A treatment of atomic mean square displacement in higher order perturbation theory

A general derivation of the anharmonic coefficients for a periodic lattice invoking the special case of the central force interaction is presented. All of the contributions to mean square displacement (MSD) to order 14 perturbation theory are enumerated. A direct correspondance is found between the high temperature limit MSD and high temperature limit free energy contributions up to and including 0(14). This correspondance follows from the detailed derivation of some of the contributions to MSD. Numerical results are obtained for all the MSD contributions to 0(14) using the Lennard-Jones potential for the lattice constants and temperatures for which the Monte Carlo results were calculated by Heiser, Shukla and Cowley. The Peierls approximation is also employed in order to simplify the numerical evaluation of the MSD contributions. The numerical results indicate the convergence of the perturbation expansion up to 75% of the melting temperature of the solid (TM) for the exact calculation; however, a better agreement with the Monte Carlo results is not obtained when the total of all 14 contributions is added to the 12 perturbation theory results. Using Peierls approximation the expansion converges up to 45% of TM• The MSD contributions arising in the Green's function method of Shukla and Hubschle are derived and enumerated up to and including 0(18). The total MSD from these selected contributions is in excellent agreement with their results at all temperatures. Theoretical values of the recoilless fraction for krypton are calculated from the MSD contributions for both the Lennard-Jones and Aziz potentials. The agreement with experimental values is quite good.

Interaction and knowledge exchange among academic business librarians in Ontario

A research project submitted to the Faculty of Extension, University of Alberta in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Arts in Communications and Technology in 2005.

Mécanismes de plasticité synaptique dans l’amygdale lors de la réactivation de la mémoire de peur auditive chez le rat : interaction dynamique des récepteurs NMDA et AMPA

La plasticité synaptique est une propriété indispensable à l’acquisition de la mémoire chez toutes les espèces étudiées, des invertébrés aux primates. La formation d’une mémoire débute par une phase de plasticité qui inclut une restructuration synaptique ; ensuite elle se poursuit par la consolidation de ces modifications, contribuant à la mémoire à long terme. Certaines mémoires redeviennent malléables lorsqu’elles sont rappelées. La trace mnésique entre alors dans une nouvelle de phase de plasticité, au cours de laquelle certaines composantes de la mémoire peuvent être mises à jour, puis reconsolidées. L’objectif de la présente thèse est d’étudier les mécanismes cellulaires et moléculaires qui sont activés lors du rappel d’une mémoire. Nous avons utilisé un modèle de conditionnement Pavlovien, combiné à l’administration d’agents pharmacologiques et à l’analyse quantitative de marqueurs de plasticité synaptique, afin d’étudier la dynamique de la mémoire de peur auditive chez des rats Sprague Dawley. La circuiterie neuronale et les mécanismes associatifs impliqués dans la neurobiologie de cette mémoire sont bien caractérisés, en particulier le rôle des récepteurs glutamatergiques de type NMDA et AMPA dans la plasticité synaptique et la consolidation. Nos résultats démontrent que le retour de la trace mnésique à un état de labilité nécessite l’activation des récepteurs NMDA dans l’amygdale baso-latérale à l’instant même du rappel, alors que les récepteurs AMPA sont requis pour l’expression comportementale de la réponse de peur conditionnée. D’autre part, les résultats identifient le rappel comme une phase bien plus dynamique que présumée, et suggèrent que l’expression de la peur conditionnée mette en jeu la régulation du trafic des récepteurs AMPA par les récepteurs NMDA. Le présent travail espère contribuer à la compréhension de la neurobiologie fondamentale de la mémoire. De plus, il propose une intégration des résultats aux modèles animaux d’étude des troubles psychologiques conséquents aux mémoires traumatiques chez l’humain, tels que les phobies et les syndromes de stress post-traumatiques.

