Miocene lithological, foraminiferal and palynological data from the Belverde borehole (Portugal)

XVIII Jornadas de Paleontología, 2002

Memòria científica de l'estada de recerca fora de Catalunya

Estudi elaborat a partir d’una estada a l'Institut de Physique Nucléaire d'Orsay (França), entre els mesos de setembre a novembre del 2005, col·laborant amb el Profesor Jérôme Margueron. La motivació d'aquest estudi sorgeix en el marc de les explosions de supernoves del tipus II. A l'interior d'aquestes supernoves s'hi formen protoestels de neutrons composats d'una matèria densa d'hadrons en interacció amb una quantitat ingent de neutrins. El temps d'escapament d'aquests neutrins és important per evaluar llur influència en l'ona de xoc que, a l'exterior del protoestel, intenta escapar del col∙lapse gravitatori i fer esclatar la supernova. En aquest intent de modelitzar l'interior dels protoestels de neutrons, s’ha tractat una matèria hadrònica composada per nucleons (neutrons i protons) i lambdes, deixant per a estudis futurs la influència de la resta d'hiperons ja que la sola presència de les lambdes altera significativament la resposta del medi en front de pertorbacions externes. Com a resultat de l’estudi s’ha obtingut, doncs, el camí lliure mig dels neutrins en la matèria hadrònica.

Determinació de la ubicació estructural dels ions Yb3+ i Nb3+ en Yb:RTP, Nb:RTP i (Nb,Yb):RTP

Estudi elaborat a partir d’una estada al Stony Brook University al juliol del 2006. El RbTiOPO4 (RTP) monocristal•lí és un material d' òptica no lineal molt rellevant i utilitzat en la tecnologia làser actual, químicament molt estable i amb unes propietats físiques molt destacades, entre elles destaquen els alts coeficients electro-òptics i l'alt llindar de dany òptic que presenta. En els últims anys s’està utilitzant tecnològicament en aplicacions d'òptica no lineal en general i electro-òptiques en particular. En alguns casos ja ha substituït, millorant prestacions, a materials tals com el KTP o el LNB(1). Dopant RTP amb ions lantànids (Ln3+) (2-4), el material es converteix en un material làser auto-doblador de freqüència, combinant les seves propietats no lineals amb les de matriu làser. El RTP genera radiació de segon harmònic (SHG) a partir d’un feix fonamental amb longituds d’ona inferiors a 990 nm, que és el límit que presenta el KTP.La determinació de la ubicació estructural i l’estudi de l'entorn local del ions actius làser és de fonamental importància per a la correcta interpretació de les propietats espectroscòpiques d’aquest material. Mesures de difracció de neutrons sobre mostra de pols cristal•lí mostren que els ions Nb5+ i Ln3+ només substitueixin posicions de Ti4+ (8-9). Estudis molt recents d'EPR (electron paramagnetic resonance) semblen indicar que quan la concentració d'ió Ln3+ es baixa, aquest ió presenta la tendència a substituir l'ió alcalí present a l'estructura (10).Després dels resultats obtinguts en el present treball a partir de la tècnica EXAFS a la instal•lació sincrotò del Brookhaven National Laboratory/State University of New York (Stony Brook) es pot concloure definitivament que els ions Nb s’ubiquen en la posició Ti (1) i que els ions Yb3+ es distribueixen paritariament en les dues posicions del Ti (1 i 2). Aquests resultats aporten una valuosa informació per a la correcta interpretació dels espectres, tant d’absorció com d’emissió, del material i per la avaluació dels paràmetres del seu comportament durant l'acció làser.

Characterisation of neutron spectra in mixed high energy fields in lineal accelerators: response functions validation

