Measuring the Spin of Black Holes in Binary Systems Using Gravitational Waves

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Modelagem da área foliar de duas cultivares de amendoim em função das dimensões lineares dos folíolos

The purpose of this study was to determine a shape factor to estimate area of leaflets of two peanut cultivars (IAC TATU ST, IAC RUNNER 886). Correlation studies were conducted involving real leaf area (Sf) and leaf length (C), maximum leaf width (L) and the product between C and L. For each cultivar was determined a form factor (f) by means of regression analysis between the product of the length by the width and the actual area of leaves and the correlation between leaf area estimated by the correction factor and direct measurement. All evaluated models (linear, exponential or geometric) provided good estimates of leaf area (above 87%). Linear models had the best fit, passing or not through the origin. From a practical viewpoint, it is suggested to use the linear model involving the C and L product, using a linear coefficient equal to zero, with values of factor f equal to 0.7111 and 0.7266 for IAC RUNNER 886 and IAC TATU ST, respectively. The method of dimensions is feasible for the estimation of leaf area for both peanut cultivars, for showing good r(2) values (0.97), with errors below 3%, even when used with independent data.

Desperdício de dieta enteral em UTI: análise de modo de falhas e efeitos de danos ao paciente grave

Pós-graduação em Enfermagem (mestrado profissional) - FMB

Analysis of linearity and frequency response of a novel piezoelectric flextensional actuator using a homodyne interferometer and the J(1)-J(4) method

Piezoelectric transducers are widely used in high-resolution positioning systems. This paper reports the experimental analysis of a novel piezoelectric flextensional actuator (PFA), which is designed by using the topology-optimization method through a low-cost homodyne Michelson interferometer. By applying the J(1) - J(4) method for signal demodulation, which provides a linear and direct measurement of dynamic optical phase shift independent of fading, the nanometric displacements of the PFA were determined. Linearity and frequency response of the PFA were evaluated up to 50 kHz. PFA calibration factor and amplification rate were determined for the PFA operating in the quasi-static regime. To confirm the observed frequencies of resonance, an impedance analyzer is also utilized to measure the magnitude and phase of the PFA admittance.

Resultados da atenção farmacêutica no Brasil: uma revisão

The practice of pharmaceutical care (PC) is recent in Brazil and little is known about its impact on the health system or patients. The aim of this review was thus to identify the clinical, humanistic and economic outcomes achieved by the practice of PC in Brazil. In order to assess those outcomes, data published in studies from 1997 to 2011 were collected from Lilacs and MEDLINE databases, using the technique of content analysis. Original studies on PC that included pharmacotherapeutic follow-up were considered eligible for this descriptive review. A total of 306 articles were identified through the chosen descriptors. Of those, ten studies were eligible for this review and only two did not report significant results. The others reported increased adherence to pharmacotherapy, resolution of pharmacotherapeutic issues and control of clinical parameters of diseases (such as maintenance or reduction of blood pressure, reduction in HIV viral load and increase in lymphocyte count), promoting improvements in the general state of health and behavioral changes. However, economic impact was not assessed in any article analyzed, nor was a direct measurement of life quality performed. Although there are few studies on the outcomes of pharmaceutical care services in Brazil, it is demonstrated in this review that positive results were obtained when the pharmacist acted as a provider of optimized pharmacotherapy. This may be considered a result of the actions that followed the Brazilian Pharmaceutical Care Consensus of 2002, such as the restructuring of the curricular basis of pharmacy courses. From this point on, Brazilian researchers and pharmacists should think of a strategy to expand the offer of pharmaceutical care beyond academia and reach people in general who need this type of health care.

Determinação de vanádio em águas usando a técnica de difusão em filmes finos por gradientes de concentração

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

The Li-8(p, alpha)He-5 reaction at low energies, and Be-9 spectroscopy around the proton threshold

We present a direct measurement of the low-energy Li-8(p, alpha)He-5 cross section, using a radioactive Li-8 beam impinging on a thick target. With four beam energies, we cover the energy range between E-c.m. = 0.2 and 2.1 MeV. An R-matrix analysis of the data is performed and suggests the existence of two broad overlapping resonances (5/2(+) at E-c.m. = 1.69 MeV and 7/2(+) at E-c.m. = 1.76 MeV). At low energies our data are sensitive to the properties of a subthreshold state (E-x = 16.67 MeV) and of two resonances above threshold. These resonances were observed in previous experiments. The R-matrix fit confirms spin assignments, and provides partial widths. We propose a new Li-8(p, alpha)He-5 reaction rate and briefly discuss its influence in nuclear astrophysics. DOI: 10.1103/PhysRevC.86.064321

