Particle Acceleration in Turbulence and Weakly Stochastic Reconnection

In this Letter we analyze the energy distribution evolution of test particles injected in three dimensional (3D) magnetohydrodynamic (MHD) simulations of different magnetic reconnection configurations. When considering a single Sweet-Parker topology, the particles accelerate predominantly through a first-order Fermi process, as predicted in [3] and demonstrated numerically in [8]. When turbulence is included within the current sheet, the acceleration rate is highly enhanced, because reconnection becomes fast and independent of resistivity [4,11] and allows the formation of a thick volume filled with multiple simultaneously reconnecting magnetic fluxes. Charged particles trapped within this volume suffer several head-on scatterings with the contracting magnetic fluctuations, which significantly increase the acceleration rate and results in a first-order Fermi process. For comparison, we also tested acceleration in MHD turbulence, where particles suffer collisions with approaching and receding magnetic irregularities, resulting in a reduced acceleration rate. We argue that the dominant acceleration mechanism approaches a second order Fermi process in this case.

Discovery of the Persistent Luminescence Mechanism of CdSiO3:Tb3+

The persistent luminescence of CdSiO3:Tb3+ was investigated with photoluminescence, thermoluminescence (TL), synchrotron radiation X-ray absorption (XANES and EXAFS) and UV-VUV spectroscopies. Only the typical intraconfigurational 4f(8)-4f(8) transitions of the Tb3+ ion were observed with no traces of band emission in either the conventional UV excited or persistent luminescence spectra. The trap structure from TL with three traps from 0.65 to 0.85 eV is ideal for room-temperature persistent luminescence similar to, e.g., Sr2MgSi2O7:Eu2+,R3+. Despite the rather low band gap energy, 5.28 eV, the persistent luminescence from Tb3+ is produced only under UV irradiation due to the inauspicious position of the F-7(6) ground level deep in the band gap of CdSiO3. This confirms the role of electrons as the charge carriers in the mechanism of Tb3+ persistent luminescence. The XANES spectra indicated the presence of only the trivalent Tb3+ species, thus excluding the direct Tb3+ -> Tb-IV oxidation during the charging process of persistent luminescence. Eventually, a unique persistent luminescence mechanism for Tb3+ in CdSiO3 was constructed based on the comprehensive experimental data.

Plasmatic higher levels of homocysteine in Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD)

Background Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is a chronic liver disease, which includes a spectrum of hepatic pathology such as simple steatosis, steatohepatitis, fibrosis and cirrhosis. The increased serum levels of homocysteine (Hcy) may be associated with hepatic fat accumulation. Genetic mutations in the folate route may only mildly impair Hcy metabolism. The aim of this study was to investigate the relation between liver steatosis with plasma homocysteine level and MTHFR C677T and A1298C polymorphisms in Brazilian patients with NAFLD. Methods Thirty-five patients diagnosed with NAFLD by liver biopsy and forty-five healthy controls neither age nor sex matched were genotyped for C677T and A1298C MTHFR polymorphisms using PCR-RFLP and PCR-ASA, respectively, and Hcy was determined by HPLC. All patients were negative for markers of Wilson’s, hemochromatosis and autoimmune diseases. Their daily alcohol intake was less than 100 g/week. A set of metabolic and serum lipid markers were also measured at the time of liver biopsies. Results The plasma Hcy level was higher in NAFLD patients compared to the control group (p = 0.0341). No statistical difference for genotypes 677C/T (p = 0.110) and 1298A/C (p = 0.343) in patients with NAFLD and control subjects was observed. The genotypes distribution was in Hardy-Weinberg equilibrium (677C/T p = 0.694 and 1298 A/C p = 0.188). The group of patients and controls showed a statistically significant difference (p < 0.001) for BMI and HOMA_IR, similarly to HDL cholesterol levels (p < 0,006), AST, ALT, γGT, AP and triglycerides levels (p < 0.001). A negative correlation was observed between levels of vitamin B12 and Hcy concentration (p = 0.005). Conclusion Our results indicate that plasma Hcy was higher in NAFLD than controls. The MTHFR C677T and A1298C polymorphisms did not differ significantly between groups, despite the 677TT homozygous frequency was higher in patients (17.14%) than in controls (677TT = 4.44%) (p > 0.05). The suggested genetic susceptibility to the MTHFR C677T and A1298C should be confirmed in large population based studies.

