Energy transfer rates and population inversion investigation of sup(1)Gsub(4) and sup(1)Dsub(2) excited states of Tmsup(3+) in Yb:Tm:Nd:KYsub(3)Fsub(10) crystals

Funda����o de Amparo �� Pesquisa do Estado de S��o Paulo (FAPESP)

Changes in the annual harmful algal blooms of Alexandrium minutum : effects of environmental conditions and drainage basin inputs in the Rance estuary (Brittany, France)

Time series of physico-chemical data and concentrations (cell L-1) of the toxic dinoflagellate Alexandrium minutum collected in the Rance macrotidal estuary (Brittany, France) were analyzed to understand the physico-chemical processes of the estuary and their relation to changes in bloom development from 1996 to 2009. The construction of the tidal power plant in the north and the presence of a lock in the south have greatly altered hydrodynamics, blocking the zone of maximum turbidity upstream, in the narrowest part of the estuary. Alexandrium minutum occurs in the middle part of the estuary. Most physical and chemical parameters of the Rance estuary are similar to those observed elsewhere in Brittany with water temperatures between 15���18 ��C, slightly lowered salinities (31.8���33.1 PSU), low river flow rates upstream and significant solar radiation (8 h day-1). A notable exception is phosphate input from the drainage basin which seems to limit bloom development: in recent years, bloom decline can be significantly correlated with the decrease in phosphate input. On the other hand, the chemical processes occurring in the freshwater-saltwater interface do not seem to have an influence on these occurrences. The other hypotheses for bloom declines are discussed, including the prevalence of parasitism, but remain to be verified in further studies.

Fattibilit�� della misura di cattura neutronica sugli isotopi dispari del gadolinio

In questo lavoro di tesi ci proponiamo di determinare lo spessore degli isotopi ^155Gd e ^157Gd in vista della misura della sezione d���urto di cattura neutronica presso la facility n_TOF del CERN. La principale motivazione dell���esperimento �� legata alla necessit�� di ottenere misure pi�� accurate per le applicazioni ai reattori nucleari. Inoltre, i nuovi risultati, potranno essere sfruttati anche per applicazioni ai recenti sviluppi nella Terapia di Cattura Neutronica e per costruire nuovi rivelatori nell���ambito della ricerca del neutrino. La misura sar�� effettuata nella prima area sperimentale EAR-1 di n TOF, equipaggiata con rivelatori, come per esempio gli scintillatori liquidi al benzene deuterato (C6D6) particolarmente adatti per questi tipi di misura. La sezione d���urto di questi due isotopi cambia di molti ordini di grandezza al variare dell���energia dei neutroni incidenti. Per questo motivo, lo studio effettuato in questa tesi ha mostrato che sono necessari due campioni altamente arricchiti per ogni isotopo da misurare: un campione estremamente sottile per energie del neutrone fino a 100 meV, e uno pi�� spesso per energie maggiori. Inoltre per questi campioni sono stati determinati le densit�� areali necessarie per lo svolgimento dell���esperimento affinch�� avvenga il fenomeno di trasmissione dei neutroni.

Studio mediante spettroscopia vibrazionale di foto-dimerizzazioni [2+2] in cristalli molecolari

Lo scopo della tesi �� lo studio di fotoreazioni di cicloaddizione [2 + 2] in stato solido mediante l���utilizzo di tecniche di spettroscopia vibrazionale Raman e IR. La nostra attenzione si �� focalizzata su processi di sistemi organici del tipo ���crystal to crystal��� (CC) o ���single crystal to single crystal��� (SCSC), che avvengono con la trasformazione del cristallo del reagente in quello del prodotto. Argomento principale del lavoro di tesi sono i cristalli dei sali di bromuro e cloruro dell���acido 4-ammino-trans-cinnamico, che dimerizzano sotto irraggiamento UV. Il lavoro fa parte di un progetto di ampio respiro svolto in collaborazione con ricercatori del Dipartimento di Chimica ���G. Ciamician���, che coinvolge anche cristalli misti dei due sali. Lo studio condotto da loro mediante misure di diffrazione ai raggi X ha stabilito che il processo in esame �� del tipo SCSC. L���indagine in microscopia Raman su cristallo singolo si �� prefissa di analizzare, in funzione del tempo di irraggiamento, l���evoluzione dello spettro delle vibrazioni sia intramolecolari che reticolari, ottenendo in una stessa misura informazioni sulla trasformazione chimica e su quella di reticolo. A differenza di quanto avviene in processi di dimerizzazione CC con ricostruzione di fase, si �� constatato che reazione chimica e cambio di reticolo avvengono in modo parallelo e simultaneo. Inoltre si �� osservato che lo spettro delle vibrazioni reticolari evolve senza soluzione di continuit�� da quello della fase reagente a quello della fase prodotto. Questo �� un risultato interessante, di un fenomeno mai osservato prima nello studio Raman di reazioni in stato solido. L���analoga indagine IR su polveri, che si limita alla vibrazione intermolecolare, ha permesso di ricavare la legge cinetica della reazione. Lo stesso metodo di indagine spettroscopica �� stato applicato anche alla fotodimerizzazone con meccanismo [2 + 2] dell���acido trans-3-(2-furil)acrilico, processo interessante dal punto di vista industriale.

