiabaticamente i parametri di un campo magnetico, nello spazio delle fasi si creano diverse isole di stabilità (risonanze) in cui le particelle vengono catturate. Dopo una parte introduttiva in cui si ricava, a partire dalle equazioni di Maxwell, l’hamiltoniana di una particella sottoposta ai campi magnetici che si usano negli acceleratori, e una presentazione generale della teoria dell’invarianza adiabatica, si procede analizzando la dinamica di tali sistemi. Inizialmente si prende in considerazione l’hamiltoniana mediata sulle variabili veloci, considerando perturbazioni (kick) dei termini dipolare e quadrupolare. In ognuno dei due casi, si arriva a determinare la probabilità che una particella sia catturata nella risonanza. Successivamente, attraverso un approccio perturbativo, utilizzando le variabili di azione ed angolo, si calcola la forza della risonanza 4:1 per un kick quadrupolare.

Modelli dinamici di geodinamo

Questa tesi introduce le basi del geomagnetismo partendo da un approccio ai modelli fluidi e alle equazioni MHS, accennando alle numerose difficoltà che portano in materia di simulazioni e calcoli. In seguito si introducono i modelli a disco con uno studio approfondito della dinamica che, pur partendo da equazioni molto più semplici e approssimate della trattazione fluida, trova riscontro con i punti fondamentali del geomagnetismo e con i comportamenti dei modelli fluidi.

Motofast

En el siguiente texto se pretende evidenciar el análisis y desarrollo de diferentes ideas que nos llevan a dar solución a una problemática actual como lo es la movilidad; lo que se pretende es ofrecer un servicio innovador dirigido especialmente a mujeres quienes pertenecen en un alto porcentaje a la población que habita en la ciudad de Bogotá D.C, de esta manera pretendemos reflejar todo el proceso que llevamos a cabo tales como la generación, valoración y evaluación de servicios, análisis de la industria, prueba de concepto y análisis financiero entre otras, lo cual nos permitió definir la viabilidad del proyecto, el nivel de innovación en el mercado, así como sus implicaciones financieras.