Repercussões pulmonares após isquemia hepática parcial e reperfusão: modelo experimental

OBJETIVO: Descrever um modelo experimental de lesão de isquemia/reperfusão hepática com manifestações sistêmicas, representadas pelo envolvimento pulmonar, que possa ser utilizado por aqueles que pretendem compreender esse fenômeno. MÉTODOS: Ratos Wistar machos (200-250g) foram usados. Quatorze foram alocados em dois grupos, sendo G1 com oito submetidos somente à laparotomia e G2, seis à isquemia e reperfusão hepática. As funções hepática (aminotransferases séricas, respiração mitocondrial, histologia) e pulmonar (teste do azul de Evans) foram analisadas. RESULTADOS: houve diferença estatística significativa entre G1 e G2 ao se comparar valores de AST (24,3 ± 108 e 5406 ± 2263), ALT (88,5 ± 28,5 e 5169 ± 2690), razão de controle respiratório (3,41 ± 0,17 e 1,91 ± 0,55) e relação ADP/O (1,93 ± 0,03 e 1,45 ± 0,27), lesões histológicas (necrose, células inflamatórias, hemorragia, microesteatose) e teste do azul de Evans (194,31 ± 53 e 491,8 ± 141). CONCLUSÃO: O modelo mostrou-se útil para o estudo de lesão de isquemia/reperfusão hepática.

Comparison of the reliability of multifocal visual evoked cortical potentials generated by pattern reversal and pattern pulse stimulation

This study compared the effectiveness of the multifocal visual evoked cortical potentials (mfVEP) elicited by pattern pulse stimulation with that of pattern reversal in producing reliable responses (signal-to-noise ratio >1.359). Participants were 14 healthy subjects. Visual stimulation was obtained using a 60-sector dartboard display consisting of 6 concentric rings presented in either pulse or reversal mode. Each sector, consisting of 16 checks at 99% Michelson contrast and 80 cd/m² mean luminance, was controlled by a binary m-sequence in the time domain. The signal-to-noise ratio was generally larger in the pattern reversal than in the pattern pulse mode. The number of reliable responses was similar in the central sectors for the two stimulation modes. At the periphery, pattern reversal showed a larger number of reliable responses. Pattern pulse stimuli performed similarly to pattern reversal stimuli to generate reliable waveforms in R1 and R2. The advantage of using both protocols to study mfVEP responses is their complementarity: in some patients, reliable waveforms in specific sectors may be obtained with only one of the two methods. The joint analysis of pattern reversal and pattern pulse stimuli increased the rate of reliability for central sectors by 7.14% in R1, 5.35% in R2, 4.76% in R3, 3.57% in R4, 2.97% in R5, and 1.78% in R6. From R1 to R4 the reliability to generate mfVEPs was above 70% when using both protocols. Thus, for a very high reliability and thorough examination of visual performance, it is recommended to use both stimulation protocols.

Efeito da tibolona na morfologia do músculo esquelético, nas enzimas hepáticas e no nível sérico de glicose em ratas castradas

