Beyond the blur: Construction and characterization of the first autonomous AO system and An AO survey of magnetar proper motions

Adaptive optics (AO) corrects distortions created by atmospheric turbulence and delivers diffraction-limited images on ground-based telescopes. The vastly improved spatial resolution and sensitivity has been utilized for studying everything from the magnetic fields of sunspots upto the internal dynamics of high-redshift galaxies. This thesis about AO science from small and large telescopes is divided into two parts: Robo-AO and magnetar kinematics.

In the first part, I discuss the construction and performance of the world’s first fully autonomous visible light AO system, Robo-AO, at the Palomar 60-inch telescope. Robo-AO operates extremely efficiently with an overhead < 50s, typically observing about 22 targets every hour. We have performed large AO programs observing a total of over 7,500 targets since May 2012. In the visible band, the images have a Strehl ratio of about 10% and achieve a contrast of upto 6 magnitudes at a separation of 1′′. The full-width at half maximum achieved is 110–130 milli-arcsecond. I describe how Robo-AO is used to constrain the evolutionary models of low-mass pre-main-sequence stars by measuring resolved spectral energy distributions of stellar multiples in the visible band, more than doubling the current sample. I conclude this part with a discussion of possible future improvements to the Robo-AO system.

In the second part, I describe a study of magnetar kinematics using high-resolution near-infrared (NIR) AO imaging from the 10-meter Keck II telescope. Measuring the proper motions of five magnetars with a precision of upto 0.7 milli-arcsecond/yr, we have more than tripled the previously known sample of magnetar proper motions and proved that magnetar kinematics are equivalent to those of radio pulsars. We conclusively showed that SGR 1900+14 and SGR 1806-20 were ejected from the stellar clusters with which they were traditionally associated. The inferred kinematic ages of these two magnetars are 6±1.8 kyr and 650±300 yr respectively. These ages are a factor of three to four times greater than their respective characteristic ages. The calculated braking index is close to unity as compared to three for the vacuum dipole model and 2.5-2.8 as measured for young pulsars. I conclude this section by describing a search for NIR counterparts of new magnetars and a future promise of polarimetric investigation of a magnetars’ NIR emission mechanism.

Certificación energética de la vivienda de Ekaitz Roldán y proyecto de posibles mejoras

[ES]Mediante este trabajo se tiene como objetivo la obtención de la calificación energética de la vivienda de Ekaitz Roldán, así como un análisis de posibles mejoras. Para obtener la certificación se usará la herramienta informática CE3X, que se vale de métodos simplificados para conseguirla. Se estudiarán diversos caminos para mejorar el resultado obtenido, existiendo predilección por la actuación sobre las instalaciones térmicas, principalmente sobre la caldera. Mejoras sobre la arquitectura de la casa no se contemplan en principio por ser una casa de relativamente nueva construcción. Se ha obtenido una calificación final de 28,7 (E), y sustituyendo el equipo de agua caliente sanitaria y calefacción por uno que use biomasa como combustible se ha logrado mejorar a 1,3 (A).

On the Construction of Higher étale Regulators

We present three approaches to define the higher étale regulator maps Φ^r,n_et : H^r_et(X,Z(n)) → H^r_D(X,Z(n)) for regular arithmetic schemes. The first two approaches construct the maps on the cohomology level, while the third construction provides a morphism of complexes of sheaves on the étale site, along with a technical twist that one needs to replace the Deligne-Beilinson cohomology by the analytic Deligne cohomology inspired by the work of Kerr, Lewis, and Müller-Stach. A vanishing statement of infinite divisible torsions under Φ^r,n_et is established for r > 2n + 1.

Design for Survival: Sustainability for Planet and Structure

Buildings in Port Aransas encounter drastic environmental challenges: the potential catastrophic storm surge and high winds from a hurricane, and daily conditions hostile to buildings, vehicles, and even most vegetation. Its location a few hundred feet from the Gulf of Mexico and near-tropical latitude expose buildings to continuous high humidity, winds laden with scouring sand and corrosive salt, and extremes of temperature and ultraviolet light. Building construction methods are able to address each of these, but doing so in a sustainable way creates significant challenges. The new research building at the Marine Science Institute has been designed and is being constructed to meet the demand for both survivability and sustainability. It is tracking towards formal certification as a LEED Gold structure while being robust and resistant to the harsh coastal environment. The effects of a hurricane are mitigated by elevating buildings and providing a windproof envelope. Ground-level enclosures are designed to be sacrificial and non-structural so they can wash or blow away without imposing damage on the upper portions of the building, and only non-critical functions and equipment will be supported within them. Design features that integrate survivability with sustainability include: orientation of building axis; integral shading from direct summer sunlight; light wells; photovoltaic arrays; collection of rainwater and air conditioning condensate for use in landscape irrigation; reduced impervious cover; xeriscaping and indigenous plants; recycling of waste heat from air conditioning systems; roofing system that reflects light and heat; long life, low maintenance stainless steel, high-tensile vinyl, hard-anodized aluminum and hot-dipped galvanized mountings throughout; chloride-resistant concrete; reduced visual impact; recycling of construction materials.

