Radio Imaging of the Very-High-Energy γ-Ray Emission Region in the Central Engine of a Radio Galaxy

The accretion of matter onto a massive black hole is believed to feed the relativistic plasma jets found in many active galactic nuclei (AGN). Although some AGN accelerate particles to energies exceeding 1012 electron volts and are bright sources of very-high-energy (VHE) γ-ray emission, it is not yet known where the VHE emission originates. Here we report on radio and VHE observations of the radio galaxy Messier 87, revealing a period of extremely strong VHE γ-ray flares accompanied by a strong increase of the radio flux from its nucleus. These results imply that charged particles are accelerated to very high energies in the immediate vicinity of the black hole.

Risk Management Services in Energy Production

Työ käsittelee energian tuotannossa esiintyviä tärkeimpiä taloudellisia ja teknisiä riskejä sekä niiden hallitsemista energian tuottajan näkökulmasta. Ensiksi käsitellään yleisesti riskienhallintaa, eri riskityyppejä ja esitetään periaatteellinen riskienhallintaprosessi. Sen jälkeen tarkastellaan energiamarkkinoiden nykytilannetta lähinnä Pohjoismaiden tasolla ja verrataan sitä aikaisempaan tilanteeseen energian tuottajan kannalta. Tämä siksi, että energiamarkkinoiden vapautuminen on muuttanut merkittävästi energian tuotantoon liittyviä taloudellisia riskejä, käytännössä lisännyt niitä. Pääpaino on energian tuotannossa esiintyvien olennaisten riskien tarkastelussa ja niiden hallitsemisessa. Ensin esitellään työn kannalta olennaiset riskit ja tekijät joista ne aiheutuvat. Jokainen riski ja sen aiheuttamat haitat liiketoiminnalle kuvataan lyhyesti. Sen jälkeen kiinnitetään huomiota asioihin, jotka ovat tyypillisiä energian tuotannolle ja aiheuttavat samalla erikoisvaatimuksia riskienhallinnalle. Sitten käydään läpi sopivat riskienhallinnan menetelmät, jotka ovat yleisesti käytössä energian tuotannossa, aiemmin esitetyille olennaisille riskeille. Esitetyistä riskienhallinta menetelmistä useimpia ei ole kohdistettu millekään yksittäiselle riskille, vaan monia niistä voidaan käyttää useammankin riskin hallintaan.

Nuclear Symmetry Energy Probed by Neutron Skin Thickness of Nuclei

We describe a relation between the symmetry energy coefficients csym(ρ) of nuclear matter and asym(A) of finite nuclei that accommodates other correlations of nuclear properties with the low-density behavior of csym(ρ). Here, we take advantage of this relation to explore the prospects for constraining csym(ρ) of systematic measurements of neutron skin sizes across the mass table, using as example present data from antiprotonic atoms. The found constraints from neutron skins are in harmony with the recent determinations from reactions and giant resonances.

Profit at Risk as a Risk Management Tool in Deregulated Energy Markets

Euroopan energiamarkkinat ovat olleet viimeisen kymmenen vuoden aikana suurten muutosten alla. Markkinoiden kehitys on ollut huomattavaa myös Iso-Britanniassa, jossa sähkö- ja kaasumarkkinat ovat olleet avoinna kilpailulle jo muutamia vuosia. Ennen markkinoiden avautumista energiyhtiöt pystyivät siirtämään kaikki riskit suoraan asiakkaan kannettaviksi. Markkinoiden avautumisen myötä lisääntynyt kilpailu on kuitenkin pakottanut energiayhtiöitä ajanmukaistamaan näkemyksiään riskeistä. Riskitekijät, joista ei aiemmin tarvinnut välittää, on nyt pystyttävä tunnistamaan ja hallitsemaan. Tämä työ keskittyy hinta- ja volyymiriskien hallintaan. Rahoitusmarkkinoilla pitkään käytettyjä riskienhallintatyökaluja on otettu käyttöön myös energiamarkkinoilla. Energiamarkkinoiden piirteet poikkeavat kuitenkin rahoitusmarkkinoista, eikä näitä työkaluja voida ottaa käyttöön muutoksitta. Silti, jopa muutosten jälkeen rahoitusmarkkinoiden riskienhallitavälineet aliarvioivat energiamarkkinoiden hinta- ja volyymiriskejä. Tässä yhteydessä työssä esitetään Profit at Risk, PaR. PaR on skenaariopohjainen riskienhallinnan työkalu, joka on kehitetty erityisesti energiamarkkinoille ja täten huomioi niiden erikoispiirteet. Työn rungon muodostavat energiamarkkinoiden käyttäytyminen, hinta- ja volyymiriskitekijät sekä pohdinta miten hinta- ja volyymiriskeiltä voidaan suojautua ja miten niitä voidaan hallita. PaR-metodologiaa verrataan perinteisiin riskienhallintamenetelmiin ja työn tavoitteena on tuoda esiin ne tekijät, joiden ansiosta PaR on sopivampi työkalu energiamarkkinoiden riskienhallintaan kuin perinteiset menetelmät. Käytännön esimerkkinä työssä toimii Fortum Energy plus’n PaR –malli. Koska PaR on kehitetty erityisesti energiamarkkinoille, se huomioi täysin markkinoiden aiheuttamat hinta- ja volyymiriskit. Käytännön esimerkki kuitenkin osoittaa, että PaR menetelmästä ei ole riskienhallinnallista hyötyä ellei työkalun käyttäjällä ole täydellistä tietämystä niin energiamarkkinoista kuin markkinoiden muutoksiin vaikuttavien tekijöiden käyttäytymisestä.