Acquisizione di segnali EEG durante compiti di reaching e decodifica mediante rete neurale convoluzionale

La decodifica dei segnali elettroencefalografici (EEG) consiste nell���analisi del segnale per classificare le azioni o lo stato cognitivo di un soggetto. Questi studi possono permettere di comprendere meglio i correlati neurali alla base del movimento, oltre che avere un���applicazione pratica nelle Brain Computer Interfaces. In questo ambito, di rilievo sono le reti neurali convoluzionali (Convolutional Neural Networks, CNNs), che grazie alle loro elevate performance stanno acquisendo importanza nella decodifica del segnale EEG. In questo elaborato di tesi �� stata addestrata una CNN precedentemente proposta in letteratura, EEGNet, per classificare i segnali EEG acquisiti durante movimenti di reaching del braccio dominante, sulla base della posizione del target da raggiungere. I dati sono stati acquisiti su dieci soggetti grazie al protocollo sviluppato in questo lavoro, in cui 5 led disposti su una semicirconferenza rappresentano i target del movimento e l���accensione casuale di un led identifica il target da raggiungere in ciascuna prova. I segnali EEG acquisiti sono stati quindi ricampionati, filtrati e suddivisi in epoche di due secondi attorno all���inizio di ciascun movimento, rimuovendo gli artefatti oculari mediante ICA. La rete �� stata valutata in tre task di classificazione, uno a cinque classi (una posizione target per classe) e due a tre classi (raggruppando pi�� posizioni target per classe). Per ogni task, la rete �� stata addestrata in cross-validazione utilizzando un approccio within-subject. Con questo approccio sono state addestrate e validate 15 CNNs diverse per ogni soggetto. Infine, �� stato calcolato l���F1 score per ciascun task di classificazione, mediando i risultati sui soggetti, per valutare quantitativamente le performance della CNN che sono risultati migliori nel classificare target disposti a destra e a sinistra.

Radar FMCW per la rilevazione di ostacoli in movimento

Lo scopo di questa attivit�� di tesi �� quello di rilevare dinamicamente la posizione di ostacoli mediante radar FMCW. I radar a onda continua modulati in frequenza sono alla base dei moderni sensori in ambito automotive, in quanto consentono allo stesso tempo di rilevare la distanza, l���angolazione e la velocit�� di un corpo detto target analizzando gli scostamenti temporali e in frequenza tra i segnali (detti chirp) trasmessi e quelli riflessi dai corpi. Nel lavoro di tesi si analizza sperimentalmente come il radar a onda continua MIMO (multiple input multiple output) RBK2, presente presso il laboratorio TLC del Campus di Cesena, pu�� essere utilizzato per ricavare la velocit�� relativa di un target, che si avvicina o si allontana dal radar. Innanzitutto, vengono settati i parametri per l���acquisizione e per il processing necessario per ottenere una matrice Angolo-Range che caratterizza staticamente il target. Il mixer interno al radar, a seguito della ricezione di un segnale di eco, produce un segnale a frequenza intermedia il cui spettro presenta un picco in corrispondenza della distanza del target che lo ha riflesso. A questo punto si conosce la posizione del corpo e si procede con la stima della velocit�� sfruttando l���effetto Doppler: analizzando i chirp riflessi dallo stesso target in istanti successivi si ottengono una serie di picchi nella stessa posizione ma con fasi differenti, e da tale sfasamento si ricava la componente radiale della velocit�� del target. Sono stati studiati sia il caso di misure outdoor che quello di misure indoor, infine �� stato elaborato un codice Matlab in grado di fornire un feedback riguardante una possibile collisione in seguito alla stima della velocit�� del corpo. Tale tecnologia gioca quindi un ruolo fondamentale nell���ambito della sicurezza stradale potendo prevenire incidenti.

