FSBS resonances observed in a standard highly nonlinear fiber.

Forward stimulated Brillouin scattering (FSBS) is observed in a standard 2-km-long highly nonlinear fiber. The frequency of FSBS arising from multiple radially guided acoustic resonances is observed up to gigahertz frequencies. The tight confinement of the light and acoustic field enhances the interaction and results in a large gain coefficient of 34.7 W(-1) at a frequency of 933.8 MHz. We also find that the profile on the anti-Stokes side of the pump beam have lineshapes that are asymmetric, which we show is due to the interference between FSBS and the optical Kerr effect. The measured FSBS resonance linewidths are found to increase linearly with the acoustic frequency. Based on this scaling, we conclude that dominant contribution to the linewidth is from surface damping due to the fiber jacket and structural nonuniformities along the fiber.

Flow stabilization with active hydrodynamic cloaks

We demonstrate that fluid flow cloaking solutions, based on active hydrodynamic metamaterials, exist for two-dimensional flows past a cylinder in a wide range of Reynolds numbers (Re's), up to approximately 200. Within the framework of the classical Brinkman equation for homogenized porous flow, we demonstrate using two different methods that such cloaked flows can be dynamically stable for Re's in the range of 5-119. The first highly efficient method is based on a linearization of the Brinkman-Navier-Stokes equation and finding the eigenfrequencies of the least stable eigenperturbations; the second method is a direct numerical integration in the time domain. We show that, by suppressing the von Kármán vortex street in the weakly turbulent wake, porous flow cloaks can raise the critical Reynolds number up to about 120 or five times greater than for a bare uncloaked cylinder. © 2012 American Physical Society.

A theory of hypoellipticity and unique ergodicity for semilinear stochastic PDEs

We present a theory of hypoellipticity and unique ergodicity for semilinear parabolic stochastic PDEs with "polynomial" nonlinearities and additive noise, considered as abstract evolution equations in some Hilbert space. It is shown that if Hörmander's bracket condition holds at every point of this Hilbert space, then a lower bound on the Malliavin covariance operatorμt can be obtained. Informally, this bound can be read as "Fix any finite-dimensional projection on a subspace of sufficiently regular functions. Then the eigenfunctions of μt with small eigenvalues have only a very small component in the image of Π." We also show how to use a priori bounds on the solutions to the equation to obtain good control on the dependency of the bounds on the Malliavin matrix on the initial condition. These bounds are sufficient in many cases to obtain the asymptotic strong Feller property introduced in [HM06]. One of the main novel technical tools is an almost sure bound from below on the size of "Wiener polynomials," where the coefficients are possibly non-adapted stochastic processes satisfying a Lips chitz condition. By exploiting the polynomial structure of the equations, this result can be used to replace Norris' lemma, which is unavailable in the present context. We conclude by showing that the two-dimensional stochastic Navier-Stokes equations and a large class of reaction-diffusion equations fit the framework of our theory.

Wave transformation and wave-driven flow across a steep coral reef

Observations of waves, setup, and wave-driven mean flows were made on a steep coral forereef and its associated lagoonal system on the north shore of Moorea, French Polynesia. Despite the steep and complex geometry of the forereef, and wave amplitudes that are nearly equal to the mean water depth, linear wave theory showed very good agreement with data. Measurements across the reef illustrate the importance of including both wave transport (owing to Stokes drift), as well as the Eulerian mean transport when computing the fluxes over the reef. Finally, the observed setup closely follows the theoretical relationship derived from classic radiation stress theory, although the two parameters that appear in the model-one reflecting wave breaking, the other the effective depth over the reef crest-must be chosen to match theory to data. © 2013 American Meteorological Society.

The island-scale internal wave climate of Moorea, French Polynesia

Analysis of five-year records of temperatures and currents collected at Moorea reveal strong internal wave activity at predominantly semi-diurnal frequencies impacting reef slopes at depths 30m around the entire island. Temperature changes of 1.5C to 3C are accompanied by surges of upward and onshore flow and vertical shear in onshore currents. Superimposed on annual temperature changes of approximately 3C, internal wave activity is high from Oct-May and markedly lower from Jun-Sep. The offshore pycnocline is broadly distributed with continuous stratification to at least 500m depth, and a subsurface fluorescence maximum above the strong nutricline at approximately 200m. Minimum buoyancy periods range from 4.8 to 6min, with the maximum density gradient occurring at 50 to 60m depth in summer and deepening to approximately 150 to 200m in winter. The bottom slope angle around all of Moorea is super-critical relative to the vertical stratification angle suggesting that energy propagating into shallow water is only a portion of total incident internal wave energy. Vertical gradient Richardson numbers indicate dominance by density stability relative to current shear with relatively limited diapycnal mixing. Coherence and lagged cross-correlation of semi-diurnal temperature variation indicate complex patterns of inter-site arrival of internal waves and no clear coherence or lagged correlation relationships among island sides. Semi-diurnal and high frequency internal wave packets likely arrive on Moorea from a combination of local and distant sources and may have important impacts for nutrient and particle fluxes in deep reef environments. © 2012 American Geophysical Union. All Rights Reserved.