L'interaction en ligne comme soutien à la pratique réflexive des enseignants-stagiaires

Parce qu’elle est intimement liée à l’action professionnelle (Schön, 1983), la pratique réflexive est souvent associée aux stages d’enseignement qui ponctuent la formation initiale des maîtres. Parmi les dispositifs de soutien à la pratique réflexive en stage d’enseignement, l’interaction en ligne semble particulièrement pertinente dans la mesure où : (1) elle permet de répondre à la dispersion géographique des enseignants-stagiaires (Karsenti, Lepage et Gervais, 2002) ; (2) elle couvre un potentiel sociocognitif (Depover, Karsenti et Komis, 2007) susceptible d’être mis au profit du développement de la pratique réflexive. Pourtant le rapport entre l’interaction en ligne et la pratique réflexive, bien qu’il semble positivement perçu lorsqu’il est évoqué (Barnett, 2002 ; Zhao et Rop, 2001), reste toutefois peu abordé dans la littérature scientifique et peu problématisé au niveau théorique. Or ce rapport pose question dans la mesure où la pratique réflexive réfère à un processus intra-personnel alors que l’interaction en ligne est inter-personnelle par définition. Ce paradoxe apparent est à l’origine de la présente recherche, dont l’objectif général consiste à mieux comprendre le rapport entre la pratique réflexive et l’interaction en ligne en stage d’enseignement. En vue de répondre à cet objectif, nous présentons le cadre conceptuel de la pratique réflexive interactionnelle, lequel a été élaboré par un arrimage de la théorique de la médiation sémiotique (Vygotsky, 1962) à la pratique réflexive (Schön, 1983). La méthodologie mixte à dominante qualitative pour laquelle nous avons opté a inclus la participation de trois groupes d’enseignants-stagiaires de quatrième année en enseignement secondaire (N=34) et leurs superviseurs respectifs (N=3). Puisqu’il s’agit d’une thèse par articles, les résultats obtenus auprès des trois groupes d’enseignants-stagiaires sont présentés dans trois articles distincts. Le premier d’entre eux s’attache à examiner comment la pratique réflexive se construit dans l’interaction en ligne des enseignants-stagiaires. Les résultats empiriques auxquels il donne lieu indiquent que deux types d’interaction (interaction inter-personnelle et interaction intra-personnelle) semblent intervenir conjointement dans le processus réflexif des enseignants-stagiaires. Dès lors, nous sommes amené à proposer une bonification du cadre conceptuel de la pratique réflexive interactionnelle en passant d’un mouvement circulaire du processus réflexif à un mouvement binaire. Ayant ainsi précisé le processus réflexif propre à la pratique réflexive interactionnelle, l’article 2 vise à établir les limites de cette dernière et à en déduire les conditions d’efficacité, dans la perspective de son opérationnalisation en contexte de stage d’enseignement. Quatre types de limites sont identifiés (limites académiques, sociales, développementales et interactionnelles). Ils donnent lieu à certaines conditions d’efficacité, ce qui permet de compléter le cadre conceptuel de la pratique réflexive interactionnelle par des considérations liées à son opérationnalisation en stage d’enseignement. Enfin, l’article 3 a pour but de déterminer le rôle de l’interaction en ligne pour la pratique réflexive des enseignants-stagiaires. Il s’agit donc de « confronter » l’interaction en ligne à d’autres soutiens à la pratique réflexive des enseignants-stagiaires, en vue de déterminer sa place. Il en ressort que l’interaction en ligne semble jouer un rôle secondaire mais néanmoins positif, tant pour la pratique réflexive des enseignants-stagiaires que pour d’autres dimensions du stage d’enseignement tels que la dimension sociale ou la dimension psychologique et émotionnelle. Finalement, des recommandations à l’intention du milieu de formation et des pistes de recherches futures sont offertes en conclusion.

Homogeneity and heterogeneity of political traditions in the remaking of world order

Deux décennies après la chute de l'URSS (1991), ce mémoire propose une réévaluation de la thèse de Francis Fukuyama sur la Fin de l'Histoire, élaborée en 1989, qui postule qu'avec la chute de l'URSS aucune idéologie ne peut rivaliser avec la démocratie libérale capitaliste; et de la thèse de Samuel P. Huntington sur le Choc des civilisations, élaborée en 1993, qui pose l'existence d'un nombre fini de civilisations homogènes et antagonistes. Pourtant, lorsque confrontées à une étude approfondie des séquences historiques, ces deux théories apparaissent pour le moins relatives. Deux questions ont été traitées: l'interaction entre Idéologie et Conditions historiques, et la thèse de l'homogénéité intracivilisationnelle et de l'hétérogénéité antagoniste intercivilisationnelle. Sans les invalider complètement, cette recherche conclut toutefois que ces deux théories doivent être nuancées; elles se situent aux deux extrémités du spectre des relations internationales. La recherche effectuée a montré que les idéologies et leur poids relatif sont tributaires d'un contexte, contrairement à Fukuyama qui les pose dans l'absolu. De plus, l'étude de la Chine maoïste et particulièrement de la pensée de Mao Zedong montre que les traditions politiques locales sont plus hétérogènes qu'il n'y paraît au premier abord, ce qui relativise la thèse de Huntington. En conclusion, les rapports entre États sont plus dynamiques que ne le laissent penser les thèses de Fukuyama et de Huntington.