Application of 137Cs and 210Pb radionuclides to determine sedimentation rates of recent sediments from admiraty Bay, Antarctica Peninsula

Studies about natural and artificial radionuclides in areas such as the Antarctic are key to understand natural and dynamic processes in marine environments. These studies are important to determine levels of radioactive elements and local sedimentation rates. Five marine sediment cores were collected in different points of Admiralty Bay, in the Antarctic Peninsula. The purpose of this study was to determine 137Cs, 226Ra and 210Pb and sedimentation rates at each site. 137Cs, 210Pb and 226Ra were assayed by gamma-counting through direct measurement of the peak at 661 keV, 47 keV and 609 keV, respectively. Sedimentation rates were obtained by 137Cs and 210Pb (CIC and CRS). The activities for 137Cs ranged from 0.84 to 7.09 Bq kg-1; to 226Ra from 6.77 to 31.07 Bq kg-1 and for 210Pb ranged from 1.10 to 36.90 Bq kg-1. The sedimentation rates obtained by the three models ranged from 0.11±0.01 cm y-1 to 0.46±0.05 cm y-1. The levels of 137Cs registered in this study, as well as in other studies in the Antarctic region indicate that global fallout is the main cause of artificial radionuclides present in this environment, since the Antarctic has not suffered a direct action of human activities that released radioactive elements. The possible grain size variations that occur in the studied points of Admiralty Bay may explain the differences found in the vertical distribution of radionuclides, because of the different values of sedimentation rates and respective dating determined in their profiles

Testing zooplankton secondary production against growth in the marine mysid, "Leptomysis lingvura" (G.O. Sars, 1866)

[EN]Zooplankton growth and secondary production are key input parameters in marine ecosystem modelling, but their direct measurement is difficult to make. Accordingly, zooplanktologists have developed several statistical-based secondary production models. Here, three of these secondary production models are tested in Leptomysis lingvura (Mysidacea, Crustacea). Mysid length was measured in two cultures grown on two different food concentrations. The relationship between length and dry-mass was determined in a pilot study and used to calculate dry-mass from the experimental length data. Growth rates ranged from 0.11 to 0.64 , while secondary production rates ranged from 1.77 to 12.23 mg dry-mass . None of the three selected models were good predictors of growth and secondary production in this species of mysid.

Can zooplankton secondary production models predict growth in the marine mysid Leptomysis lingvura (G.O. Sars, 1866)?

[EN]Zooplankton growth and secondary production are key input parameters in marine ecosystem models, but their direct measurement is difficult to make. Accordingly, zooplanktologists have developed several statistical-based secondary production models. Here, three of these secondary production models are tested in the marine mysid Leptomysis lingvura (Mysidacea, Crustacea). Mysid length was measured in two cultures twice a day, which were grown on two different food concentrations. Growth rates ranged from 0.11 to 0.64 day-1, while secondary production rates ranged from 1.77 to 12.23 mg dry- mass day-1. None of the three selected models were good predictors of growth and secondary production in this mysid species.

Das COMPASS-Triggersystem zur Messung des Gluonbeitrags $Delta$G zum Protonspin

Ein wesentliches Ziel des COMPASS Experiments am CERN istdie direkte Messung der Gluonpolarisation in derinelastischen Streuung von polarisierten 160 GeV Myonen aneinem polarisierten Nukleon Target. In der inelastischenLepton-Nukleon-Streuung erlaubt der sog.Photon-Gluon-Fusions-Prozess (PGF) die Untersuchung derGluonverteilung.Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein Triggersystementwickelt und aufgebaut, das gezielt PGF-Reaktionenselektiert. Das System basiert auf demkoinzidenten Nachweis der gestreuten Myonen zusammen mit denproduzierten Hadronen und generiert innerhalb 600 ns einhochselektives Triggersignal. Der Wirkungsquerschnitt derPGF wird von Ereignissen mit quasi-reellen Photonendominiert, d.h. der Myonstreuwinkel ist kein geeignetesKriterium um die gestreuten Myonen von den Strahlmyonen zutrennen, deshalb muss der Energieverlust des Myons verwendetwerden. Der sog. Energieverlusttrigger besteht aus Paarenvon Plastikszintillatorhodoskopen mit exzellenter Zeitaufloesung, die zusammen mit einer selbstentwickeltenschnellen Koinzidenzelektronik eine Koinzidenzzeit vonweniger als 3ns möglich macht. Fuer den gleichzeitigenNachweis der Hadronen wurden die beiden Hadronkalorimeterdes COMPASS--Spektrometers mit einer eigens entwickeltenElektronik versehen.

