X-shaped third harmonic generated by ultrashort infrared pulse filamentation in air

The authors report the measurement of the angularly resolved spectrum of the third harmonic generated in a femtosecond filament in air and its evolution with increasing pump power. Pumped by a focused infrared ultrashort pulse with a carrier wavelength of 1270 nm, a pulse duration of similar to 20 fs, and pulse energy up to 487 mu J, the generated third harmonic is composed of an on-axis emission and a conical ring emission. When the pump power is sufficiently high, angularly resolved spectra with significant X-like feature could be observed, indicating the formation of nonlinear X wave at third harmonic. (c) 2008 American Institute of Physics.

Self-focusing, Raman, and modulation instability of shaped relativistic laser pulse in plasmas

The interaction of shaped laser pulses with plasmas is studied in a strict theoretical framework without adopting the slow-varying envelope approximation (SVEA). Any physical quantities involved in the interaction are denoted as a summation of different real quantities of respective phases. The relationships among the phases of those real quantities and their moduli are strictly analyzed. Such strict analyses lead to a more exact equation set for the three-dimensional envelope of the laser pulse, which is not based on SVEA. Based on this equation set, self-focusing, Raman, and modulation instabilities could be discussed in a unified framework. The solutions of this equation set for the laser envelope reveal many possible multicolor laser modes in plasmas. The energy and the shape of a pulse determine its propagation through plasmas in a multicolor mode or in a monochromic mode. A global growth rate is introduced to measure the speed of the transition from the monochromic mode in vacuum to a possible mode in plasmas. (c) 2006 American Institute of Physics.

A. An investigation of the relation between the tensile strength and (Brinell) hardness of non-ferrous alloys. B. A design of a fatigue testing machine for a college laboratory

[no abstract]

Influência da associação de catalisadores químicos na cimentação de pinos pré-fabricados de fibra de vidro

O objetivo deste estudo foi avaliar a Influência da associação de catalisadores químicos junto a diferentes sistemas adesivos autocondicionantes e cimentos resinosos de dupla polimerização, na cimentação de pinos pré-fabricados de fibra de vidro, quanto a sua resistência ao cisalhamento por extrusão - push out, seu grau de conversão e nanoinfiltração. Foram utilizadas trinta raízes bovinas extraídas, que tiveram seus canais obturados com guta-percha termoplastificada, divididas em três grupos: G1 - Adper SE Plus /Rely X ARC; G2- Adper SE Plus / Catalisador Scotchbond + Rely X ARC ; G3- Clearfil SE Bond / ED Primer + Panavia F. Após a cimentação dos pinos foram obtidas fatias das raízes, com 1mm de espessura, dos terços cervical (C), médio (M) e apical (A). O ensaio de resistência ao cisalhamento por extrusão foi realizado em máquina de ensaio universal EMIC D500 com carga de 100KN à velocidade de 1,0 mm/min, até o deslocamento do pino. Os dados obtidos no ensaio foram tabulados e submetidos à análise estatística. A análise de variância a dois critérios mostrou que apenas os fatores grupo e profundidade foram significativos, não sendo significativa a sua interação. O resultado do teste de Tukey (ρ≥0,05), para o fator grupo, mostrou que a menor média de resistência ao cisalhamento por extrusão foi obtida pelo grupo 3, que apresentou diferença estatística significativa para os grupos 1 e 2 que não diferiram entre si. Para o fator Profundidade a maior média foi obtida no terço cervical que apresentou diferença estatística significativa para os terços médio e apical que não diferiram entre si: A análise do grau de conversão foi feita após vinte e quatro horas e os fatores estudados foram os cimentos resinosos Panavia F e Rely X ARC e os catalisadores químicos ED Primer e Catalisador Scotchbond, na forma incorporada ou aplicada superficialmente aos cimentos, formando 10 grupos experimentais. Para o grau de conversão, o teste de Tukey mostrou que o catalisador químico não aumentou o grau de conversão do RelyX ARC, já para o Panavia F, este aumentou significativamente seu grau de conversão. Quanto a análise em MEV da nanoinfiltração para o fator grupo, o resultado do teste de Tukey (ρ≥0,05) mostrou que a maior média foi obtida pelo grupo 3 que apresentou diferença estatística significativa para os grupos 1 e 2, que não diferiram entre si. Para o fator Profundidade a maior média foi obtida no terço apical que apresentou diferença estatística significativa para o terço cervical, que não diferiu do terço médio. Conclusões: 1- A associação de catalisadores químicos não aumentou a resistência ao cisalhamento por extrusão dos pinos de fibra de vidro. 2- O cimento Panavia F é dependente de catalisador aumentar o grau de conversão. 3- A associação de catalisadores químicos não foi capaz de alterar o padrão da camada híbrida, representado pela nanoinfiltração. 4- A nanoinfiltração está associada inversamente ao grau de conversão dos sistemas de cimentação, o que contribui negativamente para a resistência adesiva de pinos de fibra de vidro.