INTRODUÇÃO: O fígado é uma estrutura de elevada complexidade e é fundamental entender como determinadas substâncias podem afetar sua estrutura e suas funções. OBJETIVO: Analisar a influência da tibolona no metabolismo hepático por meio da avaliação de enzimas e metabólitos comumente utilizados em provas de função hepática. MÉTODOS: Foram utilizadas dez ratas Wistar, divididas em dois grupos: controle (n = 4) e tibolona (n = 6), em status de menopausa cirúrgica. A tibolona (1 mg) foi administrada diariamente por gavagem durante 20 semanas, com avaliação periódica do peso corporal. Após sedação, efetuou-se coleta de sangue para avaliação bioquímica de albumina (Alb) sérica, fosfatase alcalina (FA), transaminases (aspartato aminotransferase e alanina aminotransferase [AST/ALT]), gama-glutamiltranspeptidase (GGT) e glicose, mediante espectrofotometria. O músculo esquelético da coxa foi avaliado por histomorfometria em cortes histológicos corados com hematoxilina e eosina (HE). RESULTADOS: Os animais do grupo tibolona mostraram menor peso corporal, alterações musculares esqueléticas e discretas alterações bioquímicas. Além disso, AST e FA estavam diminuídas e GGT estava mais elevada, porém sem significância estatística. A histomorfometria do músculo revelou uma tendência de menor volume celular nesse grupo. CONCLUSÃO: A tibolona, administrada em alta dose e por tempo prolongado, não interfere de forma significativa nas funções metabólicas e de síntese hepáticas, bem como na permeabilidade da membrana celular, entretanto parece modular a expressão genômica da GGT. A tibolona apresenta influência sistêmica associada a menor peso e diminuição da massa muscular e aumento significativo no peso relativo do fígado, além de alteração da glicogenólise hepática e muscular, da gliconeogênese hepática e dos níveis de glicose circulante.

Biorregulador na composição química e na produtividade de grãos de soja

O objetivo do presente trabalho foi avaliar a composição química e a produtividade de grãos de soja, em resposta à aplicação de biorregulador na cultura da soja. Para tanto, sementes de soja da cultivar BRS 246 RR foram semeadas no mês de outubro dos anos agrícolas de 2007/2008 e 2008/2009, no delineamento experimental em blocos completos com os tratamentos casualizados, com quatro repetições. Os tratamentos, arranjados em esquema fatorial, foram compostos pela combinação do tratamento de sementes com o biorregulador (sem e com 0,500 L 100 kg-1 de sementes) e cinco doses do produto (0; 0,125; 0,250; 0,375 e 0,500 L ha-1) aplicadas via foliar, em dois estádios de desenvolvimento da cultura (V5 ou R3). Utilizou-se um biorregulador líquido da Stoller do Brasil Ltda., denominado de Stimulate®, composto por três reguladores vegetais na seguinte concentração: 0,005% do ácido indolbutirico - IBA (análogo de auxina), 0,009% de cinetina (citocinina) e 0,005% de ácido giberélico - GA3 (giberelina). O uso do biorregulador influenciou no incremento da produtividade; os teores de óleo e proteínas foram alterados pela ação do biorregulador, com tendência de favorecimento do conteúdo proteico.

Infinite dimensional Lie algebra associated with conformal transformations of the two-point velocity correlation tensor from isotropic turbulence

We deal with homogeneous isotropic turbulence and use the two-point velocity correlation tensor field (parametrized by the time variable t) of the velocity fluctuations to equip an affine space K3 of the correlation vectors by a family of metrics. It was shown in Grebenev and Oberlack (J Nonlinear Math Phys 18:109–120, 2011) that a special form of this tensor field generates the so-called semi-reducible pseudo-Riemannian metrics ds2(t) in K3. This construction presents the template for embedding the couple (K3, ds2(t)) into the Euclidean space R3 with the standard metric. This allows to introduce into the consideration the function of length between the fluid particles, and the accompanying important problem to address is to find out which transformations leave the statistic of length to be invariant that presents a basic interest of the paper. Also we classify the geometry of the particles configuration at least locally for a positive Gaussian curvature of this configuration and comment the case of a negative Gaussian curvature.

A Skyrme-like model with an exact BPS bound

We propose a new Skyrme-like model with fields taking values on the sphere S3 or, equivalently, on the group SU(2). The action of the model contains a quadratic kinetic term plus a quartic term which is the same as that of the Skyrme-Faddeev model. The novelty of the model is that it possess a first order Bogomolny type equation whose solutions automatically satisfy the second order Euler-Lagrange equations. It also possesses a lower bound on the static energy which is saturated by the Bogomolny solutions. Such Bogomolny equation is equivalent to the so-called force free equation used in plasma and solar Physics, and which possesses large classes of solutions. An old result due to Chandrasekhar prevents the existence of finite energy solutions for the force free equation on the entire three- dimensional space R3. We construct new exact finite energy solutions to the Bogomolny equations for the case where the space is the three-sphere S3, using toroidal like coordinates.

