Test particle motion in a Lorentz gas

This is a two-part thesis concerning the motion of a test particle in a bath. In part one we use an expansion of the operator PLe^it(1-P)LLP to shape the Zwanzig equation into a generalized Fokker-Planck equation which involves a diffusion tensor depending on the test particle's momentum and the time.

In part two the resultant equation is studied in some detail for the case of test particle motion in a weakly coupled Lorentz Gas. The diffusion tensor for this system is considered. Some of its properties are calculated; it is computed explicitly for the case of a Gaussian potential of interaction.

The equation for the test particle distribution function can be put into the form of an inhomogeneous Schroedinger equation. The term corresponding to the potential energy in the Schroedinger equation is considered. Its structure is studied, and some of its simplest features are used to find the Green's function in the limiting situations of low density and long time.

Densidade, genética e saúde populacional como ferramentas para propor um plano de controle e erradicação de invasão biológica: o caso de Callithrix aurita (Primates) no Parque Nacional da Serra dos Órgãos, RJ, Brasil

A introdução de espécies em locais fora de sua distribuição natural é uma preocupação importante na conservação da biodiversidade. A espécie Callithrix aurita é endêmica das regiões de floresta de altitude da Mata Atlântica do Sudeste do Brasil. Os critérios mais relevantes que a enquadram como espécie ameaçada de extinção são: destruição do habitat, incapacidade de adaptação a florestas secundárias degradadas, declínio populacional, distribuição restrita e introdução de espécies exóticas invasoras. Estes critérios, aliados à evidente raridade, explicam a sua inclusão na Lista Oficial de Espécies da Fauna Brasileira Ameaçadas de Extinção. Os objetivos do trabalho são: estimar o tamanho populacional de C. aurita, C. penicillata e seus híbridos no Parque Nacional da Serra dos Órgãos, avaliar a hibridação entre as espécies por caracteres morfológicos e laboratoriais, verificar o estado de saúde e confirmar a participação de C. aurita na paternidade dos animais capturados, propor um plano de erradicação e de controle de invasão de C. penicillata no Parque. Os tamanhos populacionais das duas espécies de primatas foram estimados através do método Distance Sampling. Um total de sete sagüis foi capturado com armadilhas de captura viva para a contenção física e química e posterior realização dos procedimentos. Para o hemograma, as dosagens bioquímicas e as análises genéticas, o sangue foi recolhido em um tubo de ensaio contendo anticoagulante e mantido em temperatura de refrigeração até o momento da manipulação / processamento das amostras. Callithrix aurita parece estar bem preservada apenas na área do Parque correspondente ao trecho situado no município de Petrópolis. As análises citogenéticas e moleculares dos híbridos são uma ferramenta útil para confirmar se há ou não hibridação, identificando as espécies envolvidas e verificando se há tendência nos retrocruzamentos. Pode-se sugerir que existe uma tendência à diferenciação das espécies e identificação de indivíduos híbridos pelo padrão hematológico e bioquímico, a ser confirmada com uma amostragem maior de animais da espécie C. aurita, preferencialmente da mesma localidade e nas mesmas condições. No caso de C. aurita, as principais recomendações para sua conservação incluem pesquisas para o registro de outras populações em áreas de distribuição livres de invasão, para que se possa avaliar as chances de recuperação populacional e sobrevivência da espécie. A criação de novas Unidades de Conservação deve ser estimulada, assim como estudos mais aprofundados sobre a espécie nos locais já conhecidos de ocorrência, além de um programa seguro de criação em cativeiro.

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.

Determination of the activity of nitrifying bacteria in surface waters by a modified BOD-test. [Translation from: Zentbl.Bakt.Parasitkde 156(1) 414-421, 1972. ]

A modified method of the Biochemical oxygen demand (BOD)test was applied in order to find out the seasonal changing activity of the nitrifying bacteria in surface waters. Samples were taken from the River Elbe near Teufelsbrueck.

Tecnologias não-invasivas de cuidado de enfermagem obstétrica no suporte físico à parturiente: critérios e efeitos esperados