Optimal Data Distributions in Machine Learning

In the first part of the thesis we explore three fundamental questions that arise naturally when we conceive a machine learning scenario where the training and test distributions can differ. Contrary to conventional wisdom, we show that in fact mismatched training and test distribution can yield better out-of-sample performance. This optimal performance can be obtained by training with the dual distribution. This optimal training distribution depends on the test distribution set by the problem, but not on the target function that we want to learn. We show how to obtain this distribution in both discrete and continuous input spaces, as well as how to approximate it in a practical scenario. Benefits of using this distribution are exemplified in both synthetic and real data sets.

In order to apply the dual distribution in the supervised learning scenario where the training data set is fixed, it is necessary to use weights to make the sample appear as if it came from the dual distribution. We explore the negative effect that weighting a sample can have. The theoretical decomposition of the use of weights regarding its effect on the out-of-sample error is easy to understand but not actionable in practice, as the quantities involved cannot be computed. Hence, we propose the Targeted Weighting algorithm that determines if, for a given set of weights, the out-of-sample performance will improve or not in a practical setting. This is necessary as the setting assumes there are no labeled points distributed according to the test distribution, only unlabeled samples.

Finally, we propose a new class of matching algorithms that can be used to match the training set to a desired distribution, such as the dual distribution (or the test distribution). These algorithms can be applied to very large datasets, and we show how they lead to improved performance in a large real dataset such as the Netflix dataset. Their computational complexity is the main reason for their advantage over previous algorithms proposed in the covariate shift literature.

In the second part of the thesis we apply Machine Learning to the problem of behavior recognition. We develop a specific behavior classifier to study fly aggression, and we develop a system that allows analyzing behavior in videos of animals, with minimal supervision. The system, which we call CUBA (Caltech Unsupervised Behavior Analysis), allows detecting movemes, actions, and stories from time series describing the position of animals in videos. The method summarizes the data, as well as it provides biologists with a mathematical tool to test new hypotheses. Other benefits of CUBA include finding classifiers for specific behaviors without the need for annotation, as well as providing means to discriminate groups of animals, for example, according to their genetic line.

An investigation of various types of arc welded joints

In the last few years there has been much discussion as to the relative merits or arc welded joints as compared to riveted joints. There is an old precedent which must be removed before arc welding will come into its own. The purpose of this paper is to help establish confidence in this process of fabrication with special regard to strength and reliability.

A short thesis on arc-welding

During the past few years the attention of architects, engineers and others encased in or connected with the building industry has been attracted to the possibilities of the application of welding processes to the joining of structural members. As oxy-acetylene welding was developed before electric arc welding became perfected it was only natural that the gas torch should be first considered. It developed however on examination of the two processes that while acetylene welding gave better results in most cases it was only in the hands of experts that it could consistently outscore the arc as a welding medium. Arc-welding has the advantage over the acetylene process, where each individual operator must use his own judgement as to the proper flame, in that a squad of arc-welders can work under the direction of a single expert supervisor who accepts the responsibility of fixing the current value and of determining the proper size of welding rod to be used on any given type of work.

A influência do corte com diferentes discos e velocidades na integridade dos espécimes e na resistência adesiva de uma cerâmica a um cimento resinoso dual em ensaio de microtração

Esta pesquisa estudou a influência de diferentes velocidades de corte e marcas de discos diamantados nos valores de resistência adesiva, durante a preparação dos espécimes a serem submetidos à microtração, e na integridade das amostras por meio do microscópio eletrônico de varredura (MEV). Vinte blocos da cerâmica à base de dissilicato de lítio (IPS e.max Press) foram unidos com cimento resinoso (Rely X ARC) a blocos de compósito (Z100), construídos incrementalmente. Foram seguidas as recomendações dos fabricantes no tratamento da superfície da cerâmica e aplicação do cimento resinoso. Após 24 horas em água destilada a 37C, os espécimes foram divididos em dois grupos de discos: marcas Buehler e Extec e subdivididos nas velocidades de 200rpm e 400rpm (B2; E2; B4 e E4, respectivamente). Cada espécime foi cortado em dois eixos perpendiculares para obtenção de palitos com área adesiva de 1,0mm. Para cada condição experimental, os palitos foram separados, aleatoriamente, 15 palitos para análise ao MEV e 30 palitos para serem submetidos à força de tração. As médias de resistência adesiva em MPa foram E4=20,312 ; B4= 24,2 11,3 ; B2= 25,2 9,0 e E2= 28,6 10,4. Na análise estatística, observou-se que os valores de resistência adesiva na velocidade de 200rpm foram significativamente maiores comparados a velocidade de 400rpm, independente do disco empregado. Ao MEV, observou-se melhor integridade dos palitos na velocidade de 200rpm com presença de trincas menos extensas nas bordas externas. Constatou-se também que o disco Extec na velocidade de 400rpm apresentou movimentos excêntricos ao corte e obteve-se maior número de perdas prematuras, uma diminuição significante na média da área total de união (p<0,05), além de diferença significativa nos valores de resistência comparada a velocidade de 200rpm. Concluiu-se que a utilização de diferentes velocidades e sua interação com o disco empregado interfere na integridade dos espécimes e nos valores de resistência adesiva, sendo mais acentuada ao se utilizar o disco da marca Extec.