Evaluating Stakeholder Engagement in North Carolina Sea Grant’s Strategic Planning Process

In order to develop a strategic plan that will guide their priorities and resource allocation for 2018-2021, North Carolina Sea Grant has implemented a multi-stage process designed to increase stakeholder engagement and to better assess and serve the coastal priorities of North Carolinians. This project explores strengths and potential areas for improvement within NC Sea Grant’s planning process with a specific focus on maximizing stakeholder engagement. By interviewing staff, observing focus groups, and creating a survey instrument for public distribution, we developed a set of recommendations highlighting the ways that NC Sea Grant can better facilitate inclusion of stakeholder, public, and staff input in its strategic planning process, such as holding some stakeholder events outside of typical business hours and discussing ways to incorporate diversity into the strategic plan.

Supercontinuum Generation by Stimulated Raman Scattering and Parametric Four-Wave Mixing in Photonic Crystal Fibers

Supercontinuum generation is investigated experimentally and numerically in a highly nonlinear indexguiding photonic crystal optical fiber in a regime in which self-phase modulation of the pump wave makes a negligible contribution to spectral broadening. An ultrabroadband octave-spanning white-light continuum is generated with 60-ps pump pulses of subkilowatt peak power. The primary mechanism of spectral broadening is identified as the combined action of stimulated Raman scattering and parametric four-wave mixing. The observation of a strong anti-Stokes Raman component reveals the importance of the coupling between stimulated Raman scattering and parametric four-wave mixing in highly nonlinear photonic crystal fibers and also indicates that non-phase-matched processes contribute to the continuum. Additionally, the pump input polarization affects the generated continuum through the influence of polarization modulational instability. The experimental results are in good agreement with detailed numerical simulations. These findings demonstrate the importance of index-guiding photonic crystal fibers for the design of picosecond and nanosecond supercontinuum light sources. © 2002 Optical Society of America.

Estimación de actitudes hacia el riesgo

p.173-180

La geometría en el aula: una propuesta para la interpretación de conceptos e ideas matemáticas y físicas

El presente trabajo se desprende de la práctica docente que se está llevando a cabo en el Centro Educativo Femenino de Antioquia (CEFA) en la ciudad de Medellín con estudiantes del grado décimo, el cual tiene como intención primordial retornar la geometría al aula de clase como una herramienta que facilita la interpretación de las ideas matemáticas y físicas, empleando la metodología de aula-taller como fundamento para alcanzar tal fin. Hasta ahora se ha logrado despertar un relevante interés en el manejo del lenguaje geométrico y una mejor interpretación de algunos conceptos como el teorema de Pitágoras y el número Pi, a partir de uso del material concreto que ayuda al estudiante a alcanzar una mejor apropiación de dichos conceptos.

Una vinculación de la matemática escolar y la investigación a través de diseños didácticos con el uso de la tecnología

Este trabajo de investigación ha centrado la atención en generar diseños didácticos que aborden temas del Cálculo y Precálculo del currículo actual, cuyos fundamentos teóricos están basados en investigaciones de corte socioepistemológico favoreciendo el uso inteligente de la tecnología en el aula de matemáticas. En éstos se retomarán aspectos que ayuden a la reconstrucción de significados de tópico matemáticos como el teorema de Thales, el uso de la subtangente para caracterizar una curva (máximos, mínimos y puntos de inflexión) y la noción de acumulación para abordar el área bajo la curva.