Die Messung der Gluonpolarisation durch die Produktion von Hadronpaaren mit großen Transversalimpulsen in tiefinelastischer Myonstreuung am Nukleon

Am COMPASS-Experiment am CERN-SPS wird die Spinsstruktur des Nukleons mit Hilfe der Streuung von polarisierten Myonen an polarisierten Nukleonen untersucht. Der in der inklusiven tiefinelastischen Streuung gemessene Beitrag der Quarks zum Nukleonspin reicht nicht aus, um den Spin des Nukleons zu erklären. Daher soll geklärt werden, wie die Gluonpolarisation und die Bahndrehimpulse von Quarks und Gluonen zum Gesamtspin des Nukleons beitragen. Da sich die Gluonpolarisation aus der $Q^{2}$-Abhängigkeit der Asymmetrien in der inklusiven Streuung nur abschätzen lässt, wird eine direkte Messung der Gluonpolarisation benötigt. Die COMPASS-Kollaboration bestimmt daher die Wirkungsquerschnittsasymmetrien für Photon-Gluon-Fusionprozesse, indem sie zum einen die offene Charmproduktion und zum anderen die Produktion von Hadronpaaren mit großen Transversalimpulsen verwendet. In dieser Arbeit wird die Messung der Gluonpolarisation mit den COMPASS-Daten der Jahre 2003 und 2004 vorgestellt. Für die Analyse werden die Ereignisse mit großem Impulsübertrag ($Q^{2}>1$ $GeV^{2}/c^{2}$) und mit Hadronpaaren mit großem Transversalimpuls ($p_{perp}>0.7$ $GeV/c$) verwendet. Die Photon-Nukleon-Asymmetrie wurde aus dem gewichteten Doppelverhältnis der selektierten Ereignisse bestimmt. Der Schnitt auf $p_{perp}>0.7$rn$GeV/c$ unterdrückt die Prozesse führender Ordnung und QCD-Compton Prozesse, so dass die Asymmetrie direkt mit der Gluonpolarisation über die Analysierstärke verknüpft ist. Der gemessene Wert ist sehr klein und verträglich mit einer verschwindenden Gluonpolarisation. Zur Vermeidung von falschen Asymmetrien aufgrund der Änderung der Detektorakzeptanz wurden Doppelverhältnisse untersucht, bei denen sich der Wirkungsquerschnitt aufhebt und nur die Detektorasymmetrien übrig bleiben. Es konnte gezeigt werden, dass das COMPASS-Spektrometer keine signifikante Zeitabhängigkeit aufweist. Für die Berechnung der Analysierstärke wurden Monte Carlo Ereignisse mit Hilfe des LEPTO-Generators und des COMGeant Software Paketes erzeugt. Dabei ist eine gute Beschreibung der Daten durch das Monte Carlo sehr wichtig. Dafür wurden zur Verbesserung der Beschreibung JETSET Parameter optimiert. Es ergab sich ein Wert von rn$frac{Delta G}{G}=0.054pm0.145_{(stat)}pm0.131_{(sys)}pm0.04_{(MC)}$ bei einem mittleren Impulsbruchteil von $langle x_{gluon}rangle=0.1$ und $langle Q^{2}rangle=1.9$ $GeV^{2}/c^{2}$. Dieses Ergebnis deutet auf eine sehr kleine Gluonpolarisation hin und steht im Einklang mit den Ergebnissen anderer Methoden, wie offene Charmproduktion und mit den Ergebnissen, die am doppelt polarisierten RHIC Collider am BNL erzielt wurden.

