超分辨近场结构中二元共晶合金掩膜的工作机制

超分辨近场结构(super-RENS)技术通过在传统光盘结构中插入掩膜结构而实现近场超分辨,是目前最具实用化前景的超高密度光存储技术之一,其中掩膜层的近场光学特性是决定其光存储性能的关键。利用三维时域有限差分法(3D-FDTD)对合金掩膜的近场光强分布进行了数值仿真和分析,提出二元共晶合金薄膜在激光作用下形成的规则微结构可能是以其作为掩膜层的超分辨近场结构光盘产生较高信噪比(SNR)的原因。

On the Dynamics of the Adenylate Energy System: Homeorhesis vs Homeostasis

Biochemical energy is the fundamental element that maintains both the adequate turnover of the biomolecular structures and the functional metabolic viability of unicellular organisms. The levels of ATP, ADP and AMP reflect roughly the energetic status of the cell, and a precise ratio relating them was proposed by Atkinson as the adenylate energy charge (AEC). Under growth-phase conditions, cells maintain the AEC within narrow physiological values, despite extremely large fluctuations in the adenine nucleotides concentration. Intensive experimental studies have shown that these AEC values are preserved in a wide variety of organisms, both eukaryotes and prokaryotes. Here, to understand some of the functional elements involved in the cellular energy status, we present a computational model conformed by some key essential parts of the adenylate energy system. Specifically, we have considered (I) the main synthesis process of ATP from ADP, (II) the main catalyzed phosphotransfer reaction for interconversion of ATP, ADP and AMP, (III) the enzymatic hydrolysis of ATP yielding ADP, and (IV) the enzymatic hydrolysis of ATP providing AMP. This leads to a dynamic metabolic model (with the form of a delayed differential system) in which the enzymatic rate equations and all the physiological kinetic parameters have been explicitly considered and experimentally tested in vitro. Our central hypothesis is that cells are characterized by changing energy dynamics (homeorhesis). The results show that the AEC presents stable transitions between steady states and periodic oscillations and, in agreement with experimental data these oscillations range within the narrow AEC window. Furthermore, the model shows sustained oscillations in the Gibbs free energy and in the total nucleotide pool. The present study provides a step forward towards the understanding of the fundamental principles and quantitative laws governing the adenylate energy system, which is a fundamental element for unveiling the dynamics of cellular life.

Nonperturbative dynamical decoupling with random control

Parametric fluctuations or stochastic signals are introduced into the rectangular pulse sequence to investigate the feasibility of random dynamical decoupling. In a large parameter region, we find that the out-of-order control pulses work as well as the regular pulses for dynamical decoupling and dissipation suppression. Calculations and analysis are enabled by and based on a nonperturbative dynamical decoupling approach allowed by an exact quantum-state-diffusion equation. When the average frequency and duration of the pulse sequence take proper values, the random control sequence is robust, fault-tolerant, and insensitive to pulse strength deviations and interpulse temporal separation in the quasi-periodic sequence. This relaxes the operational requirements placed on quantum control devices to a great deal.

色散管理孤子传输特性分析

色散管理孤子光波系统的色散图周期由具有正负色散值的两段光纤组成，并且在系统中周期性放置集中放大器及滤波器装置。采用变分法获得了描述此种系统性能的常微分方程组，并利用这组方程数值研究了各种参量对孤子传输性能的影响。研究结果表明，虽然从整体趋势上看，当要求色散管理孤子有较好的稳定性时，应适当降低系统的色散管理强度，但在一定条件下，调整光纤放大器的位置以及正负色散光纤的色散差值，可同时获得相对较大的色散管理强度和好的孤子稳定性；总体来讲，集总放大器的位置会对孤子传输的稳定性、色散管理孤子的能量增强因子、脉冲最佳

Quantum ricochets: surface capture, release and energy loss of fast ions hitting a polar surface at grazing incidence

