Particle creation in a colliding plane wave spacetime: Wave packet quantization

We use wave packet mode quantization to compute the creation of massless scalar quantum particles in a colliding plane wave spacetime. The background spacetime represents the collision of two gravitational shock waves followed by trailing gravitational radiation which focus into a Killing-Cauchy horizon. The use of wave packet modes simplifies the problem of mode propagation through the different spacetime regions which was previously studied with the use of monochromatic modes. It is found that the number of particles created in a given wave packet mode has a thermal spectrum with a temperature which is inversely proportional to the focusing time of the plane waves and which depends on the mode trajectory.

Wideband dual sphere detector of gravitational waves

We present the concept of a sensitive and broadband resonant mass gravitational wave detector. A massive sphere is suspended inside a second hollow one. Short, high-finesse Fabry-Perot optical cavities read out the differential displacements of the two spheres as their quadrupole modes are excited. At cryogenic temperatures, one approaches the standard quantum limit for broadband operation with reasonable choices for the cavity finesses and the intracavity light power. A molybdenum detector, of overall size of 2 m, would reach spectral strain sensitivities of 2x10-23Hz-1/2 between 1000 and 3000 Hz.

Light scattering from suspensions under external gradients

We analyze the light-scattering spectrum of a suspension in a viscoelastic fluid under density and velocity gradients. When a density gradient is present, the dynamic structure factor exhibits universality in the sense that its expression depends only on the reduced frequency and the reduced density gradient. For a velocity gradient, however, the universality breaks down. In this last case we have found a transition point from one to three characteristic frequencies in the spectrum, which is governed by the value of the external gradient. The presence of the viscoelastic time scales introduces a shift in the ``critical¿¿ point.

Pulse wave analysis aortic pressure . distole should also be considered

La rigidité anormalement haute des artères à grande conductance est un marqueur de l'augmentation du risque cardiovasculaire et est typiquement retrouvée chez les patients diabétiques ou hypertendus. Ces vaisseaux deviennent plus rigides avec l'âge, expliquant la haute prévalence d'hypertension systolique chez les personnes âgées. Cette rigidification agit sur la pression sanguine de plusieurs façons. Notamment la fonction windkessel est gênée, menant à l'augmentation de la pression systolique et de la pression puisée, la diminution de la pression diastolique, et ainsi à l'augmentation de la postcharge ventriculaire gauche associée à une probable diminution de la perfusion coronarienne. De plus, la propagation des ondes de pression le long de l'arbre vasculaire est accélérée, de sorte que les ondes réfléchies générées au site de décalage d'impédance atteignent l'aorte ascendante plus tôt par rapport au début de l'éjection ventriculaire, aboutissant à une augmentation de la pression systolique centrale, ce qui n'arriverait pas en présence de vaisseaux moins rigides. Dans ce cas, au contraire, les ondes de pression antérogrades et réfléchies voyages plus lentement, de sorte que les ondes de réflexion tendent à atteindre l'aorte centrale une fois l'éjection terminée, augmentant la pression diastolique et contribuant à la perfusion coronarienne. La tonométrie d'applanation est une méthode non invasive permettant l'évaluation de la forme de l'onde de pression au niveau l'aorte ascendante, basée sur l'enregistrement du pouls périphérique, au niveau radial dans notre étude. Nous pouvons dériver à partir de cette méthode un index d'augmentation systolique (sAIX) qui révèle quel pourcentage de la pression centrale est du aux ondes réfléchies. Plusieurs études ont montré que cet index est corrélé à d'autres mesures de la rigidité artérielle comme la vitesse de l'onde de pouls, qu'il augmente avec l'âge et avec les facteurs de risques cardiovasculaires, et qu'il est capable de préciser le pronostic cardiovasculaire. En revanche, peu d'attention a été portée à l'augmentation de la pression centrale diastolique due aux ondes réfléchies (dAIX). Nous proposons donc de mesurer cet index par un procédé d'analyse développé dans notre laboratoire, et ce dans la même unité que l'index systolique. Etant donné que les modifications de la paroi artérielle modulent d'une part la vitesse de l'onde de pouls (PWV) et d'autre part le temps de voyage aller-retour des ondes de pression réfléchies aux sites de réflexion, toute augmentation de la quantité d'énergie réfléchie atteignant l'aorte pendant la systole devrait être associée à une diminution de l'énergie arrivant au même point pendant la diastole. Notre étude propose de mesurer ces deux index, ainsi que d'étudier la relation de l'index d'augmentation diastolique (dAIX) avec la vitesse de propagation de l'onde de pouls (PWV) et avec le rythme cardiaque (HR), ce dernier étant connu pour influencer l'index d'augmentation systolique (sAIX) . L'influence de la position couchée et assise est aussi étudiée. Les mesures de la PWV et des sAIX et dAIX est réalisée chez 48 hommes et 45 femmes âgées de 18 à 70 ans, classés en 3 groupes d'âges. Les résultats montrent qu'en fonction de l'âge, le genre et la position du corps, il y a une relation inverse entre sAIX et dAIX. Lorsque PWV et HR sont ajoutés comme covariables à un modèle de prédiction comprenant l'âge, le genre et la position du corps comme facteurs principaux, sAIX est directement lié à PWV (p<0.0001) et inversement lié à HR (p<0.0001). Avec la même analyse, dAIX est inversement lié à PWV (p<0.0001) et indépendant du rythme cardiaque (p=0.52). En conclusion, l'index d'augmentation diastolique est lié à la rigidité vasculaire au même degré que l'index d'augmentation systolique, alors qu'il est affranchi de l'effet confondant du rythme cardiaque. La quantification de l'augmentation de la pression aortique diastolique due aux ondes réfléchies pourrait être une partie utile de l'analyse de l'onde de pouls.

