Emissione di Compton inverso e applicazioni astrofisiche

Con questa Tesi si vuole illustrare L'effetto Compton inverso e alcune delle sue applicazioni astrofisiche. Poichè l'effetto Compton inverso è un processo di scattering si è ritenuto importante spiegare, brevemente, la diffusione Thomson e la diffusione Compton per mostrare le differenze tra i tre processi. Successivamente si è studiata l'emissione per Compton inverso dovuta a una singola interazione, la potenza e lo spettro del caso generale. Tra le applicazioni astrofisiche si sono riportate la Comptonizzazione e il Synchrotron self-Compton, per poi approfondire ognuna con una esempio specifico. Nel caso della Comptonizzazione si è discusso l'effetto Sunyaev-zeldovich mentre i BL Lacertae rappresentano l'approfondimento relatico al Synchrotron self-Compton.

Preparazione di un setup sperimentale e misure preliminari per la caratterizzazione in aria di SiPM da utilizzare per esperimenti di ricerca della materia oscura

Da numerose osservazioni astronomiche e cosmologiche si ipotizza che la Materia Oscura rappresenti gran parte della massa dell’Universo. La Materia Oscura ha la particolarita` di interagire solo gravitazionalmente o debolmente e si presenta come massiva e neutra. Tra i vari candidati al ruolo di particelle di Materia Oscura troviamo le WIMP (Weakly Interacting Massive Particles). Un’esperimento che si propone di rivelare in modo diretto le WIMP, mediante la loro diffusione elastica su nuclei di Xeno, `e il progetto XENON presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso. Le tecniche di rivelazione diretta prevedono l’utilizzo di rivelatori grandi, in questo caso a gas nobile, ultra puri e situati in ambienti a bassa radioattivita` per diminuire il rumore di fondo come ad esempio i neutroni indotti dai muoni provenienti dai raggi cosmici (laboratori sotterranei). A causa della sezione d’urto molto piccola necessario raggiungere basse energie di soglia. A tal proposito sono in fase di ricerca e sviluppo soluzioni che permettano di migliorare le prestazioni del rivelatore; ad esempio sono in fase di studio soluzioni tecnologiche che migliorino la raccolta di luce. Una di queste prevede l’utilizzo di foto rivelatori tipo SiPM da affiancare a normali PMT. Tali rivelatori devono essere in grado di funzionare a basse temperature (circa −100◦ C) e devono poter rivelare fotoni di lunghezza d’onda di 178 nm. Il mio lavoro di tesi si colloca nell’ambito di tale progetto di ricerca e sviluppo. Lo scopo di questo lavoro `e stato infatti la preparazione di un setup sperimentale per caratterizzare in aria fotorivelatori SiPM Hamamatsu (prototipo codice S12574) in grado di lavorare in Xeno liquido. Oltre all’installazione del setup mi sono occupato di scrivere un programma in C++ in grado di analizzare le forme d’onda acquisite in run preliminari e di misurare guadagno e dark count rate del rivelatore.

Studio di un rivelatore per neutroni di alta energia

Guidata dall'interesse per lo studio della fissione nucleare, per molto tempo la ricerca nel campo dei neutroni si è concentrata su energie medio-basse (E<20 MeV) mentre per la regione a più alte energie le informazioni risultavano scarse o mancanti. Recentemente, invece, si è sviluppato un nuovo interesse per i Neutroni di Alta Energia, utilizzabili nelle terapie mediche per la cura di tumori, e di grande importanza per la radioprotezione e la trasmutazione delle scorie radioattive derivanti da produzione di energia nucleare. Queste applicazioni richiedono precisi fasci di neutroni quasi-monoenergetici, con energie dai 20 a qualche centinaia di MeV, servono perciò misurazioni intese a determinare le caratteristiche del fascio e atte a ottenere valori precisi della sezione d'urto relativa ai processi innescati da neutroni veloci. La sezione d'urto di un certo processo nucleare si deduce dalla misura del numero di eventi acquisiti per unità di tempo da un rivelatore, conoscendo l'efficienza di questo, l'intensità del fascio che incide nel bersaglio e le caratteristiche del target. Diventa, quindi, determinante la conoscenza dell'intensità del fascio dei neutroni, anche nel caso di un intervallo energetico ampio, come quello prodotto al CERN dalla facility n_TOF, che possiede energie che vanno dal meV al GeV. Sulla base di queste motivazioni, in questo lavoro di tesi, si vuole proporre un prototipo semplice di rivelatore per Neutroni di Alta Energia e si presenta uno studio preliminare del primo test sotto fascio, focalizzando l'attenzione sulla massima energia misurabile.