Estudo da lesão de isquemia e reperfusão hepática com e sem obstrução da via biliar e a modulação pela N-acetilcisteína e pelo precondicionamento isquêmico em ratos

O objetivo foi estudar os efeitos do precondicionamento isquêmico e da N-acetilcisteína no clampeamento da tríade portal comparado com o clampeamento vascular excluindo a via biliar. Foram utilizados oitenta ratos EPM-1 Wistar distribuídos aleatoriamente em 2 grupos de 40 animais. Estes se distinguiram pela inclusão (CVB=1) ou não (SVB=2) do ducto biliar no clampeamento e foram redistribuídos em subgrupos de 10. IR1: 20 minutos após a celiotomia, o pedículo contendo os elementos vasculares e o ducto biliar para os lobos mediano e lateral esquerdo do fígado foi clampeado por 40 minutos, seguido de 30 minutos de reperfusão; PCI1: 10 minutos de isquemia e 10 minutos de reperfusão. Após o PCI, seguiu-se o mesmo procedimento usado para IR1; NAC1: (150mg.Kg-1 ), administrada 15 minutos antes do período isquêmico e 5 minutos antes da reperfusão; S1: dissecção e clampeamento exclusivo do ducto biliar durante o período de isquemia. Nos subgrupos IR2, PCI2 e NAC2, o clampeamento excluiu a via biliar; S2: dissecção e observação por 90min. Foram colhidas amostras de sangue para a dosagem dos níveis enzimáticos e fragmento do fígado isquêmico para coloração HE. Na análise estatística dos resultados foram utilizados testes não paramétricos e o nível de rejeição da hipótese de nulidade foi fixado em 5%. A lesão de IR hepática foi menos grave nos animais do grupo de clampeamento seletivo incluindo o ducto biliar, com AST (766 vs 1380) e ALT (840 vs 1576); PCI protegeu o fígado da IR nos animais com clampeamento seletivo da tríade portal com relação à AST (421 vs 1131) e ALT (315 vs 1085). Na avaliação morfológica, o PCI inibiu a ocorrência de esteatose microvesicular e núcleos picnóticos (0% de lesão moderada ou intensa) e a NAC protegeu parcialmente 17% e 50% de lesão moderada ou intensa para CVB e SVB, respectivamente. O clampeamento seletivo da tríade portal resulta em lesão de IR do fígado menos grave, quando comparado à exclusão do ducto biliar. O PCI protege o fígado da lesão de IR. A NAC mostra um efeito de proteção parcial, reduzindo as alterações parenquimatosas, mas não os níveis de aminotransferases.

Paralelización del código de desenredo y suavizado de mallas de tetraedros "S.U.S Code"

Máster Universitario en Sistemas Inteligentes y Aplicaciones Numéricas en Ingeniería (SIANI)

Regularization of 3D cylindrical surfaces

[EN] In this paper we present a method for the regularization of 3D cylindrical surfaces. By a cylindrical surface we mean a 3D surface that can be expressed as an application S(l; µ) ! R3 , where (l; µ) represents a cylindrical parametrization of the 3D surface. We built an initial cylindrical parametrization of the surface. We propose a new method to regularize such cylindrical surface. This method takes into account the information supplied by the disparity maps computed between pair of images to constraint the regularization of the set of 3D points. We propose a model based on an energy which is composed of two terms: an attachment term that minimizes the difference between the image coordinates and the disparity maps and a second term that enables a regularization by means of anisotropic diffusion. One interesting advantage of this approach is that we regularize the 3D surface by using a bi-dimensional minimization problem.

