DROMO formulation for planar motions: Solution to the Tsien Problem

The two-body problem subject to a constant radial thrust is analyzed as a planar motion. The description of the problem is performed in terms of three perturbation methods: DROMO and two others due to Deprit. All of them rely on Hansen?s ideal frame concept. An explicit, analytic, closed-form solution is obtained for this problem when the initial orbit is circular (Tsien problem), based on the DROMO special perturbation method, and expressed in terms of elliptic integral functions. The analytical solution to the Tsien problem is later used as a reference to test the numerical performance of various orbit propagation methods, including DROMO and Deprit methods, as well as Cowell and Kustaanheimo?Stiefel methods.

Relativistic many-body bound systems : electromagnetic properties /

Mode of access: Internet.

Many-body quantum dynamics of polarization squeezing in optical fibers

We report new experiments that test quantum dynamical predictions of polarization squeezing for ultrashort photonic pulses in a birefringent fiber, including all relevant dissipative effects. This exponentially complex many-body problem is solved by means of a stochastic phase-space method. The squeezing is calculated and compared to experimental data, resulting in excellent quantitative agreement. From the simulations, we identify the physical limits to quantum noise reduction in optical fibers. The research represents a significant experimental test of first-principles time-domain quantum dynamics in a one-dimensional interacting Bose gas coupled to dissipative reservoirs.

John Searlen teoria tietoisuudesta

Tutkielmassa esitellään ja arvioidaan John Searlen teoriaa tietoisuudesta. Tietoisuus (consciousness) on Searlen mukaan tärkein mielenfilosofinen käsite. Searle ei määrittele käsitettä tarkasti, vaan tyytyy esittämään sitä kuvaavia esimerkkejä ja analogioita. Tietoisuuden keskeisimmiksi ominaisuuksiksi Searlen teoriassa näyttävät muodostuvan intentionaalisuus (intentionality), subjektiivisuus (subjectivity) ja kausaalinen vaikutus käyttäytymiseen (mental causation). Näihin ominaisuuksiin liittyvät myös Searlen painavimmat tietoisuudesta esittämät argumentit. Argumenttien analysointi on tutkielman tärkein tavoite. Searlen yhteysperiaatteen (Connection Principle) mukaan intentionaalisia tiloja voi olla vain olennolla, jolla voi olla tietoisia intentionaalisia tiloja, ja jokainen alitajuinen intentionaalinen tila on ainakin potentiaalisesti tietoinen. Toisin sanoen intentionaalisuuden ja tietoisuuden välillä vallitsee välttämätön yhteys seuraavasti: on loogisesti välttämätöntä, että jokainen intentionaalinen tila voi ainakin periaattessa päästä tietoisuuteen.Tutkielmassa kuitenkin osoitetaan, että yhteysperiaateeseen on syytä suhtautua epäillen. Searlen yhteysperiaatteen puolesta esittämä argumentti näyttää nimittäin sisältävän dilemman. Jos erottelu intrinsiseen ja näennäiseen intentionaalisuuteen tulkitaan Searlen tavoin, syyllistytään sen olettamiseen, mikä pitäisi todistaa; jos taas erottelu tulkitaan toisin kuin Searle, argumentti ei tue yhteysperiaatetta. Searlen mukaan mentaaliset tilat ovat aina jonkun mentaalisia tiloja. Tästä väitteestä Searle pyrkii johtamaan toisen, paljon radikaalimman väitteen: mielen ilmiöt kuuluvat omaan ontologiseen kategoriaansa, subjektiivisten mentaalisten tilojen kategoriaan. Searlen käsitystä tukee Thomas Nagelin esittämä, hyvin samansisältöinen argumentti. Yksimielisyys ei kuitenkaan ole erehtymättömyyden tae, sillä Paul Churchlandin kritiikki näyttää pahasti horjuttavan Searlen subjektiivisuusargumentin uskottavuutta. Churchland väittää Searlen syyllistyvän intensionaaliseen virhepäätelmään. Yksittäisen henkilön episteemisen pääsyn rajoittuneisuudesta ei Churchlandin mukaan voida tehdä mitään ontologisia johtopäätöksiä, koska tiedetyksi tuleminen ei ole objektin aito ominaisuus. Vastaväite näyttää olevan kohtalokas Searlen subjektiivisuusargumentille. Subjektiivisuuden ongelma näyttää olevan perustava metafyysinen vedenjakaja, joka jakaa mielenfilosofiset teoriat toisaalta materialistisiin, toisaalta dualistisiin. Searle uskoo, että mieli-ruumis -ongelma (mind-body problem) on ratkaistavissa ilman, että tarvitsee valita kumpaakaan. Ratkaisu sisältyy kahteen Searlen näennäisesti yhteensopimattomaan teesiin. Ensimmäisen teesin mukaan mentaaliset tilat ovat todellisia ilmiöitä, eikä niitä voida redusoida mihinkään muuhun tai eliminoida määrittelemällä ne uudestaan. Toisen teesin mukaan aivojen operaatiot aiheuttavat mentaaliset tilat ja mentaaliset tilat ovat aivojen piirteitä. Teeseistä jälkimmäinen osoittautuu ongelmalliseksi syistä, jotka Jaegwon Kim on esittänyt. Jos mentaaliset tilat olisivat aivojen ominaisuuksia, ei mielen ja aivojen välinen suhde voisi olla kausaalinen, koska kausaatiossa (causation) on aina kyse kahden erillisen entiteetin tai tapahtuman välisestä relaatiosta, jossa suhteen osapuolien välillä on oltava ajallista etäisyyttä. Toiseksi Searlen vertaus tietoisuuden ja aivojen suhteesta kappaleen kiinteyden ja sen mikrorakenteen suhteeseen epäonnistuu, koska tietoisuus ja kiinteys kuuluvat Searlen teoriassa eri ontologisiin kategorioihin, eikä niitä siten voi ongelmattomasti rinnastaa. Searlen analogia kiinteyteen murtuu myös siksi, että kappaleen mikrorakenne ei yksinkertaisesti aiheuta sen kiinteyttä. Tietoisuus ei siis voi olla samanaikaisesti aivojen ominaisuus ja aivojen kausaalisen toiminnan seuraus. Tutkielmassa päädytään puolustamaan kantaa, että Searlen argumentit eivät ole vakuuttavia ja että Searle ei ole onnistunut eksplikoimaan teoriaa, joka välttäisi dualismiin ja materialismiin liittyvät tunnetut ongelmat. Kysymys mikä on mielen suhde ruumiiseen, jää siten avoimeksi. Avainsanat: intentionaalisuus, mentaalinen, mieli-ruumis -ongelma, Searle, subjektiivisuus, tietoisuus