Actualment, la resposta de la majoria d’instrumentació operacional i dels dosímetres personals utilitzats en radioprotecció per a la dosimetria neutrònica és altament dependent de l’energia dels espectres neutrònics a analitzar, especialment amb camps neutrònics amb una important component intermitja. En conseqüència, la interpretació de les lectures d’aquests aparells es complicada si no es té un coneixement previ de la distribució espectral de la fluència neutrònica en els punts d’interès. El Grup de Física de les Radiacions de la Universitat Autònoma de Barcelona (GFR-UAB) ha desenvolupat en els últims anys un espectròmetre de neutrons basat en un Sistema d’Esferes Bonner (BSS) amb un contador proporcional d’3He com a detector actiu. Els principals avantatges dels espectròmetres de neutrons per BSS són: la seva resposta isotròpica, la possibilitat de discriminar la component neutrònica de la gamma en camps mixtos, i la seva alta sensibilitat neutrònica als nivells de dosi analitzats. Amb aquestes característiques, els espectròmetres neutrònics per BSS compleixen amb els estándards de les últimes recomanacions de la ICRP i poden ser utilitzats també en el camp de la dosimetria neutrònica per a la mesura de dosis en el rang d’energia que va dels tèrmics fins als 20 MeV, en nou ordres de magnitud. En el marc de la col•laboració entre el GFR - UAB i el Laboratorio Nazionale di Frascati – Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (LNF-INFN), ha tingut lloc una experiència comparativa d’espectrometria per BSS amb els feixos quasi monoenergètics de 2.5 MeV i 14 MeV del Fast Neutron Generator de l’ENEA. En l’exercici s’ha determinat l’espectre neutrònic a diferents distàncies del blanc de l’accelerador, aprofitant el codi FRUIT recentment desenvolupat pel grup LNF. Els resultats obtinguts mostren una bona coherència entre els dos espectròmetres i les dades mesurades i simulades.

Caracterización de la fuente de neutrones (Am-Be) del GFR - UAB

La presente memoria describe el trabajo llevado a cabo en el GFR (Grup de Física de les Radiacions) de la UAB para caracterizar y hacer aprovechable la fuente de neutrones de 241Am-Be de 1 Ci de actividad que se encuentra en el laboratorio de radiaciones.

Imaging and therapy with monoclonal antibodies in non-hematopoietic tumors.

Although radiolabelled monoclonal antibodies are useful in tumor imaging, in our opinion their most important role is in the evaluation of the capacity of newly developed monoclonal antibodies to localize in tumors specifically. Intravenous injections of monoclonal antibody fragments, labelled with beta-emitting radionuclides, can completely eradicate large human colon carcinoma xenografts in nude mice whereas this is not achieved by unconjugated monoclonal antibodies. New strategies are being developed to make radioimmunotherapy applicable to carcinoma patients.

Magnetic superelasticity and inverse magnetocaloric effect in Ni-Mn-In

Applying a magnetic field to a ferromagnetic Ni50Mn34In16 alloy in the martensitic state induces a structural phase transition to the austenitic state. This is accompanied by a strain which recovers on removing the magnetic field, giving the system a magnetically superelastic character. A further property of this alloy is that it also shows the inverse magnetocaloric effect. The magnetic superelasticity and the inverse magnetocaloric effect in Ni-Mn-In and their association with the first-order structural transition are studied by magnetization, strain, and neutron-diffraction studies under magnetic field.

Superheavy nuclei in relativistic effective Lagrangian model

Isotopic and isotonic chains of superheavy nuclei are analyzed to search for spherical double shell closures beyond Z=82 and N=126 within the new effective field theory model of Furnstahl, Serot, and Tang for the relativistic nuclear many-body problem. We take into account several indicators to identify the occurrence of possible shell closures, such as two-nucleon separation energies, two-nucleon shell gaps, average pairing gaps, and the shell correction energy. The effective Lagrangian model predicts N=172 and Z=120 and N=258 and Z=120 as spherical doubly magic superheavy nuclei, whereas N=184 and Z=114 show some magic character depending on the parameter set. The magicity of a particular neutron (proton) number in the analyzed mass region is found to depend on the number of protons (neutrons) present in the nucleus.

Ferromagnetic instabilities in neutron matter at finite temperature with the Skyrme interaction

The properties of spin-polarized neutron matter are studied at both zero and finite temperature using Skyrme-type interactions. It is shown that the critical density at which ferromagnetism takes place decreases with temperature. This unexpected behavior is associated to an anomalous behavior of the entropy that becomes larger for the polarized phase than for the unpolarized one above a certain critical density. This fact is a consequence of the dependence of the entropy on the effective mass of the neutrons with different third spin component. A new constraint on the parameters of the effective Skyrme force is derived if this behavior is to be avoided.

Neutron diffraction analysis on FINEMET alloys

Neutron diffraction has been used to study in situ the nanocrystallization process of Fe73.5Cu1Nb3Si22.5-xBx (x = 5, 9, and 12) amorphous alloys. Nanocrystallization results in a decrease of both the silicon content and the grain size of the Fe(Si) phase with increasing value of x. By comparing the radial distribution function peak areas with those predicted for ideal bcc and DO3 structure, it can be concluded that the ordering in DO3 Fe(Si) crystals increases with the silicon content.

