Search for Randall-Sundrum gravitons with 1 fb(-1) of data from p(p)over-bar collisions at root s=1.96 TeV

We search for decays of Kaluza-Klein excitations of the graviton in the Randall-Sundrum model of extra dimensions to e+e- and in 1 fb-1 of pp collisions at s=1.96 TeV collected by the D0 detector at the Fermilab Tevatron. We set 95% confidence level upper limits on the production cross section times branching fraction, which translate into lower limits on the mass of the lightest excitation between 300 and 900 GeV for values of the coupling k/M Pl between 0.01 and 0.1. © 2008 The American Physical Society.

First crystal structures of lanthanide-hydrocinnamate complexes: Hydrothermal synthesis and photophysical studies

Five new lanthanide(III) complexes of hydrocinnamic acid (Hcin), [Ln(cin)3(H2O)3]·3Hcin (Ln = Tb(III) (1), Dy(III) (2), Er(III) (3), Eu(III) (4) and Gd(III) (5)) have been synthesized and characterized. The X-ray structures of 1-5 reveal that all compounds are isostructural and that each lanthanide ion is nine-coordinated by oxygen atoms in an overall distorted tricapped trigonal-prismatic geometry. Six oxygen atoms are provided by carboxylate moieties, and the other three by water molecules. The supramolecular architectures of 1-5 show the presence of uncoordinated hydrocinnamic acid molecules which induce the formation of numerous hydrogen bonds. The photophysical properties of these complexes in the solid state at room temperature were studied using diffuse reflectance (DR), fluorescence excitation and emission spectra. An energy level diagram was used to establish the most relevant channels involved in the ligand-to-metal energy transfer, indicating that cin- ligands can act as intramolecular energy donors for Tb(III), Dy(III) and Eu(III) ions. © 2012 Elsevier B.V.

Synthesis, crystal structure and photoluminescence of a binuclear complex of europium(III) containing 3,5-dicarboxypyrazolate and succinate

The new europium binuclear complex [Eu2(dcpz) 2(suc)(H2O)8]·(H2O) 1.5 (dcpz = 3,5-dicarboxypyrazolate and suc = succinate) has been synthesized and structurally characterized by single crystal X-ray diffraction methods. The binuclear complex crystallizes in the triclinic space group P1̄ and consists of two lanthanide ions linked by two different bridging organic ligands. 3D supramolecular framework is constructed by hydrogen bonds. The compound shows strong red emission under UV excitation at room temperature associated to IL transitions indicating a ligand to metal energy transfer mechanism since the triplet energy level lies higher than that of europium 5D0 level. Magnetic susceptibility studies showed weak temperature dependence characteristic of the Van Vleck paramagnetism. © 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Tunable plasmon resonance modes on gold nanoparticles in Er 3 +-doped germanium-tellurite glass

Relative to the Er3 +:gold-nanoparticle (Er3 +:Au-NP) axis, the polarization of the gold nanoparticle can be longitudinal (electric dipole parallel to the Er3 +:Au-NP axis) or transverse (electric dipole perpendicular to the Er3 +:Au-NP axis). For longitudinal polarization, the plasmon resonance modes of gold nanoparticles embedded in Er3 +-doped germanium-tellurite glass are activated using laser lines at 808 and 488 nm in resonance with radiative transitions of Er3 + ions. The gold nanoparticles were grown within the host glass by thermal annealing over various lengths of time, achieving diameters lower than 1.6 nm. The resonance wavelengths, determined theoretically and experimentally, are 770 and 800 nm. The absorption wavelength of nanoparticles was determined by using the Frohlich condition. Gold nanoparticles provide tunable emission resulting in a large enhancement for the 2H11/2 → 4I13/2 (emission at 805 nm) and 4S 3/2 → 4I13/2 (emission at 840 nm) electronic transitions of Er3 + ions; this is associated with the quantum yield of the energy transfer process. The excitation pathways, up-conversion and luminescence spectra of Er3 + ions are described through simplified energy level diagrams. We observed that up-conversion is favored by the excited-state absorption due to the presence of the gold nanoparticles coupled with the Er3 + ions within the glass matrix. © 2013 Elsevier B.V.