Interacting bosons and fermions in three-dimensional optical lattice potentials

This thesis reports on the realization, characterization and analysis of ultracold bosonic and fermionic atoms in three-dimensional optical lattice potentials. Ultracold quantum gases in optical lattices can be regarded as ideal model systems to investigate quantum many-body physics. In this work interacting ensembles of bosonic 87Rb and fermionic 40K atoms are employed to study equilibrium phases and nonequilibrium dynamics. The investigations are enabled by a versatile experimental setup, whose core feature is a blue-detuned optical lattice that is combined with Feshbach resonances and a red-detuned dipole trap to allow for independent control of tunneling, interactions and external confinement. The Fermi-Hubbard model, which plays a central role in the theoretical description of strongly correlated electrons, is experimentally realized by loading interacting fermionic spin mixtures into the optical lattice. Using phase-contrast imaging the in-situ size of the atomic density distribution is measured, which allows to extract the global compressibility of the many-body state as a function of interaction and external confinement. Thereby, metallic and insulating phases are clearly identified. At strongly repulsive interaction, a vanishing compressibility and suppression of doubly occupied lattice sites signal the emergence of a fermionic Mott insulator. In a second series of experiments interaction effects in bosonic lattice quantum gases are analyzed. Typically, interactions between microscopic particles are described as two-body interactions. As such they are also contained in the single-band Bose-Hubbard model. However, our measurements demonstrate the presence of multi-body interactions that effectively emerge via virtual transitions of atoms to higher lattice bands. These findings are enabled by the development of a novel atom optical measurement technique: In quantum phase revival spectroscopy periodic collapse and revival dynamics of the bosonic matter wave field are induced. The frequencies of the dynamics are directly related to the on-site interaction energies of atomic Fock states and can be read out with high precision. The third part of this work deals with mixtures of bosons and fermions in optical lattices, in which the interspecies interactions are accurately controlled by means of a Feshbach resonance. Studies of the equilibrium phases show that the bosonic superfluid to Mott insulator transition is shifted towards lower lattice depths when bosons and fermions interact attractively. This observation is further analyzed by applying quantum phase revival spectroscopy to few-body systems consisting of a single fermion and a coherent bosonic field on individual lattice sites. In addition to the direct measurement of Bose-Fermi interaction energies, Bose-Bose interactions are proven to be modified by the presence of a fermion. This renormalization of bosonic interaction energies can explain the shift of the Mott insulator transition. The experiments of this thesis lay important foundations for future studies of quantum magnetism with fermionic spin mixtures as well as for the realization of complex quantum phases with Bose-Fermi mixtures. They furthermore point towards physics that reaches beyond the single-band Hubbard model.

Improvements in production and storage of HP-129 Xe

Seit seiner Entdeckung im Jahre 1978 wurden für hyperpolarisiertes (HP) 129Xe zahlreiche Anwendungen gefunden. Aufgrund seiner hohen Verstärkung von NMR-Signalen wird es dabei typischerweise für Tracer- und Oberflächenstudien verwendet. Im gasförmigen Zustand ist es ein interessantes, klinisches Kontrastmittel, welches für dynamische Lungen MRT genutzt oder auch in Blut oder lipophilen Flüssigkeiten gelöst werden kann. Weiterhin findet HP-Xe auch in der Grundlagenphysik in He-Xe Co-Magnetometern Verwendung, mit welchen z. B. das elektrische Dipolmoment von Xe bestimmt werden soll, oder es dient zur Überprüfung auf Lorentz-Invarianzen. Alle diese Anwendungen profitieren von einem hohen Polarisationsgrad (PXe), um hohe Signalstärken und lange Lagerzeiten zu erreichen. rnIn dieser Arbeit wurden zwei mobile Xe-Polarisatoren konstruiert: einer für Experimente in der Grundlagenphysik mit einer Produktionsrate von 400 mbar·l/h mit PXe ≈ 5%. Der zweite Xe-Polarisator wurde für medizinische Anwendungen entwickelt und soll 1 bar l/h mit PXe > 20% erzeugen. Der letztere wurde noch nicht getestet. Die Arbeitsbedingungen des Xe-Polarisators für Grundlagenphysik (Strömung des Gasgemischs, Temperatur, Druck und Konzentration von Xe) wurden variiert, um einen höchstmöglichen Polarisationsgrad zu erzielen. Die maximale Polarisation von 5,6 % wurde bei Verwendung eine Gasmischung von 1% Xe bei einem Durchfluss von 200 ml/min, einer Temperatur von 150°C und einem Gesamtdruck von 4 bar erreicht. rnWeiterhin muss HP-Xe auch effizient gelagert werden, um Polarisationsverluste zu minimieren. Das ist besonders für solche Anwendungen notwendig, welche an einem entfernten Standort durchgeführt werden sollen oder auch wenn lange Spinkohärenzeiten gefordert sind, z.B. bei He-Xe Co-Magnetometern. rnHierbei bestand bisher die größte Schwierigkeit darin, die Reproduzierbarkeit der gemessenen Lagerzeiten sicherzustellen. In dieser Arbeit konnte die Spin-Gitter-Relaxationszeit (T1) von HP-129Xe in unbeschichteten, Rb-freien, sphärischen Zellen aus Aluminiumsilikatglas (GE-180) signifikant verbessert werden. Die T1–Zeit wurde in einem selbstgebauten Niederfeld-NMR-System (2 mT) sowohl für reines HP-Xe als auch für HP-Xe in Mischungen mit N2, SF6 und CO2 bestimmt. Bei diesen Experimenten wurde die maximale Relaxationszeit für reines Xe (85% 129 Xe) bei (4,6 ± 0,1) h festgestellt. Dabei lagen die typischen Wand-Relaxationszeiten bei ca. 18 h für Glaszellen mit einem Durchmesser von 10 cm. Des Weiteren wurde herausgefunden, dass CO2 eine unerwartet hohe Effizienz bei der Verkürzung der Lebensdauer der Xe-Xe Moleküle zeigte und somit zu einer deutlichen Verlängerung der gesamten T1-Zeit genutzt werden kann. rnIm Verlauf vieler Experimente wurde durch wiederholte Messungen mit der gleichen Zelle, ein "Alterungsprozess“ bei der Wandrelaxation identifiziert und untersucht. Dieser Effekt könnte leicht rückgängig gemacht werden, indem die anfängliche Reinigungsprozedur wiederholt wurde. Auf diese Weise kann eine konstante Wandrelaxation sichergestellt werden, durch die sehr reproduzierbare T1-Messungen möglich werden. rnSchließlich wurde die maximale Relaxationszeit für HP-Xe mit natürlicher Häufigkeit in Mischungen mit SF6 bestimmt. Überraschenderweise war dieser Wert um ca. 75% niedriger als der Wert für Xenon, das zu 85% mit 129Xe angereichert war. Dieser Effekt wurde durch drei unabhängige Experimente bestätigt, da er nicht von der bestehenden Theorie der Xe-Relaxation ableitbar ist. rnDie Polarisation von HP-Xe, PXe, wird normalerweise durch den Vergleich der NMR-Signale des HP-Xe mit einer thermischen polarisierten Probe (z. B. 1H2O oder Xe) bestimmt. Dabei beinhaltet der Vergleich unterschiedlicher Messungen an verschiedenen Proben (unterschiedlicher Druck, Signalintensität und Messverfahren) viele experimentelle Unsicherheiten, welche sich oft nicht leicht bestimmen lassen. Eine einfache, genaue und kostengünstige Methode zur Bestimmung von PXe durch eine direkte Messung der makroskopischen Magnetisierung in einem statischen Magnetfeld vermeidet alle diese Unsicherheiten. Dieses Verfahren kann Polarisationen von > 2 % mit einer Genauigkeit von maximal 10% fast ohne Polarisationsverlust bestimmen. Zusätzlich kann diese Methode ohne weitere Änderungen auch für Bestimmungen des Polarisationsgrades anderer HP-Gase verwendet werden.rn