Intersoliton forces in weak-coupling quantum field theories

We offer a procedure for evaluating the forces exerted by solitons of weak-coupling field theories on one another. We illustrate the procedure for the kink and the antikink of the two-dimensional φ4 theory. To do this, we construct analytically a static solution of the theory which can be interpreted as a kink and an antikink held a distance R apart. This leads to a definition of the potential energy U(R) for the pair, which is seen to have all the expected features. A corresponding evaluation is also done for U(R) between a soliton and an antisoliton of the sine-Gordon theory. When this U(R) is inserted into a nonrelativistic two-body problem for the pair, it yields a set of bound states and phase shifts. These are found to agree with exact results known for the sine-Gordon field theory in those regions where U(R) is expected to be significant, i.e., when R is large compared to the soliton size. We take this agreement as support that our procedure for defining U(R) yields the correct description of the dynamics of well-separated soliton pairs. An important feature of U(R) is that it seems to give strong intersoliton forces when the coupling constant is small, as distinct from the forces between the ordinary quanta of the theory. We suggest that this is a general feature of a class of theories, and emphasize the possible relevance of this feature to real strongly interacting hadrons.

Single Spin Asymmetry in Charmonium Production

We present estimates of single spin asymmetry (SSA) in the electroproduction of taking into account the transverse momentum dependent (TMD) evolution of the gluon Sivers function and using Color Evaporation Model of charmonium production. We estimate SSA for JLab, HERMES, COMPASS and eRHIC energies using recent parameters for the quark Sivers functions which are fitted using an evolution kernel in which the perturbative part is resummed up to next-to-leading logarithms accuracy. We find that these SSAs are much smaller as compared to our first estimates obtained using DGLAP evolution but are comparable to our estimates obtained using TMD evolution where we had used approximate analytical solution of the TMD evolution equation for the purpose.

Anima, mente, corpo e inmortalità : la sfida del naturalismo

Resumen: Il saggio esamina il rapporto anima, mente, corpo alla luce delle sfide del nuovo naturalismo che molto spesso incorpora un secco riduzionismo ed un’opzione materialistica. Questa risulta un apriori, non l’esito di un argomento: J. Searle la chiama “la religione del nostro tempo”. Vengono poi esaminati l’attuale oblio dell’anima, la riduzione del suo tema al mind-body problem, la qualità della tesi ilemorfica, illustrata in specie attraverso le soluzioni dell’Aquinate, l’equivoco del dualismo cartesiano. Chiude il saggio uno sguardo sulla questione dell’immortalità dell’anima.