Study of baleen whales’ ecology and interaction with maritime traffic activities to support management of a complex socio-ecological system

Thesis written in co-mentorship with Robert Michaud.

L'interaction entre le droit civil et le droit du travail : le rôle du contrat dans l'accès aux régimes de protection des travailleurs

L’interrelation entre le droit civil et le du droit du travail présente multiples facettes. Le présent mémoire traite de l’une des manifestations de cette interaction, soit du recours à l’appareil contractuel pour donner ouverture à l’application de certaines lois de protection des travailleurs dans la sphère provinciale au Québec. L’accès aux lois du travail étant réservé aux personnes qui possèdent le statut de « travailleur » ou de « salarié » au sens de ces lois, la façon dont ces notions sont définies par le législateur est importante. Nous étudions dans notre texte l’incidence que le recours à la notion de contrat de travail peut avoir dans ce contexte. Dans la première partie du mémoire, nous étudions le rôle du droit civil dans le développement du droit du travail. Nous nous penchons sur l’existence d’un ensemble de droits et d’obligations rattaché au rapport de travail indépendamment de la volonté des parties. Ensuite, nous présentons les deux fondements possibles du rapport visé par les lois du travail, soit la thèse contractuelle et celle fondée sur la « relation du travail », ainsi que la façon dont elles sont reçues au Québec et ailleurs. Dans la troisième partie de notre texte, nous examinons les effets pratiques d’appliquer les critères du droit des contrats lorsqu’il s’agit d’établir si une personne peut bénéficier des lois du travail à partir de l’analyse de certaines décisions jurisprudentielles. Nous nous penchons de façon plus particulière sur le traitement accordé par les tribunaux aux personnes qui occupent des emplois atypiques comme les travailleurs occasionnels, saisonniers et autonomes. Nous explorons également si une approche fondée sur la réalité factuelle, les particularités du travail en cause et les objectifs des lois d’ordre public peut constituer une piste de solution à la problématique que le recours à la figure contractuelle pour déterminer l’application des lois du travail soulève.

Interaction entre le virus SRRP et Actinobacillus pleuropneumoniae dans un modèle d'infection en culture cellulaire

Le virus du syndrome reproducteur et respiratoire porcin (VSRRP) est un pathogène d’importance dans l’industrie porcine et est responsable d’importantes pertes économiques. Il n’existe pas d’antiviral efficace contre celui-ci. Il a récemment été mis en évidence que le surnageant de culture d’Actinobacillus pleuropneumoniae, l’agent étiologique de la pleuropneumonie porcine, possédait une activité antivirale in vitro contre le VSRRP dans la lignée cellulaire SJPL. Les objectifs de mon projet sont (i) d’étudier les mécanismes cellulaires menant à l’activité antivirale causée par le surnageant de culture d’A. pleuropneumoniae, et (ii) de caractériser les molécules actives présentes dans le surnageant de culture d’A. pleuropneumoniae. Dans un premier temps, des analyses de protéome ont été effectuées et ont permis d’observer que le surnageant de culture modulait la régulation du cycle cellulaire. Dans le but d’analyser le cycle cellulaire des cellules SJPL, la cytométrie en flux a été utilisée et a permis de démontrer que le surnageant de culture induisait un arrêt du cycle cellulaire en phase G2/M. Deux inhibiteurs de la phase G2/M ont alors été utilisé. Il s'est avéré que ces inhibiteurs avaient la capacité d’inhiber le VSRRP dans les cellules SJPL. Enfin, la spectrométrie de masse a été utilisée dans le but de caractériser les molécules actives présentes dans le surnageant de culture d’A. pleuropneumoniae et d’identifier deux molécules. Ce projet a permis de démontrer pour la première fois qu’A. pleuropneumoniae est capable de perturber le cycle cellulaire et que ce dernier était un élément important dans l’effet antiviral contre le VSRRP.