Construction of the refractive index profiles for few-mode planar optical waveguides

We present a nondestructive technique to predict the refractive index profiles of isotropic planar waveguides, on which a thin gold film is deposited to as the cladding. The negative dielectric constant of the metal results in significant differences of effective indices between TE and TM modes. The two polarized modes and a surface plasmon resonance (SPR) with abundant information of the surface index can be used to construct the refractive index profiles of single-mode and two-mode waveguides at a fixed wavelength. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Sistema de Gerenciamento Integrado de resíduos perigosos: modelagem e validação nos laboratórios da Universidade do Estado do Rio de Janeiro

Apesar dos impactos ambientais ocasionados pela poluição e acidentes químicos, constata-se que algumas organizações ainda investem pouco na prevenção, redução ou eliminação de seus resíduos. Em algumas Instituições de Ensino e Pesquisa (IES) do Brasil, não é incomum o manejo inadequado dos resíduos perigosos gerados em laboratórios de ensino e pesquisa, aumentando tais riscos. Para minimizar ou eliminar tais riscos, há que se realizarem investimentos em processos tecnológicos de tratamento e na seleção de métodos adequados ao gerenciamento. O objetivo desta pesquisa foi modelar um Sistema de Gerenciamento Integrado de Resíduos Perigosos e validá-lo através de sua aplicação em estudo piloto nos laboratórios dos Institutos de Química e Biologia da Universidade do Estado do Rio de Janeiro. A pesquisa empírica e exploratória foi realizada através de revisão bibliográfica e coleta de dados sobre o estado da arte no gerenciamento de resíduos em algumas IES nacionais e internacionais, seguido da seleção do sistema adequado a ser modelado e aplicado nestes contextos. O trabalho de campo consistiu na coleta de dados através de observação direta e aplicação de questionário junto aos responsáveis pelos laboratórios. As etapas do estudo foram: levantamento das instalações dos laboratórios; observação do manejo e geração dos resíduos; elaboração do banco de dados; análise qualitativa e quantitativa dos dados; modelagem do Sistema de Gerenciamento Integrado de Resíduos Perigosos SIGIRPE; implantação do modelo; apresentação e avaliação dos resultados; elaboração do manual para uso do sistema. O monitoramento quantitativo de resíduos foi feito através de ferramentas do sistema para a sua análise temporal. Os resultados da pesquisa permitiram conhecer a dinâmica e os problemas existentes nos laboratórios, bem como verificar a potencialidade do modelo. Conclui-se que o SIGIRPE pode ser aplicado a outros contextos desde que seja adequado para tal fim. É imprescindível ter uma estrutura institucional que elabore o Plano de Gerenciamento Integrado de Resíduos e viabilize sua implementação. A universidade, enquanto formadora dos futuros profissionais, é um lócus privilegiado na construção e disseminação do conhecimento, tendo o dever de realizar boas práticas no trato das questões ambientais, em particular, com relação aos resíduos. Assim, elas devem estabelecer entre suas estratégias de ação, a inclusão de políticas ambientais em seus campi, onde a Educação Ambiental deve ser permanente. Espera-se que este trabalho contribua com o planejamento e o gerenciamento dos resíduos perigosos gerados em laboratórios e com as mudanças necessárias rumo à sustentabilidade ambiental. O SIGIRPE foi elaborado e testado, mas não foi possível verificar sua aplicação por outros usuários. É o que se espera com a continuidade desta pesquisa e no desenvolvimento de futuros trabalhos, tais como: teste do sistema em hospitais, laboratórios, clínicas; estudar outras aplicações na área de segurança química de laboratórios através da inclusão de roteiro de transporte interno de resíduos, rotas de fuga, mapas de risco, localização de equipamentos de proteção individual e coletiva; demonstrar a potencialidade de uso do sistema e sensibilizar os segmentos envolvidos através de palestras, mini-cursos e outras estratégias de informação em revistas científicas especializadas.