Molecular dynamics study of the longitudinal modes in disparate-mass binaryliquid mixtures.

A series of molecular dynamics simulations of simple liquid binary mixtures of soft spheres with disparate-mass particles were carried out to investigate the origin of the marked differences between the dynamic structure factors of some liquid binary mixtures such as the Li0.7Mg0.3 and Li0.8Pb0.2 alloys. It is shown that the facility for observing peaks associated with fast-propagating modes in the partial Li-Li dynamic structure factor of Li0.8Pb0.2 should be mainly attributed to the structure of this alloy, which is characterized by an incipient ABAB ordering as found in molten salts. The longitudinal dispersion relations at intermediate wave vectors obtained from the longitudinal current spectra are very similar for the two alloys and reflect the existence of both fast-and slow-propagating modes of kinetic character associated with light and heavy particles, respectively. The influence of the hardness of the repulsive potential cores as well as the composition of the mixture on the longitudinal collective modes is also discussed.

Mean first-passage time for system driven by the coin-toss square wave

We study the mean-first-passage-time problem for systems driven by the coin-toss square-wave signal. Exact analytic solutions are obtained for the driftless case. We also obtain approximate solutions for the potential case. The mean-first-passage time exhibits discontinuities and a remarkable nonsmooth oscillatory behavior which, to our knowledge, has not been observed for other kinds of driving noise.

Bilateral symmetry of radial pulse in high-level tennis players : implications for the validity of central aortic pulse wave analysis

Rapport de synthèse Ce travail de thèse s'articule autour de l'importance de l'évaluation de la fonction vasculaire et des répercussions au niveau central, cardiaque, des perturbations du réseau vasculaire. Les maladies cardiovasculaires sont prédominantes dans notre société et causes de morbidité et mortalité importante. La mesure de la pression artérielle classique reste le moyen le plus utilisé pour suivre la santé des vaisseaux, mais ne reflète pas directement ce qui se passe au niveau du coeur. La tonométrie d'aplanation permet depuis quelques années de mesurer l'onde de pouls radial, et par le biais d'une fonction mathématique de transfert validée, il est possible d'en déduire la forme et Γ amplitude de l'onde de pouls central, donc de la pression aortique centrale. Cette dernière est un reflet bien plus direct de la post-charge cardiaque, et de nombreuses études cliniques actuelles s'intéressent à cette mesure pour stratifier le risque ou évaluer l'effet d'un traitement vasculaire. Toutefois, bien que cet outil soit de plus en plus utilisé, il est rarement précisé si la latéralité de la mesure joue un rôle, sachant que certaines propriétés des membres supérieurs peuvent être affectées par un usage préférentiel (masse musculaire, densité osseuse, diamètre des artères, capillarisation musculaire, et même fonction endothéliale). On a en effet observé que ces divers paramètre étaient tous augmentés sur un bras entraîné. Dès lors on peut se poser la question de l'influence de ces adaptations physiologiques sur la mesure indirecte effectuée par le biais du pouls radial. Nous avons investigué les deux membres supérieurs de sujets jeunes et sédentaires (SED), ainsi que ceux de sujets sportifs avec un développement fortement asymétrique des bras, soit des joueurs de tennis de haut niveau (TEN). Des mesures anthropométriques incluant la composition corporelle et la circonférence des bras et avant-bras ont montré que TEN présente une asymétrie hautement significative aux deux mesures entre le bras dominant (entraîné) et l'autre, ce qui est aussi présent pour la force de serrage (mesurée au dynamomètre de Jamar). L'analyse des courbes centrales de pouls ne montre aucune différence entre les deux membres dans chaque groupe, par contre on peut observer une différence entre SED et TEN, avec un index d'augmentation diastolique qui est 50 % plus élevé chez TEN. Les index d'augmentation systolique sont identiques dans les deux groupes. On peut retenir de cette étude la validité de la méthode de tonométrie d'aplanation quel que soit le bras utilisé (dominant ou non-dominant) et ce même si une asymétrie conséquente est présente. Ces données sont clairement nouvelles et permettent de s'affranchir de cette variable dans la mesure d'un paramètre cardiovasculaire dont l'importance est actuellement grandissante. Les différences d'index diastolique sont expliquées par la fréquence cardiaque et la vitesse de conduction de l'onde de pouls plus basses chez TEN, causant un retard diastolique du retour de l'onde au niveau central, phénomène précédemment bien décrit dans la littérature.