Optimization-Based Robotic Manipulation for Safe Interaction with Human Operators

This thesis investigates a method for human-robot interaction (HRI) in order to uphold productivity of industrial robots like minimization of the shortest operation time, while ensuring human safety like collision avoidance. For solving such problems an online motion planning approach for robotic manipulators with HRI has been proposed. The approach is based on model predictive control (MPC) with embedded mixed integer programming. The planning strategies of the robotic manipulators mainly considered in the thesis are directly performed in the workspace for easy obstacle representation. The non-convex optimization problem is approximated by a mixed-integer program (MIP). It is further effectively reformulated such that the number of binary variables and the number of feasible integer solutions are drastically decreased. Safety-relevant regions, which are potentially occupied by the human operators, can be generated online by a proposed method based on hidden Markov models. In contrast to previous approaches, which derive predictions based on probability density functions in the form of single points, such as most likely or expected human positions, the proposed method computes safety-relevant subsets of the workspace as a region which is possibly occupied by the human at future instances of time. The method is further enhanced by combining reachability analysis to increase the prediction accuracy. These safety-relevant regions can subsequently serve as safety constraints when the motion is planned by optimization. This way one arrives at motion plans that are safe, i.e. plans that avoid collision with a probability not less than a predefined threshold. The developed methods have been successfully applied to a developed demonstrator, where an industrial robot works in the same space as a human operator. The task of the industrial robot is to drive its end-effector according to a nominal sequence of grippingmotion-releasing operations while no collision with a human arm occurs.

Select-divide-and-conquer method for large-scale configuration interaction

A select-divide-and-conquer variational method to approximate configuration interaction (CI) is presented. Given an orthonormal set made up of occupied orbitals (Hartree-Fock or similar) and suitable correlation orbitals (natural or localized orbitals), a large N-electron target space S is split into subspaces S0,S1,S2,...,SR. S0, of dimension d0, contains all configurations K with attributes (energy contributions, etc.) above thresholds T0={T0egy, T0etc.}; the CI coefficients in S0 remain always free to vary. S1 accommodates KS with attributes above T1≤T0. An eigenproblem of dimension d0+d1 for S0+S 1 is solved first, after which the last d1 rows and columns are contracted into a single row and column, thus freezing the last d1 CI coefficients hereinafter. The process is repeated with successive Sj(j≥2) chosen so that corresponding CI matrices fit random access memory (RAM). Davidson's eigensolver is used R times. The final energy eigenvalue (lowest or excited one) is always above the corresponding exact eigenvalue in S. Threshold values {Tj;j=0, 1, 2,...,R} regulate accuracy; for large-dimensional S, high accuracy requires S 0+S1 to be solved outside RAM. From there on, however, usually a few Davidson iterations in RAM are needed for each step, so that Hamiltonian matrix-element evaluation becomes rate determining. One μhartree accuracy is achieved for an eigenproblem of order 24 × 106, involving 1.2 × 1012 nonzero matrix elements, and 8.4×109 Slater determinants

Interaction of flavonoids with bovine serum albumin: a fluorescence quenching study

The interaction between four flavonoids (catechin, epicatechin, rutin and quercetin) and bovine serum albumin (BSA) was investigated using tryptophan fluorescence quenching. Quenching constants were determined using the Stern-Volmer equation to provide a measure of the binding affinity between the flavonoids and BSA. The binding affinity was found to be strongest for quercetin, and ranked in the order quercetin>rutin>epicatechin=catechin. The pH in the range of 5 to 7.4 does not affect significantly (p<0.05) the association of rutin, epicatechin and catechin with BSA, but quercetin exhibited a stronger affinity at pH 7.4 than at lower pH (p<0.05). Quercetin has a total quenching effect on BSA tryptophan fluorescence at a molar ratio of 10:1 and rutin at approximately 25:1. However, epicatechin and catechin did not fully quench tryptophan fluorescence over the concentration range studied. Furthermore, the data suggested that the association between flavonoids and BSA did not change molecular conformation of BSA and that hydrogen bonding, ionic and hydrophobic interaction are equally important driving forces for protein-flavonoid association.