Os tímpanos como instrumento solista no contexto da percussão de altura definida

Com este projecto pretende-se abordar uma vertente no estudo dos Tímpanos que, ao longo da sua história, tem sido marginal, relativamente à sua utilização "normal" de instrumento de orquestra - A utilização de Tímpanos como instrumento solista, especialmente na situação de solista não concertista. Para a persecução deste objectivo será traçada a trajectória evolutiva do instrumento ao longo da História da Música, tanto do ponto de vista das suas características de construção como da sua utilização pelos compositores ao longo do tempo. Não pode, por isso, deixar de ser feita uma abordagem da utilização dos Tímpanos em Orquestra, pois foi a utilização orquestral o "motor" da evolução do instrumento. Em complemento ao atrás enunciado, será igualmente desenvolvido o tema das preocupações de respeito pelo contexto histórico aplicado ao caso específico dos Tímpanos. Será igualmente feita uma tentativa de identificação de existência de exemplares antigos em Bandas de Música amadoras, através da realização de um inquérito. Por fim será traçado o quadro geral da utilização dos Tímpanos em Portugal nos dias de hoje. Atenção especial será dada a composições onde o objecto de estudo deste projecto está, mais directamente, em evidência. É este o caso de Marche (1685) dos irmãos Philidor, de um conjunto de Concertos e Sinfonias para múltiplos Tímpanos do final do século XVIII e das Eight Pieces for Four Timpani (1950/1966) de Elliott Carter. No caso da Marche será feita uma pequena análise e realizada uma edição moderna. No caso das peças para Tímpanos de Elliott Carter, será analisada com mais profundidade a peça Moto Perpetuo. Até ao final do século XVIII os Tímpanos foram, quase exclusivamente, os únicos instrumentos de Percussão usados na Música Erudita Ocidental. A partir do século XIX a secção da Percussão foi enriquecida com inúmeros novos elementos. Entre eles, novos instrumentos de Percussão de altura definida a que os Tímpanos pertencem. Será, tal como para os Tímpanos, traçado o seu trajecto de evolução e assim será completado o quadro actual da Percussão de altura definida. O Recital concretiza os principais pontos explorados no trabalho escrito, através da apresentação de um conjunto de obras apresentadas por ordem cronológica: -Marche de André e Jacques Philidor (1685) - Eight Pieces for Four Timpani de Elliott Carter (1950/1966) (March, Saeta, Moto Perpetuo, Recitative) - Concerto pour Percussion et Orquestre de André Jolivet (1958) (andamentos I, II e III) - OMAR Due pezzi per Vibrafono de Franco Donatoni (1985) ABSTRACT: Investigate the marginal use of the Timpani as a solo instrument is the main object of this study. ln order to achieve this main goal, we will point out the evolution of the instrument along Music History. We will focus both: the main characteristics of its construction and the way they have been used by composers. Bearing these facts in mind, we will also center our attention on the way that Timpani have been used at Orchestras, which had certainly leaded to the development of the instrument we are studying. At the same time, we will study historical respect and performance, by contextualizing the different historical periods of Timpani. It is also important to have information about the quantity of Timpani used at amateur musical bands in Portugal, mainly in what concerns ancient instruments. These elements will allow us to draw a general idea about the way Timpani are used in Portugal. ln order to have concrete examples of the Timpani as a solo instrument, we will analyze the following compositions: Marche de Timba/les (1685) by André and Jacques Philidor; The ensemble of Concerts and Symphonies for multiple Timpani from the end of the XVIIIth century; The Eight Pieces for Four Timpani (1950/1966) by Elliott Carter. Bearing in mind that other Defined Pitch Percussion Instruments have emerged at the beginning of the XIXth century, we will also study the evolution of those instruments. The Recital will materialize the main aspects we have focused at our written work and already mentioned above. The presentation will follow a chronological sequence as indicated: Marche de Timballes by André and Jacques Philidor (1685) Eight Pieces for Four Timpani by Elliott Carter (1950/1966) (March, Saeta, Moto Perpetuo, Recitative) - Concerto pour Percussion et Orquestre by André Jolivet (1958) (Movements I, II, III) Omar Due Pezzi per Vibrafono by Franco Donatoni (1985)

A mecanização da poda do olival. Contribuição da máquina de podar de discos.

Este trabalho pretende contribuir para encontrar soluções alternativas à poda da oliveira com moto - serra, de modo a reduzir a dependência da utilização da mão - de - obra e baixar os custos desta operação cultural. Avaliou-se o impacto da realização da poda da oliveira com uma máquina de podar de discos, comparativamente com a poda realizada com moto – serra. Definiramse três modalidades de poda: A - poda manual efectuada com moto - serra; B - poda mecânica realizada com máquina de podar de discos; C - poda manual de complemento efectuada com moto – serra, após uma intervenção prévia da máquina de podar de discos. Mantiveram-se os tratamentos estabelecidos no início de cada ensaio sem novas intervenções de poda, para avaliar o efeito da sua aplicação durante o maior período de tempo possível. Paralelamente, com o decorrer dos ensaios foram estabelecidos mais tratamentos de modo a iniciar o estudo da periodicidade da realização de intervenções de poda. A avaliação do efeito dos tratamentos consistiu na quantificação da produção de azeitona e do desempenho do vibrador, em termos de eficiência de colheita e de tempo de vibração por árvore. Este trabalho também permitiu comparar a capacidade de trabalho da máquina de podar de discos com a poda manual executada com moto - serra, e proceder a uma estimativa dos custos de poda. Os resultados obtidos evidenciaram que a poda mecânica não afectou a capacidade produtiva das oliveiras, sendo possível, após a intervenção inicial de poda mecânica, deixar as árvores durante vários anos sem podar, mantendo o nível produtivo. Em termos de desempenho do vibrador na colheita de azeitona, este não foi consideravelmente afectado pela aplicação de poda mecânica, embora em cultivares de reconhecida dificuldade de colheita por vibração, tenha havido uma penalização da eficiência de colheita nas árvores podadas mecanicamente, a qual foi ultrapassada vibrando as árvores às pernadas. Relativamente à periodicidade de execução de intervenções de poda, principalmente de poda mecânica, apesar dos ensaios não terem um longo período de execução, permitiram constatar que a aplicação da poda mecânica com a frequência de 2, 3 ou 4 anos após a intervenção inicial penaliza a produção de azeitona. Os resultados obtidos possibilitaram a definição de uma estratégia de poda para aplicação da poda mecânica na oliveira durante um longo período de tempo. Tal estratégia baseia-se na redução das intervenções de poda, aumentando o número de anos entre duas intervenções consecutivas, de modo a explorar a capacidade produtiva das árvores e a repartir os custos de poda e de eliminação dos ramos podados durante esse período de tempo.

