Effect of time-dependent ionization on the propagation of a few-cycle laser pulse in a two-level medium

We investigate the influence of ionization on the propagation and spectral effects of a few-cycle ultrashort laser pulse in a two-level medium. It is found that when the fractional ionization is weak, the production of higher spectral components makes no difference. However, when the two states are essentially depleted before the peak of the laser pulse, the impact of ionization on the higher spectral components is very significant.

DEVELOPMENT AND APPLICATIONS OF TIME-DEPENDENT DENSITY MATRIX FUNCTIONAL THEORY

En esta tesis estudiamos las teorías sobre la Matriz Densidad Reducida (MDR) como un marco prometedor. Nos enfocamos sobre esta teorías desde dos aspectos: Primero, usamos algunos modelos sencillos hechos con dos partículas las cuales estan armónicamente confinadas como una base para ilustrar la utilidad de la matriz densidad. Para tales sistemas, usamos la MDR de un cuerpo para calcular algunas cantidades de interés tales como densidad de momentum. Posteriormente obtenemos los orbitales naturales y su número de ocupación para algunos de los modelos, y en uno de los casos expresamos la MDR de dos cuerpos de manera exacta en términos de la MDR de un cuerpo. También usamos el teorema diferencial del virial para establecer una descripción unificada de la familia entera de estos sistemas modelo en términos de la densidad. En la seguna parte cambiamos a casos fuera del equilibrio y analizamos la así llamada jerarquía BBGKY de ecuaciones para describir la evolución temporal de un sistema de muchos cuerpos en términos de sus MDRs (a todos los órdenes). Proveemos un exhaustivo estudio de los desafíos y problemas abiertos ligados a la truncación de tales jerarquías de ecuaciones para hacerlas aplicables. Restringimos nuestro análisis a la evolución acoplada de la MDR de uno y dos cuerpos, donde los efectos de correlación de alto orden estan embebidos dentro de la aproximación usada para cerrar las ecuaciones. Probamos que dentro de esta aproximación, el número de electrones y la energía total se conservan, sin importar la aproximación usada. Luego, demostramos que aplicando los esquemas de truncación de estado base para llevar los electrones a comportamientos indeseables y no físicos, tales como la violación e incluso la divergencia en la densidad electrónica local, tanto en regímenes correlacionados débiles y fuertes.

The potential use of time-area closures to reduce catches of bigeye tuna (Thunnus obesus) in the purse-seine fishery of the eastern Pacific Ocean

Skipjack (Katsuwonus pelamis), yellowfin (Thunnus albacares), and bigeye (Thunnus obesus) tunas are caught by purse-seine vessels in the eastern Pacific Ocean (EPO). Although there is no evidence to indicate that current levels of fishing-induced mortality will affect the sustainability of skipjack or yellowfin tunas, fishing mortality on juvenile (younger than 5 years of age) bigeye tuna has increased, and overall fishing mortality is greater than that necessary to produce the maximum sustainable yield of this species. We investigated whether time-area closures have the potential to reduce purse-seine bigeye catches without significantly reducing skipjack catches. Using catch and effort data for 1995–2002, we identified regions where the ratio of bigeye to skipjack tuna catches was high and applied simple closed-area models to investigate the possible benefits of time-area closures. We estimated that the most optimistic and operationally feasible 3-month closures, covering the equatorial region of the EPO during the third quarter of the year, could reduce bigeye catches by 11.5%, while reducing skipjack tuna catches by 4.3%. Because this level of bigeye tuna catch reduction is insufficient to address sustainability concerns, and larger and longer closures would reduce catches of this species signficantly, we recommend that future research be directed toward gear technology solutions because these have been successful in many other fisheries. In particular, because over 50% of purse-seine catches of bigeye tuna are taken in sets in which bigeye tuna are the dominant species, methods to allow the determination of the species composition of aggregations around floating objects may be important.