Sequentially testing for a gene-drug interaction in a genomewide analysis

Assaying a large number of genetic markers from patients in clinical trials is now possible in order to tailor drugs with respect to efficacy. The statistical methodology for analysing such massive data sets is challenging. The most popular type of statistical analysis is to use a univariate test for each genetic marker, once all the data from a clinical study have been collected. This paper presents a sequential method for conducting an omnibus test for detecting gene-drug interactions across the genome, thus allowing informed decisions at the earliest opportunity and overcoming the multiple testing problems from conducting many univariate tests. We first propose an omnibus test for a fixed sample size. This test is based on combining F-statistics that test for an interaction between treatment and the individual single nucleotide polymorphism (SNP). As SNPs tend to be correlated, we use permutations to calculate a global p-value. We extend our omnibus test to the sequential case. In order to control the type I error rate, we propose a sequential method that uses permutations to obtain the stopping boundaries. The results of a simulation study show that the sequential permutation method is more powerful than alternative sequential methods that control the type I error rate, such as the inverse-normal method. The proposed method is flexible as we do not need to assume a mode of inheritance and can also adjust for confounding factors. An application to real clinical data illustrates that the method is computationally feasible for a large number of SNPs. Copyright (c) 2007 John Wiley & Sons, Ltd.

Low-order dynamical behavior in the martian atmosphere: Diagnosis of general circulation model results

The hypothesis of a low dimensional martian climate attractor is investigated by the application of the proper orthogonal decomposition (POD) to a simulation of martian atmospheric circulation using the UK Mars general circulation model (UK-MGCM). In this article we focus on a time series of the interval between autumn and winter in the northern hemisphere, when baroclinic activity is intense. The POD is a statistical technique that allows the attribution of total energy (TE) to particular structures embedded in the UK-MGCM time-evolving circulation. These structures are called empirical orthogonal functions (EOFs). Ordering the EOFs according to their associated energy content, we were able to determine the necessary number to account for a chosen amount of atmospheric TE. We show that for Mars a large fraction of TE is explained by just a few EOFs (with 90% TE in 23 EOFs), which apparently support the initial hypothesis. We also show that the resulting EOFs represent classical types of atmospheric motion, such as thermal tides and transient waves. Thus, POD is shown to be an efficient method for the identification of different classes of atmospheric modes. It also provides insight into the non-linear interaction of these modes.

A framework for the forensic analysis of user interaction with social media

The increasing use of social media, applications or platforms that allow users to interact online, ensures that this environment will provide a useful source of evidence for the forensics examiner. Current tools for the examination of digital evidence find this data problematic as they are not designed for the collection and analysis of online data. Therefore, this paper presents a framework for the forensic analysis of user interaction with social media. In particular, it presents an inter-disciplinary approach for the quantitative analysis of user engagement to identify relational and temporal dimensions of evidence relevant to an investigation. This framework enables the analysis of large data sets from which a (much smaller) group of individuals of interest can be identified. In this way, it may be used to support the identification of individuals who might be ‘instigators’ of a criminal event orchestrated via social media, or a means of potentially identifying those who might be involved in the ‘peaks’ of activity. In order to demonstrate the applicability of the framework, this paper applies it to a case study of actors posting to a social media Web site.

A spectral view of nonlinear fluxes and stationary-transient interaction in the atmosphere

Nonlinear spectral transfers of kinetic energy and enstrophy, and stationary-transient interaction, are studied using global FGGE data for January 1979. It is found that the spectral transfers arise primarily from a combination, in roughly equal measure, of pure transient and mixed stationary-transient interactions. The pure transient interactions are associated with a transient eddy field which is approximately locally homogeneous and isotropic, and they appear to be consistently understood within the context of two-dimensional homogeneous turbulence. Theory based on spatial wale separation concepts suggests that the mixed interactions may be understood physically, to a first approximation, as a process of shear-induced spectral transfer of transient enstrophy along lines of constant zonal wavenumber. This essentially conservative enstrophy transfer generally involves highly nonlocal stationary-transient energy conversions. The observational analysis demonstrates that the shear-induced transient enstrophy transfer is mainly associated with intermediate-scale (zonal wavenumber m > 3) transients and is primarily to smaller (meridional) scales, so that the transient flow acts as a source of stationary energy. In quantitative terms, this transient-eddy rectification corresponds to a forcing timescale in the stationary energy budget which is of the same order of magnitude as most estimates of the damping timescale in simple stationary-wave models (5 to 15 days). Moreover, the nonlinear interactions involved are highly nonlocal and cover a wide range of transient scales of motion.