Modellistica di accensione per candele ad arco elettrico in motori a combustione interna alternativi

Nel panorama mondiale di contenimento delle emissioni inquinanti in atmosfera é divenuto sempre più importante limitare la parte derivante dai motori a combustione interna: l'utilizzo di motori GDI a carica stratificata e di ricircolo dei gas di scarico (EGR) sono esempi di tecnologie pensate proprio in tale ottica. Sia la presenza di un ambiente magro che di EGR nel cilindro, come anche l'aumento della pressione nel cilindro per l'incremento della pressione di sovralimentazione o del rapporto di compressione, hanno lo svantaggio di limitare la velocità di combustione e rendere più sfavorevoli le condizioni di accensione della miscela; in questo scenario diviene di fondamentale importanza il miglioramento dei sistemi di accensione, la creazione di modelli volti a simularli e la comprensione dei fenomeni che ne stanno alla base. Il seguente lavoro di tesi si inserisce proprio in questo contesto, indagando le varie fasi di cui si compone il fenomeno dell'accensione e le relazioni che legano le variabili di interesse fisico, verificate sulla base di evidenze sperimentali. Successivamente vengono analizzati i principali modelli d'accensione che sono stati proposti e implementati in codici computazionali fluidodinamici; l'analisi mette in luce le differenze, i punti di forza e le semplificazioni introdotte in ognuno di essi, in modo da poterli valutare criticamente. La suddetta analisi é anche utile per introdurre il modello frutto del lavoro del gruppo di ricerca dell'Università di Bologna; ci si concentra particolarmente su quest'ultimo poiché un obiettivo di questo lavoro di tesi é stato proprio l'implementazione e l'utilizzo del modello in un codice fluidodinamico tridimensionale quale CONVERGE CFD. L'implementazione é stata poi validata attraverso simulazioni su una geometria reale di un motore a combustione interna ad elevate prestazioni, confrontando i risultati ottenuti con il nuovo modello rispetto ai dati sperimentali sulla combustione.

Implementazione e validazione di un modello di accensione per motori a combustione interna

Nell'ambito dei motori ad accensione comandata, la comprensione del processo di accensione e delle prime fasi di sviluppo del kernel è di primaria importanza per lo studio dell'intero processo di combustione, dal momento che questi determinano lo sviluppo successivo del fronte di fiamma. Dal punto di vista fisico, l'accensione coinvolge un vasto numero di fenomeni di natura molto complessa, come processi di ionizzazione e passaggio di corrente nei gas: molti di questi avvengono con tempi caratteristici che ne impediscono la simulazione tramite le attuali tecniche CFD. Si rende pertanto necessario sviluppare modelli semplificati che possano descrivere correttamente il fenomeno, a fronte di tempi di calcolo brevi. In quest'ottica, il presente lavoro di tesi punta a fornire una descrizione accurata degli aspetti fisici dell'accensione, cercando di metterne in evidenza gli aspetti principali e le criticità. A questa prima parte di carattere prettamente teorico, segue la presentazione del modello di accensione sviluppato presso il DIN dell'Università di Bologna dal Prof. Bianche e dall'Ing. Falfari e la relativa implementazione tramite il nuovo codice CONVERGE CFD: la validazione è infine condotta riproducendo un caso test ben noto il letteratura, che mostrerà un buon accordo tra valori numerici e sperimentali a conferma della validità del modello.