A diffraction mechanism is proposed for the capture, multiple bouncing and final escape of a fast ion (keV) impinging on the surface of a polarizable material at grazing incidence. Capture and escape are effected by elastic quantum diffraction consisting of the exchange of a parallel surface wave vector G= 2p/ a between the ion parallel momentum and the surface periodic potential of period a. Diffraction- assisted capture becomes possible for glancing angles F smaller than a critical value given by Fc 2- 2./ a-| Vim|/ E, where E is the kinetic energy of the ion,. = h/ Mv its de Broglie wavelength and Vim its average electronic image potential at the distance from the surface where diffraction takes place. For F< Fc, the ion can fall into a selected capture state in the quasi- continuous spectrum of its image potential and execute one or several ricochets before being released by the time reversed diffraction process. The capture, ricochet and escape are accompanied by a large, periodic energy loss of several tens of eV in the forward motion caused by the coherent emission of a giant number of quanta h. of Fuchs- Kliewer surface phonons characteristic of the polar material. An analytical calculation of the energy loss spectrum, based on the proposed diffraction process and using a model ion-phonon coupling developed earlier (Lucas et al 2013 J. Phys.: Condens. Matter 25 355009), is presented, which fully explains the experimental spectrum of Villette et al (2000 Phys. Rev. Lett. 85 3137) for Ne+ ions ricocheting on a LiF(001) surface.

Serviços de terapia renal substitutiva em Volta Redonda: estrutura e adequação às normas de funcionamento

O número de pacientes com doença renal crônica está aumentando, em todo o mundo, em escala alarmante. Como resultado, observamos um elevado quantitativo de indivíduos que dependem do acesso e do tratamento dialítico para garantir sobrevida e qualidade de vida. Esse cuidado, entretanto, apresenta significativos problemas em diversas localidades do país. Ainda que uma estrutura adequada seja condição necessária, mas não suficiente, para um cuidado de qualidade, pode-se supor que aumente a probabilidade da assistência prestada ter um potencial de promover resultados em saúde mais positivos. Este estudo, descritivo e de caráter normativo, objetivou mapear os serviços de terapia dialítica existentes no município de Volta Redonda que oferecem procedimentos para o SUS e examinar sua conformidade com os padrões mínimos presentes nas diversas resoluções e demais legislações a respeito, focando em aspectos da estrutura e processo. Para tal, utilizou-se de três estratégias complementares: (a) busca de dados secundários presentes nas bases de dados nacionais e municipais; (b) entrevistas com os responsáveis técnicos pelas duas unidades existentes no município, com o responsável pela Superintendência de Controle, Avaliação e Auditoria da SMS/VR e pela Vigilância Sanitária Estadual, e (c) exame das cópias dos relatórios de vistoria sanitária realizada nos serviços nos anos de 2010 e 2011. Os resultados são apresentados em seis categorias: (1) conhecimento sobre o processo de admissão e preparo dos pacientes para entrada em Terapia Renal Substitutiva; (2) conformidade dos serviços de diálise existentes em Volta Redonda às exigências legais, desdobrando em estrutura física, parque de equipamentos, modalidades de diálise oferecida, controle e qualidade da água utilizada na diálise, atividades de controle de infecções e de proteção à saúde dos trabalhadores; (3) fluxo de encaminhamento dos pacientes em tratamento dialítico para transplante; (4) monitoramento dos indicadores de avaliação periódica dos serviços de Diálise; (5) produção assistencial desses serviços; e, por fim,(6) ações de controle e avaliação desenvolvidas junto às Unidades de Terapia Renal Substitutiva. O estudo permitiu identificar que, em diversos aspectos, os serviços de diálise de Volta Redonda estão fora de conformidade às exigências legais expressas nas diversas portarias e resoluções que tratam da estrutura e condições de funcionamento dos serviços de terapia renal substitutiva. Isso é grave e pode estar significando que os pacientes que se utilizam destes serviços possam, de alguma maneira, estar recebendo um cuidado longe do adequado. Foi também mostrada a dificuldade do serviço de Controle, Avaliação e Auditoria da SMS/VR em montar trabalho conjunto de monitoramento no cumprimento das exigências realizadas pelo órgão de vigilância estadual, que pode contribuir para melhorar a qualidade da assistência recebida pelos pacientes renais crônicos em Volta Redonda.