Studio del tensore di diffusione per la differenziazione delle strutture renali

La tecnologia della diffusion tensor imaging (DTI) è una tecnica non invasiva, che permette di effettuare una caratterizzazione in vivo di diversi tessuti, è una tecnica consolidata in ambito neurologico e rappresenta una metodica ancora da esplorare ma molto promettente in ambito renale. Questo lavoro di tesi si concentra in primo luogo sulla differenziazione di diverse strutture renali quali, la corteccia e la medulla del rene sano, le cisti del rene affetto dalla malattia policistica autosomica dominante e i carcinomi. La seconda parte del lavoro si concentra sui reni policistici, in quanto è una delle malattie genetiche più comuni e la principale causa di insufficienza renale e non è, ad oggi, stata adeguatamente affrontata in questo genere di studi. Il secondo obiettivo è, quindi, di valutare se la tecnica dell’imaging di diffusione potrebbe essere utile per fornire informazioni sullo stato della malattia e sul grado si avanzamento di essa. Sono stati implementati in Matlab gli algoritmi per la costruzione del tensore di diffusione a partire dalle immagini DWI e per la selezione delle ROI sulle varie regioni di interesse. I risultati ottenuti per l’analisi dei reni policistici dimostrano che per gli intervalli temporali considerati non è possibile correlare il valore di diffusività media del parenchima e lo stadio di avanzamento della malattia, stabilito dai valori di eGFR. Per quanto riguarda i risultati ottenuti dalla differenziazione delle diverse strutture renali la tecnica della diffusion imaging risulta essere potenzialmente in grado di differenziare i diversi tessuti renali e di valutare separatamente la funzionalità dei reni.

Fattibilità della misura di cattura neutronica sugli isotopi dispari del gadolinio

In questo lavoro di tesi ci proponiamo di determinare lo spessore degli isotopi ^157Gd e ^155Gd in vista della misura della sezione d’urto di cattura neutronica presso la facility n_TOF del CERN. La principale motivazione dell’esperimento è legata alla necessità di ottenere misure più accurate per le applicazioni ai reattori nucleari. Inoltre, i nuovi risultati, potranno essere sfruttati anche per applicazioni ai recenti sviluppi nella Terapia di Cattura Neutronica e per costruire nuovi rivelatori nell’ambito della ricerca del neutrino. La misura sarà effettuata nella prima area sperimentale EAR-1 di n_TOF, equipaggiata con rivelatori, come per esempio gli scintillatori liquidi al benzene deuterato (C6 D6) particolarmente adatti per questi tipi di misura. La sezione d’urto di questi due isotopi cambia di molti ordini di grandezza al variare dell’energia dei neutroni incidenti. Per questo motivo, lo studio effettuato in questa tesi ha mostrato che sono necessari due campioni altamente arricchiti per ogni isotopo da misurare: un campione estremamente sottile per energie del neutrone fino a 100 meV, e uno più spesso per energie maggiori. Inoltre per questi campioni sono stati determinati le densità areali necessarie per lo svolgimento dell’esperimento affinchè avvenga il fenomeno di trasmissione dei neutroni.

Evidenze sperimentali di stati di spin-parità naturali in 26Mg: vincoli sulla sorgente di neutroni nelle giganti rosse

In questa tesi si è studiato uno dei principali processi nelle stelle responsabili della nucleosintesi degli elementi pesanti dopo il 56Fe, il processo-s. In particolare sono state illustrate le sorgenti di neutroni che alimentano questo processo e si è analizzata la reazione 22Ne (α,n) 25Mg. Per costruire un valido modello matematico di questo processo è necessario conoscere in maniera accurata il reaction rate di questa reazione. Conseguentemente è necessario conoscere la sezione d'urto di tale reazione in maniera molto accurata. Sono stati condotti diversi esperimenti nel tentativo di valutare la sezione d'urto per via diretta, facendo collidere un fascio di particelle α su un campione di 22Ne. Queste rilevazioni hanno dato esiti non soddisfacenti nell'intervallo di energie riguardanti il processo-s, in quanto, a causa di disturbi dovuti al fondo di raggi cosmici e alla barriera Coulombiana, non è stato possibile osservare risonanze per valori di energie delle particelle α minori di (832± 2) keV. Per colmare la mancanza di dati sperimentali si è deciso di studiare gli stati eccitati del nucleo composto 26Mg tramite la reazione inversa 25Mg+n alle facility n_TOF, situata al CERN, e GELINA al IRMM. Le misure effettuate hanno mostrato diverse risonanze al di sotto di (832±2) keV, compatibili con le spin-parità di 22Ne e α. In seguito è stato stimato il loro contributo al reaction rate e i risultati hanno mostrato che per temperature tipiche di stelle massive il contributo di queste risonanze è trascurabile ma risulta di grande rilevanza alle temperature tipiche delle stelle appartenenti al ramo asintotico delle giganti (AGB).