Shifted loops and coercivity from field imprinted high energy barriers in ferritin and ferrihydrite nanoparticles

We show that the coercive field in ferritin and ferrihydrite depends on the maximum magnetic field in a hysteresis loop and that coercivity and loop shifts depend both on the maximum and cooling fields. In the case of ferritin, we show that the time dependence of the magnetization also depends on the maximum and previous cooling fields. This behavior is associated to changes in the intraparticle energy barriers imprinted by these fields. Accordingly, the dependence of the coercive and loop-shift fields with the maximum field in ferritin and ferrihydrite can be described within the frame of a uniform-rotation model considering a dependence of the energy barrier with the maximum and the cooling fields.

Epäasianmukainen verontorjunta ympäristöverotuksessa

Epäasianmukaisella verontorjunnalla kannustintyyppisten ympäristöverojen yhteydessä tarkoitetaan sitä, että veron määrä vähenee ilman ympäristön tilan paranemista. Tutkimuksessa selvitetään, millaisia epäasianmukaisia verontorjuntakeinoja ympäristöveroihin liittyy, kuinka paljon niissä on kyse lainsäädäntöteknisistä valinnoista sekä lainsäädännön puutteellisuudesta ja kuinka ympäristöverotusta voitaisiin mahdollisesti parantaa. Esitys painottuu normatiiviseen sääntelyteoriaan eli siihen, minkälainen ohjauskeino tai sääntely palvelee parhaiten tietyn yhteiskuntapoliittisen päämäärän saavuttamista. Päästöt ovat usein suorassa suhteessa tuotteen ominaisuuksiin, mutta ympäristöverot eivät. Ongelmalliseksi muodostuvat lisäksi veronalennukset, kuten veroporrastukset ja veron palautukset. Nämä kannustavat epäasianmukaiseen verontorjuntaan, kuten yritysjärjestelyihin, hamstraukseen ja esimerkiksi jätteiden sijoittamiseen kaatopaikkojen ulkopuolelle. Epäasianmukaista verontorjuntaa voidaan ehkäistä muun muassa kiristämällä rangaistuksia, tiedottamalla, kaventamalla normaaliverokohtelun ja lievennetyn verokohtelun eroa sekä verotuksen kohdetta muuttamalla. Tärkeintä tulevaisuudessa olisi kuitenkin keskittyä kansainväliseen yhteistyöhön ja ympäristöverotuksen yhdenmukaistamiseen.

Discovery of a High-Energy Gamma-Ray-Emitting Persistent Microquasar

Microquasars are stellar x-ray binaries that behave as a scaled down version of extragalactic quasars. The star LS 5039 is a new microquasar system with apparent persistent ejection of relativistic plasma at a 3 kiloparsec distance from the sun. It may also be associated with a gamma-ray source discovered by the Energetic Gamma Ray Experiment Telescope (EGRET) on board the COMPTON-Gamma Ray Observatory satellite. Before the discovery of LS 5039, merely a handful of microquasars had been identified in the Galaxy, and none of them was detected in high-energy gamma-rays.