Analisi e valutazione delle performance acustiche degli aeromobili nella fase di atterraggio

Nella tesi si analizzano le principali fonti del rumore aeronautico, lo stato dell'arte dal punto di vista normativo, tecnologico e procedurale. Si analizza lo stato dell'arte anche riguardo alla classificazione degli aeromobili, proponendo un nuovo indice prestazionale in alternativa a quello indicato dalla metodologia di certificazione (AC36-ICAO) Allo scopo di diminuire l'impatto acustico degli aeromobili in fase di atterraggio, si analizzano col programma INM i benefici di procedure CDA a 3° rispetto alle procedure tradizionali e, di seguito di procedure CDA ad angoli maggiori in termini di riduzione di lunghezza e di area delle isofoniche SEL85, SEL80 e SEL75.

Design and Performance Evaluation of Network-on-Chip Communication Protocols and Architectures

The scale down of transistor technology allows microelectronics manufacturers such as Intel and IBM to build always more sophisticated systems on a single microchip. The classical interconnection solutions based on shared buses or direct connections between the modules of the chip are becoming obsolete as they struggle to sustain the increasing tight bandwidth and latency constraints that these systems demand. The most promising solution for the future chip interconnects are the Networks on Chip (NoC). NoCs are network composed by routers and channels used to inter- connect the different components installed on the single microchip. Examples of advanced processors based on NoC interconnects are the IBM Cell processor, composed by eight CPUs that is installed on the Sony Playstation III and the Intel Teraflops pro ject composed by 80 independent (simple) microprocessors. On chip integration is becoming popular not only in the Chip Multi Processor (CMP) research area but also in the wider and more heterogeneous world of Systems on Chip (SoC). SoC comprehend all the electronic devices that surround us such as cell-phones, smart-phones, house embedded systems, automotive systems, set-top boxes etc... SoC manufacturers such as ST Microelectronics , Samsung, Philips and also Universities such as Bologna University, M.I.T., Berkeley and more are all proposing proprietary frameworks based on NoC interconnects. These frameworks help engineers in the switch of design methodology and speed up the development of new NoC-based systems on chip. In this Thesis we propose an introduction of CMP and SoC interconnection networks. Then focusing on SoC systems we propose: • a detailed analysis based on simulation of the Spidergon NoC, a ST Microelectronics solution for SoC interconnects. The Spidergon NoC differs from many classical solutions inherited from the parallel computing world. Here we propose a detailed analysis of this NoC topology and routing algorithms. Furthermore we propose aEqualized a new routing algorithm designed to optimize the use of the resources of the network while also increasing its performance; • a methodology flow based on modified publicly available tools that combined can be used to design, model and analyze any kind of System on Chip; • a detailed analysis of a ST Microelectronics-proprietary transport-level protocol that the author of this Thesis helped developing; • a simulation-based comprehensive comparison of different network interface designs proposed by the author and the researchers at AST lab, in order to integrate shared-memory and message-passing based components on a single System on Chip; • a powerful and flexible solution to address the time closure exception issue in the design of synchronous Networks on Chip. Our solution is based on relay stations repeaters and allows to reduce the power and area demands of NoC interconnects while also reducing its buffer needs; • a solution to simplify the design of the NoC by also increasing their performance and reducing their power and area consumption. We propose to replace complex and slow virtual channel-based routers with multiple and flexible small Multi Plane ones. This solution allows us to reduce the area and power dissipation of any NoC while also increasing its performance especially when the resources are reduced. This Thesis has been written in collaboration with the Advanced System Technology laboratory in Grenoble France, and the Computer Science Department at Columbia University in the city of New York.