Variabilidade ventilatória durante exercício dinâmico em indivíduos saudáveis e com insuficiência cardíaca

A presença de ventilação periódica durante o exercício confere pior prognóstico a pacientes com insuficiência cardíaca. Existem divergências quanto aos critérios para identificação deste fenômeno. Além disso, a interpretação dicotômica (presença ou ausência) quanto a este fenômeno dificulta a estratificação de risco mais detalhada dos pacientes com insuficiência cardíaca. Desta forma, esta tese avalia a utilização de técnicas estabelecidas para análise de variabilidade de sinais para quantificar as oscilações ventilatórias que ocorrem durante o teste cardiopulmonar de exercício, em indivíduos saudáveis, atletas e com insuficiência cardíaca. Um protocolo mais curto para realização de teste cardiopulmonar de exercício em cicloergômetro de braço foi proposto e validado. Tal protocolo foi utilizado em estudo posterior, onde se comprovou que, apesar dos tempos respiratórios não serem influenciados pelo tipo de exercício realizado, a variabilidade ventilatória é maior durante a realização de exercício dinâmico com membros superiores do que com membros inferiores. A capacidade aeróbica de indivíduos sadios também influencia a variabilidade ventilatória durante o teste cardiopulmonar de exercício. Isto foi comprovado pela menor variabilidade ventilatória no domínio do tempo em atletas do que sedentários durante exercício. A análise destes voluntários com o método da análise dos componentes principais revelou que em atletas a variabilidade do volume corrente é a principal responsável pela variabilidade da ventilação-minuto durante o exercício, ao passo que em sedentários a variabilidade da freqüência respiratória apresenta-se como principal responsável por tais variações. Em estudo randomizado e controlado comprovamos que, mesmo indivíduos sadios apresentam redução da variabilidade ventilatória ao exercício após 12 semanas de treinamento físico. Comprovamos que a reabilitação cardíaca reverteu a ocorrência de ventilação periódica em um paciente com insuficiência cardíaca e, finalmente, encontramos que a variabilidade ventilatória correlaciona-se inversamente com a fração de ejeção ventricular esquerda em pacientes com insuficiência cardíaca. Estudos futuros deverão analisar o poder prognóstico da variabilidade ventilatória nestes pacientes.

Simulação de escoamentos incompressíveis empregando o método Smoothed Particle Hydrodynamics utilizando algoritmos iterativos na determinação do campo de pressões

Nesse trabalho, foi desenvolvido um simulador numérico (C/C++) para a resolução de escoamentos de fluidos newtonianos incompressíveis, baseado no método de partículas Lagrangiano, livre de malhas, Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH). Tradicionalmente, duas estratégias são utilizadas na determinação do campo de pressões de forma a garantir-se a condição de incompressibilidade do fluido. A primeira delas é a formulação chamada Weak Compressible Smoothed Particle Hydrodynamics (WCSPH), onde uma equação de estado para um fluido quase-incompressível é utilizada na determinação do campo de pressões. A segunda, emprega o Método da Projeção e o campo de pressões é obtido mediante a resolução de uma equação de Poisson. No estudo aqui desenvolvido, propõe-se três métodos iterativos, baseados noMétodo da Projeção, para o cálculo do campo de pressões, Incompressible Smoothed Particle Hydrodynamics (ISPH). A fim de validar os métodos iterativos e o código computacional, foram simulados dois problemas unidimensionais: os escoamentos de Couette entre duas placas planas paralelas infinitas e de Poiseuille em um duto infinito e foram usadas condições de contorno do tipo periódicas e partículas fantasmas. Um problema bidimensional, o escoamento no interior de uma cavidade com a parede superior posta em movimento, também foi considerado. Na resolução deste problema foi utilizado o reposicionamento periódico de partículas e partículas fantasmas.