Elucidating Redox-Level Dispersion and Local Dielectric Effects within Electroactive Molecular Films

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

Effect of dietary energy concentration on performance parameters and egg quality of white leghorn laying hens

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

Desenvolvimento de um código computacional para simulação e análise de espectros atômicos

The aim of this work was the development a computer code for simulation and analysis of atomic spectra from databases constructed from the literature. There were created four routines that can be useful for spectroscopic studies in the atomic processes of laser isotope separation. In the first routine, Possible Transitions, the program checks the possible electron transitions from an energy level of the atom present in the database considering the selection rules for an electric dipole transition. The second routine, Locator Transitions, checks the possible electronic transitions within a user-specified spectral region. The routine Spectra Simulator creates simulated spectra using the graphical application gnuplot through lorentzian curve and finally, the routine Electronic Temperature determines the temperature of electronic excitation of the atom, thought the Boltzmann Plot Method. To test the reliability of the program there were obtained experimental emission spectra of a hollow cathode discharge of dysprosium and argon as a buffer gas. The hollow cathode discharge has been subjected to different values of operating currents and pressure of inert gas. The spectra obtained were treated with the assistance of program routines developed (Transition Locator and Spectra Simulator) and temperatures electronic excitation of the atoms of dysprosium in the different discharge conditions were calculated (routine Electronic Temperature). The results showed that the electronic excitation temperature of the neutral dysprosium atoms in the hollow cathode discharge increases with increasing current applied to the cathode and also by increasing the gas pressure buffer. The determination coefficients, R2, obtained by the Electronic Temperature routine using the linear adjust of the Boltzmann Plot Method were greater... (Complete abstract click electronic access below)

Persistent luminescence behavior of materials doped with Eu2+ and Tb3+

In this work, the persistent luminescence mechanisms of Tb3+ (in CdSiO3) and Eu2+ (in BaAl2O4) based on solid experimental data are compared. The photoluminescence spectroscopy shows the different nature of the inter- and intraconfigurational transitions for Eu2+ and Tb3+, respectively. The electron is the charge carrier in both mechanisms, implying the presence of electron acceptor defects. The preliminary structural analysis shows a free space in CdSiO3 able to accommodate interstitial oxide ions needed by charge compensation during the initial preparation. The subsequent annealing removes this oxide leaving behind an electron trap. Despite the low band gap energy for CdSiO3, determined with synchrotron radiation UV-VUV excitation spectroscopy of Tb3+, the persistent luminescence from Tb3+ is observed only with UV irradiation. The need of high excitation energy is due to the position of F-7(6) level deep below the bottom of the conduction band, as determined with the 4f(8)-> 4f(7)5d(1) and the ligand-to-metal charge-transfer transitions. Finally, the persistent luminescence mechanisms are constructed and, despite the differences, the mechanisms for Tb3+ and Eu2+ proved to be rather similar. This similarity confirms the solidity of the interpretation of experimental data for the Eu2+ doped persistent luminescence materials and encourages the use of similar models for other persistent luminescence materials. (C) 2012 Optical Society of America

Metabolizable energy values of diets supplemented with xylanase determined with laying hens

The objective of this study was to evaluate the effect of the supplementation of xylanase in diets with reduced energy level on the apparent metabolizable energy corrected for nitrogen, determined with laying hens at 14, 36, 60 and 80 weeks of age. Four digestibility trials were conducted, using 80 Hy-line W36 laying hens aged 14, 36, 60 and 80 weeks of age. Birds were distributed in a completely randomized design in 2 x 2 factorial arrangement (energy level x inclusion of xylanase), totaling four treatments with 10 replicates of two birds each. Treatments were: positive control (balanced diet for their age); positive control + xylanase; negative control (diet with reduction of 100 kcal/kg in the level of metabolizable energy); and negative control + xylanase. Xylanase, produced by microorganism Trichoderma reesei, was added to the diets at 100 g/t (16,000 BXU/kg) for diets fed at 14 weeks and 75 g/t for diets of 36, 60 and 80 weeks (12,000 BXU/kg). The data obtained were subjected to analysis of variance at 5% probability. Supplementation of xylanase promoted higher values for AME (apparent metabolizable energy) and AME(n) (apparent metabolizable energy corrected for nitrogen) determined with 80-week-old laying hens, subjected to diet with energy level according to the nutritional requirements for their age. Supplementation of xylanase increases the matabolizability coefficient of the dietary crude protein and improves the nitrogen retention of laying hens at 14 weeks. In addition, xylanase associated with adequate levels of dietary energy promotes higher values for AME and AME(n) determined with laying hens at 80 weeks of age.