Circadian and wake-dependent effects on the pupil light reflex in response to narrow-bandwidth light pulses.

PURPOSE: Nonvisual light-dependent functions in humans are conveyed mainly by intrinsically photosensitive retinal ganglion cells, which express melanopsin as photopigment. We aimed to identify the effects of circadian phase and sleepiness across 24 hours on various aspects of the pupil response to light stimulation. METHODS: We tested 10 healthy adults hourly in two 12-hour sessions covering a 24-hour period. Pupil responses to narrow bandwidth red (635 ± 18 nm) and blue (463 ± 24 nm) light (duration of 1 and 30 seconds) at equal photon fluxes were recorded, and correlated with salivary melatonin concentrations at the same circadian phases and to subjective sleepiness ratings. The magnitude of pupil constriction was determined from minimal pupil size. The post-stimulus pupil response was assessed from the pupil size at 6 seconds following light offset, the area within the redilation curve, and the exponential rate of redilation. RESULTS: Among the measured parameters, the pupil size 6 seconds after light offset correlated with melatonin concentrations (P < 0.05) and showed a significant modulation over 24 hours with maximal values after the nocturnal peak of melatonin secretion. In contrast, the post-stimulus pupil response following red light stimulation correlated with subjective sleepiness (P < 0.05) without significant changes over 24 hours. CONCLUSIONS: The post-stimulus pupil response to blue light as a marker of intrinsic melanopsin activity demonstrated a circadian modulation. In contrast, the effect of sleepiness was more apparent in the cone contribution to the pupil response. Thus, pupillary responsiveness to light is under influence of the endogenous circadian clock and subjective sleepiness.

Were Spanish migrants attracted by industrial agglomerations?: an analysis for the interwar years in the light of the new economic geography

In this paper we examine whether access to markets had a significant influence onmigration choices of Spanish internal migrants in the inter-war years. We perform astructural contrast of a New Economic Geography model that focus on the forwardlinkage that links workers location choice with the geography of industrial production,one of the centripetal forces that drive agglomeration in the NEG models. The resultshighlight the presence of this forward linkage in the Spanish economy of the inter-warperiod. That is, we prove the existence of a direct relation between workers¿ localizationdecisions and the market potential of the host regions. In addition, the direct estimationof the values associated with key parameters in the NEG model allows us to simulatethe migratory flows derived from different scenarios of the relative size of regions andthe distances between them. We show that in Spain the power of attraction of theagglomerations grew as they increased in size, but the high elasticity estimated for themigration costs reduced the intensity of the migratory flows. This could help to explainthe apparently low intensity of internal migrations in Spain until its upsurge during the1920s. This also explains the geography of migrations in Spain during this period,which hardly affected the regions furthest from the large industrial agglomerations (i.e.,regions such as Andalusia, Estremadura and Castile-La Mancha) but had an intenseeffect on the provinces nearest to the principal centres of industrial development.

Evaluating the Effectiveness of Red Light Running Camera Enforcement in Cedar Rapids and Developing Guidelines for Selection and Use of Red Light Running Countermeasures Final Report, November 2011

Red light running (RLR) is a problem in the US that has resulted in 165,000 injuries and 907 fatalities annually. In Iowa, RLR-related crashes make up 24.5 percent of all crashes and account for 31.7 percent of fatal and major injury crashes at signalized intersections. RLR crashes are a safety concern due to the increased likelihood of injury compared to other types of crashes. One tool used to combat red light running is automated enforcement in the form of RLR cameras. Automated enforcement, while effective, is often controversial. Cedar Rapids, Iowa installed RLR and speeding cameras at seven intersections across the city. The intersections were chosen based on crash rates and whether cameras could feasibly be placed at the intersection approaches. The cameras were placed starting in February 2010 with the last one becoming operational in December 2010. An analysis of the effect of the cameras on safety at these intersections was determined prudent in helping to justify the installation and effectiveness of the cameras. The objective of this research was to assess the safety effectiveness of the RLR program that has been implemented in Cedar Rapids. This was accomplished by analyzing data to determine changes in the following metrics:  Reductions in red light violation rates based on overall changes, time of day changes, and changes by lane  Effectiveness of the cameras over time  Time in which those running the red light enter the intersection  Changes in the average headway between vehicles entering the intersection

Toolbox of Countermeasures to Reduce Red Light Running Final Report, April 2012

Red light running (RLR) is a problem in the US that has resulted in 165,000 injuries and 907 fatalities annually. In Iowa, RLR-related crashes make up 24.5 percent of all crashes and account for 31.7 percent of fatal and major injury crashes at signalized intersections. RLR crashes are a safety concern due to the increased likelihood of injury compared to other types of crashes. The research team developed this toolbox for practitioners to address RLR crashes. The Four Es—Engineering, Enforcement, Education, and Emergency Response—should be used together to address RLR problems. However, this toolbox focuses on engineering, enforcement, and education solutions. The toolbox has two major parts:  Guidelines to identify problem intersections and the causes of RLR at intersections  Roadway-based and enforcement countermeasures for RLR