Rapid diagnosis of experimental meningitis by bacterial heat production in cerebrospinal fluid

BACKGROUND: Calorimetry is a nonspecific technique which allows direct measurement of heat generated by biological processes in the living cell. We evaluated the potential of calorimetry for rapid detection of bacterial growth in cerebrospinal fluid (CSF) in a rat model of bacterial meningitis. METHODS: Infant rats were infected on postnatal day 11 by direct intracisternal injection with either Streptococcus pneumoniae, Neisseria meningitidis or Listeria monocytogenes. Control animals were injected with sterile saline or heat-inactivated S. pneumoniae. CSF was obtained at 18 hours after infection for quantitative cultures and heat flow measurement. For calorimetry, 10 microl and 1 microl CSF were inoculated in calorimetry ampoules containing 3 ml trypticase soy broth (TSB). RESULTS: The mean bacterial titer (+/- SD) in CSF was 1.5 +/- 0.6 x 108 for S. pneumoniae, 1.3 +/- 0.3 x 106 for N. meningitidis and 3.5 +/- 2.2 x 104 for L. monocytogenes. Calorimetric detection time was defined as the time until heat flow signal exceeded 10 microW. Heat signal was detected in 10-microl CSF samples from all infected animals with a mean (+/- SD) detection time of 1.5 +/- 0.2 hours for S. pneumoniae, 3.9 +/- 0.7 hours for N. meningitidis and 9.1 +/- 0.5 hours for L. monocytogenes. CSF samples from non-infected animals generated no increasing heat flow (<10 microW). The total heat was the highest in S. pneumoniae ranging from 6.7 to 7.5 Joules, followed by L. monocytogenes (5.6 to 6.1 Joules) and N. meningitidis (3.5 to 4.4 Joules). The lowest detectable bacterial titer by calorimetry was 2 cfu for S. pneumoniae, 4 cfu for N. meningitidis and 7 cfu for L. monocytogenes. CONCLUSION: By means of calorimetry, detection times of <4 hours for S. pneumoniae and N. meningitidis and <10 hours for Listeria monocytogenes using as little as 10 microl CSF were achieved. Calorimetry is a new diagnostic method allowing rapid and accurate diagnosis of bacterial meningitis from a small volume of CSF.