Ultrafast collinear scattering and carrier multiplication in graphene.

Graphene is emerging as a viable alternative to conventional optoelectronic, plasmonic and nanophotonic materials. The interaction of light with charge carriers creates an out-of-equilibrium distribution, which relaxes on an ultrafast timescale to a hot Fermi-Dirac distribution, that subsequently cools emitting phonons. Although the slower relaxation mechanisms have been extensively investigated, the initial stages still pose a challenge. Experimentally, they defy the resolution of most pump-probe setups, due to the extremely fast sub-100 fs carrier dynamics. Theoretically, massless Dirac fermions represent a novel many-body problem, fundamentally different from Schrödinger fermions. Here we combine pump-probe spectroscopy with a microscopic theory to investigate electron-electron interactions during the early stages of relaxation. We identify the mechanisms controlling the ultrafast dynamics, in particular the role of collinear scattering. This gives rise to Auger processes, including charge multiplication, which is key in photovoltage generation and photodetectors.

Studies on the exotic structure of Al-23

The longitudinal momentum distribution (P-//) of fragments after one-proton removal from Al-23 and reaction cross sections (sigma(R)) for Al-23,Al-24 on carbon target at 74A MeV have been measured simultaneously. An enhancement in sigma(R) is observed for Al-23 compaxed with Al-24. The full width at half maximum of the P-// distribution for Mg-22 fragments has been determined to be 232 +/- 28 MeV/c. Analysis of P-// using the Few-Body Glauber Model indicates a dominant d-wave configuration for the valence proton in the ground state of Al-23. The exotic structure in Al-23 is discussed.

Cold collisions of electrons with molecules

Results are presented of high-resolution scattering experiments involving electron collisions with CO2 and CS2, between a few meV and 200 meV impact energy. Virtual state scattering is shown to dominate the low-energy behaviour for both species. The most striking features of the scattering spectrum for CS2 are, however, giant resonances with cross sections greater by more than an order of magnitude than those generally encountered in low-energy scattering. A strong feature centred at 15 meV is attributed to the involvement of CS2- and is interpreted to be a consequence of the virtual state effect.

Computational challenges in atomic, molecular and optical physics

Six challenges are discussed. These are the laser-driven helium atom; the laser-driven hydrogen molecule and hydrogen molecular ion: electron scattering (with ionization) from one-electron atoms; the vibrational and rotational structure of molecules such as H-3(+) and water at their dissociation limits; laser- heated clusters; and quantum degeneracy and Bose-Einstein condensation. The first four concern fundamental few-body systems where use of high-performance computing (HPC) is currently making possible accurate modelling from first principles. This leads to reliable predictions and support for laboratory experiment as well as true understanding of the dynamics. Important aspects of these challenges addressable only via a terascale facility are set out. Such a facility makes the last two challenges in the above list meaningfully accessible for the first time, and the scientific interest together with the prospective role for HPC in these is emphasized.

Correlated electron transport in molecular electronics

Theoretical and experimental values to date for the resistances of single molecules commonly disagree by orders of magnitude. By reformulating the transport problem using boundary conditions suitable for correlated many-electron systems, we approach electron transport across molecules from a new standpoint. Application of our correlated formalism to benzene-dithiol gives current-voltage characteristics close to experimental observations. The method can solve the open system quantum many-body problem accurately, treats spin exactly, and is valid beyond the linear response regime.

Paul Karl Feyerabend Las proyecciones de la proliferación teórica en la relación ciencia-metafísica

La doctrina de la Proliferación teórica de Paul Karl Feyerabend ha sido interpretada por sus especialistas como un intento de salvaguardar el ideal del progreso científico. Aunque tales estudios hacen justicia, en parte, a la intencionalidad de nuestro filósofo no explicitan la crítica fundamental que implica para Feyerabend el pluralismo teórico. La proliferación teórica constituye en sí misma una reductio ad absurdum de los distintos intentos del positivismo lógico y del racionalismo crítico por definir la ciencia a expensas de lo metafísico. Este artículo presenta la proliferación teórica como una reivindicación del papel positivo que ocupa la metafísica en el quehacer científico. Se consigna la defensa que hace Feyerabend de la metafísica en cuanto que ésta constituye la posibilidad de superar el conservadurismo conceptual, aumentar de contenido empírico de la ciencia y recuperar el valor descriptivo de las teorías científicas.