Optische Spektroskopie an Fermium (Z=100)

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde erstmals Laser-Atomspektroskopie an einem Element durchgeführt, für das bisher keine atomaren Niveaus bekannt waren. Die Experimente wurden am Element Fermium mit der Ordnungszahl Z=100 mit der Resonanzionisationsspektroskopie (RIS) in einer Puffergaszelle durchgeführt. Verwendet wurde das Isotop 255Fm mit einer Halbwertszeit von 20.1 h, das im Hochflusskernreaktor des ORNL, Oak Ridge, USA, hergestellt wurde. Die von einem elektrochemischen Filament in das Argon-Puffergas bei einer Temperatur von 960(20)°C abgedampften Fm-Atome wurden mit Lasern in einem Zweistufenprozess resonant ionisiert. Dazu wurde das Licht eines Excimerlaser gepumpten Farbstofflasers für den ersten Anregungsschritt um die Wellenlänge 400 nm durchgestimmt. Ein Teil des Excimer (XeF) Laser Pumplichtes mit den Wellenlänge 351/353 nm wurde für die nicht-resonante Ionisation verwendet. Die Ionen wurden mit Hilfe elektrischer Felder aus der optischen Zelle extrahiert und nach einem Quadrupol Massenfilter mit einem Channeltron-Detektor massenselektiv nachgewiesen. Trotz der geringen Probenmenge von 2.7 x 10^10 eingesetzten Atomen wurden zwei atomare Resonanzen bei Energien von 25099.8(2) cm-1 und 25111.8(2) cm-1 gefunden und das Sättigungsverhalten dieser Linien gemessen. Es wurde ein theoretisches Modell entwickelt, dass sowohl das spektrale Profil der sättigungsverbreiterten Linien als auch die Sättigungskurven beschreibt. Durch Anpassung an die Messdaten konnten die partiellen Übergangsraten in den 3H6 Grundzustand Aki=3.6(7) x 10^6/s und Aki=3.6(6) x 10^6/s bestimmt werden. Der Vergleich der Niveauenergien und Übergangsraten mit Multikonfigurations Dirac-Fock Rechnungen legt die spektroskopische Klassifizierung der beobachteten Niveaus als 5f12 7s7p 5I6 und 5G6 Terme nahe. Weiterhin wurde ein Übergang bei 25740 cm-1 gefunden, der aufgrund der beobachteten Linienbreite von 1000 GHz als Rydbergzustand Zustand mit der Niveauenergie 51480 cm-1 interpretiert wurde und über einen Zweiphotonen Prozess angeregt werden kann. Basierend auf dieser Annahme wurde die Obergrenze für die Ionisationsenergie IP = 52140 cm-1 = 6.5 eV abgeschätzt. In den Messungen wurden Verschiebungen in den Zeitverteilungsspektren zwischen den mono-atomaren Ionen Fm+ und Cf+ und dem Molekül-Ion UO+ festgestellt und auf Driftzeitunterschiede im elektrischen Feld der gasgefüllten optischen Zelle zurückgeführt. Unter einfachen Modellannahmen wurde daraus auf die relativen Unterschiede Delta_r(Fm+,Cf+)/r(Cf+) ˜ -0.2 % und Delta_r(UO+,Cf+)/r(Cf+) ˜ 20 % in den Ionenradien geschlossen. Über die Bestimmung der Abnahme der Fm-a Aktivität des Filamentes auf der einen Seite und die Messung der Resonanzzählrate auf der anderen Seite, wurde die Nachweiseffizienz der Apparatur zu 4.5(3) x 10^-4 bestimmt. Die Nachweisapparatur wurde mit dem Ziel weiterentwickelt, Laserspektroskopie am Isotop 251Fm durchzuführen, das über die Reaktion 249Cf(a,2n)251Fm direkt in der optischen Zelle erzeugt werden soll. Das Verfahren wurde am chemischen Homolog Erbium getestet. Dabei wurde das Isotop 163Er über die Reaktion 161Dy(a,2n)163Er erzeugt und nach Resonanzionisation nachgewiesen. Die Nachweiseffizienz der Methode wurde zu 1 x 10^-4 bestimmt.

Competition between evaporation and fragmentation in nuclear reactions at 15-20 AMeV beam energy

The reactions 32S+58,64Ni are studied at 14.5 AMeV. From this energy on, fragmentation begins to be a dominant process, although evaporation and fission are still present. After a selection of the collision mechanism, we show that important even-odd effects are present in the isotopic fragment distributions when the excitation energy is small. The staggering effect appears to be a universal feature of fragment production, slightly enhanced when the emission source is neutron poor. A closer look at the behavior of isotopic chains reveals that odd-even effects cannot be explained by pairing effects in the nuclear mass alone, but depend in a more complex way on the de-excitation chain.