Calculation analysis of energy saving tools for fan and pump applications

This thesis analyses the calculation of FanSave and PumpSave energy saving tools calculation. With these programs energy consumption of variable speed drive control for fans and pumps can be compared to other control methods. With FanSave centrifugal and axial fans can be examined and PumpSave deals with centrifugal pumps. By means of these programs also suitable frequency converter can be chosen from the ABB collection. Programs need as initial values information about the appliances like amount of flow and efficiencies. Operation time is important factor when calculating the annual energy consumption and information about it are the length and profile. Basic theory related to fans and pumps is introduced without more precise instructions for dimensioning. FanSave and PumpSave contain various methods for flow control. These control methods are introduced in the thesis based on their operational principles and suitability. Also squirrel cage motor and frequency converter are introduced because of their close involvement to fans and pumps. Second part of the thesis contains comparison between results of FanSave’s and PumpSave’s calculation and performance curve based calculation. Also laboratory tests were made with centrifugal and axial fan and also with centrifugal pump. With the results from this thesis the calculation of these programs can be adjusted to be more accurate and also some new features can be added.

Caloric restriction induces energy-sparing alterations in skeletal muscle contraction, fiber composition and local thyroid hormone metabolism that persist during catch-up fat upon refeeding.

Weight regain after caloric restriction results in accelerated fat storage in adipose tissue. This catch-up fat phenomenon is postulated to result partly from suppressed skeletal muscle thermogenesis, but the underlying mechanisms are elusive. We investigated whether the reduced rate of skeletal muscle contraction-relaxation cycle that occurs after caloric restriction persists during weight recovery and could contribute to catch-up fat. Using a rat model of semistarvation-refeeding, in which fat recovery is driven by suppressed thermogenesis, we show that contraction and relaxation of leg muscles are slower after both semistarvation and refeeding. These effects are associated with (i) higher expression of muscle deiodinase type 3 (DIO3), which inactivates tri-iodothyronine (T3), and lower expression of T3-activating enzyme, deiodinase type 2 (DIO2), (ii) slower net formation of T3 from its T4 precursor in muscles, and (iii) accumulation of slow fibers at the expense of fast fibers. These semistarvation-induced changes persisted during recovery and correlated with impaired expression of transcription factors involved in slow-twitch muscle development. We conclude that diminished muscle thermogenesis following caloric restriction results from reduced muscle T3 levels, alteration in muscle-specific transcription factors, and fast-to-slow fiber shift causing slower contractility. These energy-sparing effects persist during weight recovery and contribute to catch-up fat.

AGNs and microquasars as high-energy gamma-ray sources

The possible associations between the microquasars LS 5039 and LS I +61 303 and the EGRET sources 3EG J1824-1514 and 3EG J0241+6103 suggest that microquasars could also be sources of high-energy gamma-rays. In this work, we present a detailed numerical inverse Compton (IC) model, based on a microquasar scenario, that reproduces the high-energy gamma-ray spectra and variability observed by EGRET for the mentioned sources. Our model considers a population of relativistic electrons entrained in a cylindrical inhomogeneous jet that interact through IC scattering with both the radiation and the magnetic fields.

Neutron skin of 208Pb, nuclear symmetry energy, and the parity radius experiment

A precise determination of the neutron skin thickness of a heavy nucleus sets a basic constraint on the nuclear symmetry energy (the neutron skin thickness is the difference of the neutron and proton rms radii of the nucleus). The parity radius experiment (PREX) may achieve it by electroweak parity-violating electron scattering (PVES) on 208Pb. We investigate PVES in nuclear mean field approach to allow the accurate extraction of the neutron skin thickness of 208Pb from the parity-violating asymmetry probed in the experiment. We demonstrate a high linear correlation between the parity-violating asymmetry and the neutron skin thickness in successful mean field forces as the best means to constrain the neutron skin of 208Pb from PREX, without assumptions on the neutron density shape. Continuation of the experiment with higher precision in the parity-violating asymmetry is motivated since the present method can support it to constrain the density slope of the nuclear symmetry energy to new accuracy.

Adsorption energy and spin state of first-row transition metals adsorbed on MgO(100)

Slab and cluster model spin-polarized calculations have been carried out to study various properties of isolated first-row transition metal atoms adsorbed on the anionic sites of the regular MgO(100) surface. The calculated adsorption energies follow the trend of the metal cohesive energies, indicating that the changes in the metal-support and metal-metal interactions along the series are dominated by atomic properties. In all cases, except for Ni at the generalized gradient approximation level, the number of unpaired electron is maintained as in the isolated metal atom. The energy required to change the atomic state from high to low spin has been computed using the PW91 and B3LYP density-functional-theory-based methods. PW91 fails to predict the proper ground state of V and Ni, but the results for the isolated and adsorbed atom are consistent within the method. B3LYP properly predicts the ground state of all first-row transition atom the high- to low-spin transition considered is comparable to experiment. In all cases, the interaction with the surface results in a reduced high- to low-spin transition energy.