Este estudo buscou identificar os critérios utilizados pelas enfermeiras obstétricas para empregar as tecnologias não-invasivas de cuidado no suporte físico à parturiente e quais são seus efeitos esperados. Para tanto, se realizou uma pesquisa quantitativa exploratória do tipo survey, que abordou as práticas/cuidados fornecidas pelas enfermeiras obstétrica durante a assistência ás parturientes que tinham relação com o suporte físico. Estas foram agrupadas em: suporte relacionado ao ambiente; suporte ao posicionamento (livre movimentação e adoção de posturas verticais, deambulação, movimentos pélvicos, posição de cócoras, e posição de quatro apoios); suporte aos estímulos táteis (massagens, compressas frias/mornas, banho morno de aspersão e imersão); e suporte energético (oferta de alimento). Para tanto, utilizou-se um questionário, que foi disponibilizado via internet, após a criação de um domínio e web site próprio para tal finalidade. A população-alvo constituiu-se de enfermeiras obstétricas que atuam no cuidado da parturiente em território nacional, sendo que estas foram convidadas a participar, entre os meses de julho e setembro de 2009, através de e-mails survey individuais ou coletivos. Participaram do estudo120 profissionais, sendo que 45,8% foram excluídos automaticamente pelo sistema, pois não possuíam os critérios de inclusão. Dos participantes elegíveis (65), 33,8% responderam somente o teste de elegibilidade, 4,6% responderam parcialmente e 61,6% responderam completamente o questionário. Os resultados demonstraram que alguns aspectos relacionados ao conceito ainda encontram-se pouco compreendidos pelas profissionais da área, entretanto este não é um entrave para que práticas/cuidados relacionados a esta nova terminologia sejam utilizadas durante a assistência à parturiente. De acordo com os objetivos propostos, conseguiu-se determinar os critérios e efeitos esperados pelas enfermeiras obstétricas ao utilizarem as tecnologias não-invasivas de cuidado estudadas, entretanto também se evidenciou brechas no conhecimento científico. Assim conclui-se que as enfermeiras obstétricas utilizam práticas/cuidados relacionadas as tecnologias não-invasivas de cuidado de enfermagem obstétrica no suporte físico à parturiente, pautadas em critérios e efeitos esperados que em sua maioria possuem bases científicas que os comprove. Considera-se que a utilização destas são uma ferramenta importante para a desmedicalização do processo de parto e consequentemente, para a diminuição dos índices de morbimortalidade materna e neonatall. Portanto, é necessário estimular à assistência ao parto por enfermeiras obstétricas, de modo a suplantar o modelo de assistência tecnocrático, ainda hegemônico no país.

Ecological effects of trial pumpings in the Upper Lambourn: Stage 1 group pumping test Upper Lambourn group, September - November 1975

This report to the Thames Water Authority and Central Water Planning Unit is on research carried out in conjunction with the Stage 1 Group Pumping Test of five boreholes in the upper Lambourn Group for a period of three months in September, October and November 1975. The aim of the study was to assess the ecological effects of the pumpin g of five bore-holes in the upper Lambourn. That is, to determine how the seasonal sequence of ecological events in the river differed from what would hav e occurred had no pumping taken place. Since this 'experiment' has no control it is not possible to make a direct assessment. Nevertheless, by careful monitoring of ecological events before, during and after the pumping it is possible to document changes in th e river and by reference to the data already available for the Rive r Lambourn, normal seasonal changes in the flora and fauna can be separated from changes which may be attributable to the pumping and subsequent events.

Progress report on fish counting on the Rivers Itchen and Test

This progress report summarises work on NSHEB Mark 10 fish counters which are installed at Woodmill on the River Itchen and Nurseling Mill and Connegar Bridge on the River Test. Counters are evaluated and salmon behaviour regarding the counters examined. The report includes a a list of equipment needed for the efficient running of the project in the future.

A influência da linguagem para o raciocínio de crenças falsas em Teoria da Mente: uma análise em pacientes afásicos agramáticos