Towards a Reconstruction of Thermal Properties of Light Nuclei from Fusion - Evaporation reactions

This thesis work has been developed in the framework of a new experimental campaign, proposed by the NUCL-EX Collaboration (INFN III Group), in order to progress in the understanding of the statistical properties of light nuclei, at excitation energies above particle emission threshold, by measuring exclusive data from fusion-evaporation reactions. The determination of the nuclear level density in the A~20 region, the understanding of the statistical behavior of light nuclei with excitation energies ~3 A.MeV, and the measurement of observables linked to the presence of cluster structures of nuclear excited levels are the main physics goals of this work. On the theory side, the contribution to this project given by this work lies in the development of a dedicated Monte-Carlo Hauser-Feshbach code for the evaporation of the compound nucleus. The experimental part of this thesis has consisted in the participation to the measurement 12C+12C at 95 MeV beam energy, at Laboratori Nazionali di Legnaro - INFN, using the GARFIELD+Ring Counter(RCo) set-up, from the beam-time request to the data taking, data reduction, detector calibrations and data analysis. Different results of the data analysis are presented in this thesis, together with a theoretical study of the system, performed with the new statistical decay code. As a result of this work, constraints on the nuclear level density at high excitation energy for light systems ranging from C up to Mg are given. Moreover, pre-equilibrium effects, tentatively interpreted as alpha-clustering effects, are put in evidence, both in the entrance channel of the reaction and in the dissipative dynamics on the path towards thermalisation.

Terrylendiimide als Biolabel und funktionelle Farbstoffe

In dieser Arbeit werden neue Rylenimide und Anwendungsmöglichkeiten für diese Farbstoffklasse beschrieben, die sich durch hohe Photostabilitäten und hohe Fluoreszenzquantenausbeute auszeichnet. Ziel dieser Arbeit war es, durch systematische Wahl der Substituenten in den Imidstrukturen und/oder den bay-Regionen von Rylendiimidfarbstoffen vollkommen neue Produkteigenschaften zu verwirklichen, Reaktionen bzw. Anwendungen zu ermöglichen und den Aufbau von komplexeren Chromophorarchitekturen zu gestatten. Das Strukturmotiv des Terrylendiimids nahm dabei die zentrale Rolle ein. Die Arbeit wurde in vier Kapitel aufgeteilt. Das Ziel des ersten Kapitels war es, wasserlösliche Terrylendiimide zur Untersuchung von biologischen Proben im Wellenlängenbereich über 600 nm einzusetzen. Ein wasserlösliches Terrylendiimid erwies sich dabei als deutlich photostabiler als zwei weitverbreitete Fluoreszenzfarbstoffe. Eine erste Proteinmarkierung mit monofunktionellem Farbstoff wurde an Proteinmolekülen erfolgreich durchgeführt. Durch gezielte Modifikationen konnten zwei Terrylendiimide hergestellt werden, die sich noch deutlich besser zum Abbilden von Zellstrukturen eignen. In dem zweiten Kapitel spielte die Löslichkeit von Rylendiimiden in organischen Lösungsmitteln eine zentrale Rolle. Es wurde eine Rylendiimidserie hergestellt, deren löslichkeitssteigernde Gruppen eine Organisation der Moleküle in ausgedehnten Stapelstrukturen nicht verhindern. Mit dieser Serie konnte das flüssigkristalline Verhalten und die Selbstorganisation in der Rylendiimidreihe untersucht werden. Aufbauend auf diesen Ergebnissen wurde die Selbstorganisation der Diimide in Donor-Akzeptor Gemischen untersucht. In STM-Experimenten konnten für alle drei Diimide selbstorganisierte Monoschichten mit dem Rastertunnelmikroskop mit molekularer Auflösung abgebildet werden. Darüber hinaus wurden in diesem Kapitel die ersten organischen Feldeffekttransistoren (OFET) auf der Basis des synthetisierten Terrylendiimids beschrieben. Im Rahmen eines Projektes in dem die elektronische Energieübertragung in Donor-Akzeptor-Diaden mit Hilfe von Einzelmolekülspektroskopie untersucht wird, wurde eine Perylendiimid-Terrylediimid Diade hergestellt. Die geringere Photostabilität des Donors ermöglichte zeitaufgelöste Einzelmolekül-messungen der Akzeptoremission mit und ohne Energietransfer vom Donor auf den Akzeptor. Durch diese Messungen konnten die Zeitkonstanten des Energietransfers für einzelne Diaden ermittelt werden. Ein weiterer Chromophor aus diesem Donor-Akzeptor-Paar soll die Möglichkeit eröffnen, den Energiefluß im Molekül gezielt zu manipulieren. Dazu wurde ein Donorchromophor mit zwei Akzeptoren in einem Multichromophor kombiniert. Im Rahmen der Synthesen dieser Arbeit wurden Terrylendiimide hergestellt, die in einer Imidstruktur eine Halogenfunktion trugen. Diese waren wichtige Synthesebausteine zum Aufbau von komplexen Chromophorarchitekturen. Ziel eines weiteren Kapitels war es, ein Terrylendiimid herzustellen, das als Sensibilisatorfarbstoff gemeinsam mit dem Haupt-Antennenkomplex von höheren Pflanzen LHCII in einer photoelektrochemischen Farbstoff-Solarzelle integriert werden konnte. Das hergestellte Terrylendiimid mit Carbonsäuregruppe eignete sich für Farbstoffsolarzellen auf Zinndioxidbasis.