I rifiuti da apparecchiature elettriche ed elettroniche (RAEE) - Aspetti tecnico-gestionali e ambientali

I RAEE (Rifiuti da Apparecchiature Elettriche ed Elettroniche) costituiscono un problema prioritario a livello europeo per quanto riguarda la loro raccolta, stoccaggio, trattamento, recupero e smaltimento, essenzialmente per i seguenti tre motivi: Il primo riguarda le sostanze pericolose contenute nei RAEE. Tali sostanze, nel caso non siano trattate in modo opportuno, possono provocare danni alla salute dell’uomo e all’ambiente. Il secondo è relativo alla vertiginosa crescita relativa al volume di RAEE prodotti annualmente. La crescita è dovuta alla continua e inesorabile commercializzazione di prodotti elettronici nuovi (è sufficiente pensare alle televisioni, ai cellulari, ai computer, …) e con caratteristiche performanti sempre migliori oltre all’accorciamento del ciclo di vita di queste apparecchiature elettriche ed elettroniche (che sempre più spesso vengono sostituiti non a causa del loro malfunzionamento, ma per il limitato livello di performance garantito). Il terzo (ed ultimo) motivo è legato all’ambito economico in quanto, un corretto trattamento dei RAEE, può portare al recupero di materie prime secondarie (alluminio, ferro, acciaio, plastiche, …) da utilizzare per la realizzazione di nuove apparecchiature. Queste materie prime secondarie possono anche essere vendute generando profitti considerevoli in ragione del valore di mercato di esse che risulta essere in costante crescita. Questo meccanismo ha portato a sviluppare un vasto quadro normativo che regolamenta tutto l’ambito dei RAEE dalla raccolta fino al recupero di materiali o al loro smaltimento in discarica. È importante inoltre sottolineare come lo smaltimento in discarica sia da considerarsi come una sorta di ‘ultima spiaggia’, in quanto è una pratica piuttosto inquinante. Per soddisfare le richieste della direttiva l’obiettivo dev’essere quello di commercializzare prodotti che garantiscano un minor impatto ambientale concentrandosi sul processo produttivo, sull’utilizzo di materiali ‘environmentally friendly’ e sulla gestione consona del fine vita. La Direttiva a livello europeo (emanata nel 2002) ha imposto ai Paesi la raccolta differenziata dei RAEE e ha definito anche un obiettivo di raccolta per tutti i suoi Stati Membri, ovvero 4 kg di RAEE raccolti annualmente da ogni abitante. Come riportato di seguito diversi paesi hanno raggiunto l’obiettivo sopra menzionato (l’Italia vi è riuscita nel 2010), ma esistono anche casi di paesi che devono necessariamente migliorare il proprio sistema di raccolta e gestione dei RAEE. Più precisamente in Italia la gestione dei RAEE è regolamentata dal Decreto Legislativo 151/2005 discusso approfonditamente in seguito ed entrato in funzione a partire dal 1° Gennaio 2008. Il sistema italiano è basato sulla ‘multi consortilità’, ovvero esistono diversi Sistemi Collettivi che sono responsabili della gestione dei RAEE per conto dei produttori che aderiscono ad essi. Un altro punto chiave è la responsabilità dei produttori, che si devono impegnare a realizzare prodotti durevoli e che possano essere recuperati o riciclati facilmente. I produttori sono coordinati dal Centro di Coordinamento RAEE (CDC RAEE) che applica e fa rispettare le regole in modo da rendere uniforme la gestione dei RAEE su tutto il territorio italiano. Il documento che segue sarà strutturato in quattro parti. La prima parte è relativa all’inquadramento normativo della tematica dei RAEE sia a livello europeo (con l’analisi della direttiva ROHS 2 sulle sostanze pericolose contenute nei RAEE e la Direttiva RAEE), sia a livello italiano (con un’ampia discussione sul Decreto Legislativo 151/2005 e Accordi di Programma realizzati fra i soggetti coinvolti). La seconda parte tratta invece il sistema di gestione dei RAEE descrivendo tutte le fasi principali come la raccolta, il trasporto e raggruppamento, il trattamento preliminare, lo smontaggio, il riciclaggio e il recupero, il ricondizionamento, il reimpiego e la riparazione. La terza definisce una panoramica delle principali metodologie di smaltimento dei 5 raggruppamenti di RAEE (R1, R2, R3, R4, R5). La quarta ed ultima parte riporta i risultati a livello italiano, europeo ed extra-europeo nella raccolta dei RAEE, avvalendosi dei report annuali redatti dai principali sistemi di gestione dei vari paesi considerati.