Origin of the neutron skin thickness of 208Pb in nuclear mean-field models

We study whether the neutron skin thickness Δrnp of 208Pb originates from the bulk or from the surface of the nucleon density distributions, according to the mean-field models of nuclear structure, and find that it depends on the stiffness of the nuclear symmetry energy. The bulk contribution to Δrnp arises from an extended sharp radius of neutrons, whereas the surface contribution arises from different widths of the neutron and proton surfaces. Nuclear models where the symmetry energy is stiff, as typical of relativistic models, predict a bulk contribution in Δrnp of 208Pb about twice as large as the surface contribution. In contrast, models with a soft symmetry energy like common nonrelativistic models predict that Δrnp of 208Pb is divided similarly into bulk and surface parts. Indeed, if the symmetry energy is supersoft, the surface contribution becomes dominant. We note that the linear correlation of Δrnp of 208Pb with the density derivative of the nuclear symmetry energy arises from the bulk part of Δrnp. We also note that most models predict a mixed-type (between halo and skin) neutron distribution for 208Pb. Although the halo-type limit is actually found in the models with a supersoft symmetry energy, the skin-type limit is not supported by any mean-field model. Finally, we compute parity-violating electron scattering in the conditions of the 208Pb parity radius experiment (PREX) and obtain a pocket formula for the parity-violating asymmetry in terms of the parameters that characterize the shape of the 208Pb nucleon densities.

The influence of the symmetry energy on the giant monopole resonance of neutron-rich nuclei analyzed in Thomas-Fermi theory

We analyze the influence of the density dependence of the symmetry energy on the average excitation energy of the isoscalar giant monopole resonance (GMR) in stable and exotic neutron-rich nuclei by applying the relativistic extended Thomas-Fermi method in scaling and constrained calculations. For the effective nuclear interaction, we employ the relativistic mean field model supplemented by an isoscalar-isovector meson coupling that allows one to modify the density dependence of the symmetry energy without compromising the success of the model for binding energies and charge radii. The semiclassical estimates of the average energy of the GMR are known to be in good agreement with the results obtained in full RPA calculations. The present analysis is performed along the Pb and Zr isotopic chains. In the scaling calculations, the excitation energy is larger when the symmetry energy is softer. The same happens in the constrained calculations for nuclei with small and moderate neutron excess. However, for nuclei of large isospin the constrained excitation energy becomes smaller in models having a soft symmetry energy. This effect is mainly due to the presence of loosely-bound outer neutrons in these isotopes. A sharp increase of the estimated width of the resonance is found in largely neutron-rich isotopes, even for heavy nuclei, which is enhanced when the symmetry energy of the model is soft. The results indicate that at large neutron numbers the structure of the low-energy region of the GMR strength distribution changes considerably with the density dependence of the nuclear symmetry energy, which may be worthy of further characterization in RPA calculations of the response function.

Neutron structure of type-III antifreeze protein allows the reconstruction of AFP-ice interface.

Antifreeze proteins (AFPs) inhibit ice growth at sub-zero temperatures. The prototypical type-III AFPs have been extensively studied, notably by X-ray crystallography, solid-state and solution NMR, and mutagenesis, leading to the identification of a compound ice-binding surface (IBS) composed of two adjacent ice-binding sections, each which binds to particular lattice planes of ice crystals, poisoning their growth. This surface, including many hydrophobic and some hydrophilic residues, has been extensively used to model the interaction of AFP with ice. Experimentally observed water molecules facing the IBS have been used in an attempt to validate these models. However, these trials have been hindered by the limited capability of X-ray crystallography to reliably identify all water molecules of the hydration layer. Due to the strong diffraction signal from both the oxygen and deuterium atoms, neutron diffraction provides a more effective way to determine the water molecule positions (as D(2) O). Here we report the successful structure determination at 293 K of fully perdeuterated type-III AFP by joint X-ray and neutron diffraction providing a very detailed description of the protein and its solvent structure. X-ray data were collected to a resolution of 1.05 Å, and neutron Laue data to a resolution of 1.85 Å with a "radically small" crystal volume of 0.13 mm(3). The identification of a tetrahedral water cluster in nuclear scattering density maps has allowed the reconstruction of the IBS-bound ice crystal primary prismatic face. Analysis of the interactions between the IBS and the bound ice crystal primary prismatic face indicates the role of the hydrophobic residues, which are found to bind inside the holes of the ice surface, thus explaining the specificity of AFPs for ice versus water.