Buscando que los estudiantes construyan demostraciones

El rol del aprendizaje significativo mediante la utilización de nuevas estrategias de enseñanza. Este aprendizaje involucra un proceso en el que lo que aprendemos es el producto de la información nueva, interpretada a la luz de lo que ya sabemos. Para que haya aprendizaje significativo, es necesario que el alumno pueda relacionar el material de aprendizaje con la estructura de conocimientos de que ya dispone. De esta forma, junto con la motivación favorable para la comprensión, y, los esfuerzos que requiere, una condición esencial del aprendizaje de conceptos será que estos se relacionen con los conocimientos previos de los alumnos. El nuevo conocimiento, que queremos que el alumno aprenda en esta oportunidad, surgirá de un adecuado desarrollo del razonamiento deductivo y manejo de los conocimientos previos. Entendiendo por razonamiento deductivo al proceso de razonamiento en que, para obtener una conclusión lógicamente necesaria a partir de ciertas premisas, los pasos están encadenados siguiendo ciertas reglas lógicas y son justificados rigurosamente. Las justificaciones están basadas en los axiomas y definiciones de la teoría respectiva, en teoremas demostrados con anterioridad y en las premisas o hipótesis del problema o teorema. El docente debe ayudar al estudiante a desarrollar y usar el poder del razonamiento deductivo comprometiéndolo permanentemente a pensar, analizar y deducir conjeturas en clase, además debe crear y seleccionar tareas apropiadas que puedan involucrar la generalización, la organización de datos para validar o refutar una conjetura. Un grupo de bachillerato del último año desarrolló la demostración de un teorema de convergencia de series, con los resultados de un 46% que la realizó exitosamente, versus un 36% que no lo logró. Los alumnos que lograron hacer la demostración, no eran los más estudiosos pero tenían una buena capacidad de razonamiento. En cambio los que generalmente preparan las evaluaciones y que se apoyan mucho en la memoria, no lograron un buen desempeño.

Gestión del profesor enfocada en aspectos de la construcción de significado de una definición y de una proposición condicional

Se pone de manifiesto la necesidad de que el profesor gestione la construcción de significado en el aula y lo haga a partir de las interpretaciones que pueda inferir de los aportes verbales de los estudiantes durante el proceso. Se muestra que la construcción de significado de una definición que un profesor podría despachar muy rápidamente (señalando un error, repitiendo la definición y pidiendo a los estudiantes que se fijen bien en ella para reformular la representación de la situación en la que el objeto definido se pone en juego), está lejos de ser un asunto baladí. En el segundo ejemplo que se presenta es posible ver cómo la gestión del profesor en pro de la construcción de significado de un objeto geométrico (en este caso, el enunciado del Teorema Localización de Puntos), no se agota en el momento en que se enuncia y demuestra el Teorema sino que se requiere también en momentos en que se usa en el marco de la resolución de un nuevo problema.

Algunas demostraciones geométricas de la irracionalidad de raíz de 2

El objetivo de este artículo es presentar varias pruebas visuales sobre la irracionalidad de raíz de 2, las cuales no son muy conocidas comparadas con otras pruebas, como por ejemplo, las demostraciones del teorema de Pitágoras. Además, esas demostraciones pueden ser útiles como una alternativa a la clásica demostración griega y de esta forma se intentará llamar la atención de los alumnos.

Imátgenes 19, 20 y 21

Por quinta vez puso cuatro motas de tinta en el papel, les puso nombres (A, B, C, D) y los unió con segmentos para formar un cuadrilátero. Luego señaló los puntos medios de sus cuatro lados y los conectó formando otro cuadrilátero (P, Q, R, S). Ahí estaba el problema. Ese cuadrilátero interior siempre resultaba ser un paralelogramo pusiera como pusiera los cuatro puntos originales. ¿Acaso había orden en el caos? Por un momento pensó que quizá había truco, que tal vez sucedía así porque la gente ponía los puntos de formas similares. Pero ya había probado configuraciones muy raras, incluso dejó que los segmentos del cuadrilátero ABCD se interceptasen, y siempre obtenía idéntico resultado. No, lo que parece cumplirse para cualquier caso no es ningún truco, sino un teorema que demostrar.

Algunas demostraciones del valor de la potencia de un punto con respecto a una circunferencia

Se proponen tres demostraciones sobre el valor de la potencia de un punto con respecto a una circunferencia. La primera utiliza el método de la geometría analítica, y las propiedades de las soluciones de la ecuación de segundo grado. La segunda se basa sólo en el Teorema de Pitágoras. Y, la tercera utiliza el álgebra de vectores. Por último, se da el resultado de la potencia de un punto con respecto a una elipse. Con esto se intenta suplir el hueco en los libros de texto, de nivel de Bachillerato, que no recogen una demostración general sobre la constancia de la potencia del punto con respecto a una circunferencia.