Quantenchemische Behandlung von elektronischem Energietransfer

Im Rahmen dieser Dissertation wurden quantenchemische Untersuchungen zum Phänomen des elektronischen Energietransfers durchgeführt. Zum einen wurden theoretische Modelle zur Berücksichtigung temperaturabhängiger Elektron-Phonon-Kopplung in vibronischen Spektren ausgearbeitet und numerischen Tests unterzogen. Zum anderen erfolgte die Bestimmung molekularer Eigenschaften bichromophorer Systeme unter Anwendung etablierter Rechenmethoden. Im Fokus stehen das Zusammenspiel elektronischer Kopplung und statischer Unordnung sowie Energietransferzeiten und der Einfluss molekularer Brücken in Dimeren auf die Kopplung. Da sich elektronischer Energietransfer spektroskopisch nachweisen lässt, wurden temperaturabhängige Simulationen der Linienform von vibronischen Übergängen, die an ein Wärmebad ankoppeln, durchgeführt. Die erforderliche Antwortfunktion zur Bestimmung der spektralen Linienform kann aus einer Kumulantenentwicklung und alternativ aus der Multi-Level Redfieldtheorie abgeleitet werden. Statt der genäherten Schwingungsstruktur des Brownschen Oszillatormodells wurde eine explizit berechnete Zustandsdichte als Ausgangspunkt verwendet. Sowohl reine Elektron-Phonon- als auch Schwingung-Phonon-Kopplung werden für verschiedene Spektraldichten der Badmoden diskutiert. Im Zuge eines Kooperationsprojekts führten wir Untersuchungen zur elektronischen Kopplung an einer homologen Reihe von Rylendimeren mit unterschiedlichen Brückenlängen durch. Zu diesem Zweck wurden Ergebnisse aus Tieftemperatureinzelmolekülmessungen und quantenchemischen Berechnungen auf Grundlage des vibronischen Kopplungsmodells herangezogen und ausgewertet. Die untersuchten Dimere zeigen einen Übergang vom Grenzfall starker Kopplung hin zu schwacher Kopplung und die mittleren Energietransferzeiten konnten in guter Übereinstimmung mit experimentellen Messwerten berechnet werden. Da eine molekulare Brücke zwischen Donor- und Akzeptoreinheit die elektronische Kopplung modifiziert, kann sie sich störend auf experimentelle Messungen auswirken. Daher wurde untersucht, ob das interchromophore Kopplungsverhalten vorwiegend durch die Polarisierbarkeit des verbrückenden Elements oder durch bindungsvermittelte Wechselwirkungen beeinflusst wird und welche Brückentypen sich folglich für experimentelle Studien eignen. Sämtliche untersuchten Brückenelemente führten zu einer Vergrößerung der elektronischen Kopplung und die Kopplungsstärke wurde maßgeblich durch brückenvermittelte Wechselwirkungen bestimmt.

Dual-energy multidetector CT: how does it work, what can it tell us, and when can we use it in abdominopelvic imaging?

Dual-energy CT provides information about how substances behave at different energies, the ability to generate virtual unenhanced datasets, and improved detection of iodine-containing substances on low-energy images. Knowing how a substance behaves at two different energies can provide information about tissue composition beyond that obtainable with single-energy techniques. The term K edge refers to the spike in attenuation that occurs at energy levels just greater than that of the K-shell binding because of the increased photoelectric absorption at these energy levels. K-edge values vary for each element, and they increase as the atomic number increases. The energy dependence of the photoelectric effect and the variability of K edges form the basis of dual-energy techniques, which may be used to detect substances such as iodine, calcium, and uric acid crystals. The closer the energy level used in imaging is to the K edge of a substance such as iodine, the more the substance attenuates. In the abdomen and pelvis, dual-energy CT may be used in the liver to increase conspicuity of hypervascular lesions; in the kidneys, to distinguish hyperattenuating cysts from enhancing renal masses and to characterize renal stone composition; in the adrenal glands, to characterize adrenal nodules; and in the pancreas, to differentiate between normal and abnormal parenchyma.