O termo Teoria da Mente diz respeito à habilidade que os seres humanos adquirem de compreender seus próprios estados mentais e os dos outros e predizer ações e comportamentos dentro de uma interação social. As principais questões da pesquisa em Teoria da Mente são: determinar qual o tipo de conhecimento que sustenta essa habilidade, qual sua origem e desenvolvimento e em que momento se manifesta. (Astington e Gopnik, 1991). Ao levar em consideração que a língua pode ser vista como instrumento da cognição (Spelke, 2003), através da qual o falante adquire suporte para o planejamento de ações, contribuindo para o desempenho de tarefas cognitivas complexas (Corrêa, 2006), de Villiers (2004, 2005, 2007 e subsequentes), no que diz respeito à Teoria da Mente, argumenta que o seu desenvolvimento depende do desenvolvimento linguístico, estando diretamente ligado à aquisição de verbos de estado mental, como pensar, por exemplo, pelo fato de que esses verbos subcategorizam uma sentença encaixada. Para ela, o domínio dessa estrutura possibilita que o raciocínio de crenças falsas da Teoria da Mente seja efetivamente realizado. A presente dissertação tem como objetivo verificar em que medida há uma influência direta e necessária da linguagem para a condução de tarefas de Teoria da Mente. Para tanto, focamos nossa atenção em pessoas que estão, por algum motivo, destituídas parcialmente da capacidade linguística, mas que mantêm intacta a capacidade cognitiva, os afásicos. Por meio de uma pesquisa realizada com dois pacientes afásicos de Broca, selecionados pelos critérios clássicos, procuramos entender se a habilidade de predizer ações está intacta nestes pacientes ou se tal habilidade foi perdida, assim como a linguagem. Para tanto, aplicamos dois testes de crença falsa em Teoria da Mente. O primeiro utilizou-se de suporte verbal, uma narração de eventos e expectativas dos personagens envolvidos. A pergunta-teste foi manipulada em função do grau de complexidade por meio do cruzamento de dois fatores: sentenças simples ou complexas e QU-in situ ou movido. O segundo teste seguiu o padrão não-verbal, sendo constituído de uma sequência de imagens, sendo que o sujeito deveria decidir entre duas últimas imagens apresentadas, aquela que coerentemente finalizava a história. Uma vez que houvesse influência direta da linguagem na condução de tarefas de Teoria da Mente, esperar-se-ia que a dificuldade no teste verbal refletisse o grau de complexidade das questões apresentadas. Adicionalmente, o desempenho no teste não-verbal também deveria ser insatisfatório, dado o comprometimento linguístico apresentado pelos sujeitos testados. Para o primeiro teste, o desempenho dos pacientes foi aleatório e inferior ao do grupo controle, já para o segundo teste, o aproveitamento foi de 100%. Em geral, os resultados sugerem que o raciocínio de crenças falsas em Teoria da Mente é alcançado por esses sujeitos, haja vista o desempenho plenamente satisfatório no teste não-verbal. Os resultados do teste verbal, por outro lado, atestam tão somente a dificuldade linguística característica dessa população. Desse modo, conclui-se que uma vez desenvolvida a habilidade em Teoria da Mente, esta permanece intacta na mente destes pacientes, mesmo que destituídos parcialmente da capacidade linguística

Distributed Control and Optimization for Communication and Power Systems

We are at the cusp of a historic transformation of both communication system and electricity system. This creates challenges as well as opportunities for the study of networked systems. Problems of these systems typically involve a huge number of end points that require intelligent coordination in a distributed manner. In this thesis, we develop models, theories, and scalable distributed optimization and control algorithms to overcome these challenges.

This thesis focuses on two specific areas: multi-path TCP (Transmission Control Protocol) and electricity distribution system operation and control. Multi-path TCP (MP-TCP) is a TCP extension that allows a single data stream to be split across multiple paths. MP-TCP has the potential to greatly improve reliability as well as efficiency of communication devices. We propose a fluid model for a large class of MP-TCP algorithms and identify design criteria that guarantee the existence, uniqueness, and stability of system equilibrium. We clarify how algorithm parameters impact TCP-friendliness, responsiveness, and window oscillation and demonstrate an inevitable tradeoff among these properties. We discuss the implications of these properties on the behavior of existing algorithms and motivate a new algorithm Balia (balanced linked adaptation) which generalizes existing algorithms and strikes a good balance among TCP-friendliness, responsiveness, and window oscillation. We have implemented Balia in the Linux kernel. We use our prototype to compare the new proposed algorithm Balia with existing MP-TCP algorithms.

Our second focus is on designing computationally efficient algorithms for electricity distribution system operation and control. First, we develop efficient algorithms for feeder reconfiguration in distribution networks. The feeder reconfiguration problem chooses the on/off status of the switches in a distribution network in order to minimize a certain cost such as power loss. It is a mixed integer nonlinear program and hence hard to solve. We propose a heuristic algorithm that is based on the recently developed convex relaxation of the optimal power flow problem. The algorithm is efficient and can successfully computes an optimal configuration on all networks that we have tested. Moreover we prove that the algorithm solves the feeder reconfiguration problem optimally under certain conditions. We also propose a more efficient algorithm and it incurs a loss in optimality of less than 3% on the test networks.

Second, we develop efficient distributed algorithms that solve the optimal power flow (OPF) problem on distribution networks. The OPF problem determines a network operating point that minimizes a certain objective such as generation cost or power loss. Traditionally OPF is solved in a centralized manner. With increasing penetration of volatile renewable energy resources in distribution systems, we need faster and distributed solutions for real-time feedback control. This is difficult because power flow equations are nonlinear and kirchhoff's law is global. We propose solutions for both balanced and unbalanced radial distribution networks. They exploit recent results that suggest solving for a globally optimal solution of OPF over a radial network through a second-order cone program (SOCP) or semi-definite program (SDP) relaxation. Our distributed algorithms are based on the alternating direction method of multiplier (ADMM), but unlike standard ADMM-based distributed OPF algorithms that require solving optimization subproblems using iterative methods, the proposed solutions exploit the problem structure that greatly reduce the computation time. Specifically, for balanced networks, our decomposition allows us to derive closed form solutions for these subproblems and it speeds up the convergence by 1000x times in simulations. For unbalanced networks, the subproblems reduce to either closed form solutions or eigenvalue problems whose size remains constant as the network scales up and computation time is reduced by 100x compared with iterative methods.