Adequacy of venous thromboprophylaxis in acutely ill medical patients (IMPART): multisite comparison of different clinical decision support systems

BACKGROUND: The adequacy of thromboprophylaxis prescriptions in acutely ill hospitalized medical patients needs improvement. OBJECTIVE: To prospectively assess the efficacy of thromboprophylaxis adequacy of various clinical decision support systems (CDSS) with the aim of increasing the use of explicit criteria for thromboprophylaxis prescription in nine Swiss medical services. METHODS: We randomly assigned medical services to a pocket digital assistant program (PDA), pocket cards (PC) and no CDSS (controls). In centers using an electronic chart, an e-alert system (eAlerts) was developed. After 4 months, we compared post-CDSS with baseline thromboprophylaxis adequacy for the various CDSS and control groups. RESULTS: Overall, 1085 patients were included (395 controls, 196 PC, 168 PDA, 326 eAlerts), 651 pre- and 434 post-CDSS implementation: 472 (43.5%) presented a risk of VTE justifying thromboprophylaxis (31.8% pre, 61.1% post) and 556 (51.2%) received thromboprophylaxis (54.2% pre, 46.8% post). The overall adequacy (% patients with adequate prescription) of pre- and post-CDSS implementation was 56.2 and 50.7 for controls (P = 0.29), 67.3 and 45.3 for PC (P = 0.002), 66.0 and 64.9 for PDA (P = 0.99), 50.5 and 56.2 for eAlerts (P = 0.37), respectively, eAlerts limited overprescription (56% pre, 31% post, P = 0.01). CONCLUSION: While pocket cards and handhelds did not improve thromboprophylaxis adequacy, eAlerts had a modest effect, particularly on the reduction of overprescription. This effect only partially contributes to the improvement of patient safety and more work is needed towards institution-tailored tools.

Physiologic response to changing positive end-expiratory pressure during neurally adjusted ventilatory assist in sedated, critically ill adults

Neurally adjusted ventilatory assist (NAVA) delivers airway pressure (Paw) in proportion to neural inspiratory drive as reflected by electrical activity of the diaphragm (EAdi). Changing positive end-expiratory pressure (PEEP) impacts respiratory muscle load and function and, hence, EAdi. We aimed to evaluate how PEEP affects the breathing pattern and neuroventilatory efficiency during NAVA.

Review of The Great Pictorial History of World Crime. By Jay Robert Nash. Wilmette, Ill.: History, Inc., 2004.

Frazier reviews The Great Pictorial History of World Crime by Jay Robert Nash.

Long-term consequences of an intensive care unit stay in older critically ill patients: design of a longitudinal study

Background Modern methods in intensive care medicine often enable the survival of older critically ill patients. The short-term outcomes for patients treated in intensive care units (ICUs), such as survival to hospital discharge, are well documented. However, relatively little is known about subsequent long-term outcomes. Pain, anxiety and agitation are important stress factors for many critically ill patients. There are very few studies concerned with pain, anxiety and agitation and the consequences in older critically ill patients. The overall aim of this study is to identify how an ICU stay influences an older person's experiences later in life. More specific, this study has the following objectives: (1) to explore the relationship between pain, anxiety and agitation during ICU stays and experiences of the same symptoms in later life; and (2) to explore the associations between pain, anxiety and agitation experienced during ICU stays and their effect on subsequent health-related quality of life, use of the health care system (readmissions, doctor visits, rehabilitation, medication use), living situation, and survival after discharge and at 6 and 12 months of follow-up. Methods/Design A prospective, longitudinal study will be used for this study. A total of 150 older critically ill patients in the ICU will participate (ICU group). Pain, anxiety, agitation, morbidity, mortality, use of the health care system, and health-related quality of life will be measured at 3 intervals after a baseline assessment. Baseline measurements will be taken 48 hours after ICU admission and one week thereafter. Follow-up measurements will take place 6 months and 12 months after discharge from the ICU. To be able to interpret trends in scores on outcome variables in the ICU group, a comparison group of 150 participants, matched by age and gender, recruited from the Swiss population, will be interviewed at the same intervals as the ICU group. Discussion Little research has focused on long term consequences after ICU admission in older critically ill patients. The present study is specifically focussing on long term consequences of stress factors experienced during ICU admission.

Effect of preventive interventions in mentally ill parents on the mental health of the offspring: systematic review and meta-analysis

Mental illness in parents affects the mental health of their children. A systematic review and a meta-analysis of the effectiveness of interventions to prevent mental disorders or psychological symptoms in the offspring were performed.