Implementazione e caratterizzazione di PLL digitali per doppler tracking di sonde deep space

I Phase-Locked Loops sono circuiti ancora oggi utilizzati per la generazione di segnali coerenti in frequenza e in fase con i segnali in ingresso, motivo per cui sono uno degli strumenti della radio scienza per la ricostruzione dei segnali scambiati con le sonde e nascosti dal rumore accumulato nel tragitto che separa le sonde stesse dalle stazioni di tracking a terra. Questa tesi illustra l'implementazione di un PLL digitale linearizzato in Matlab e Simulink in una nuova veste rispetto al modello implementato durante l'attivit�� di tirocinio curricolare, al fine di migliorarne le prestazioni per bassi carrier-to-noise density ratios. Il capitolo 1 si compone di due parti: la prima introduce all'ambito nel quale si inserisce il lavoro proposto, ossia la determinazione d'orbita; la seconda illustra i fondamenti della teoria dei segnali. Il capitolo 2 �� incentrato sull'analisi dei Phase-Locked Loops, partendo da un'introduzione teorica e approdando all'implementazione di un modello in Simulink. Il capitolo 3, infine, mostra i risultati dell'applicazione del modello implementato in Simulink nell'analisi dei segnali di una missione realmente svolta.

An Eulerian Immersed Boundary Method for flow simulations over stationary and moving rigid bodies

The fluid flow over bodies with complex geometry has been the subject of research of many scientists and widely explored experimentally and numerically. The present study proposes an Eulerian Immersed Boundary Method for flows simulations over stationary or moving rigid bodies. The proposed method allows the use of Cartesians Meshes. Here, two-dimensional simulations of fluid flow over stationary and oscillating circular cylinders were used for verification and validation. Four different cases were explored: the flow over a stationary cylinder, the flow over a cylinder oscillating in the flow direction, the flow over a cylinder oscillating in the normal flow direction, and a cylinder with angular oscillation. The time integration was carried out by a classical 4th order Runge-Kutta scheme, with a time step of the same order of distance between two consecutive points in x direction. High-order compact finite difference schemes were used to calculate spatial derivatives. The drag and lift coefficients, the lock-in phenomenon and vorticity contour plots were used for the verification and validation of the proposed method. The extension of the current method allowing the study of a body with different geometry and three-dimensional simulations is straightforward. The results obtained show a good agreement with both numerical and experimental results, encouraging the use of the proposed method.

Development of instrumentation for amperometric and coulometric detection using ultramicroelectrodes

In this work it is presented the development of a simple, portable and inexpensive instrumentation for amperometric and coulometric detection in different analytical instrumentation systems utilizing ultramicroelectrodes. The software, developed in LabVIEW 7.1TM, is capable to carry out three main detection techniques (amperometric, pulsed amperometric and coulometric detection) and a voltammetric technique (cyclic voltammetry). The instrumentation was successfully evaluated using the following systems: cyclic voltammograms of metallic electrodes in alkaline solutions, flow electrochemical detection of glucose and glycine and direct determination of herbicide glyphosate (electrochemical detection coupled to HPLC).

Influence of a polyclonal antibody preparation on the in situ degradability of three energy sources

The objective of this study was to evaluate the effect of a polyclonal antibody preparation (PAP) against specific ruminal bacteria on the in situ degradability of dry-grounded maize grain (DMG), high moisture maize silage (HMMS) starch and citrus pulp (CiPu) pectin. Nine ruminally cannulated cows were used in a 3 x 3 Latin square design, replicated three times in a factorial arrangement of treatments of two rumen modifiers represented by monensin and PAP plus a control group, and the three energy sources (DMG, HMMS and CiPu). Each period had 21 days, where 16 were used for adaptation to treatment and five for data collection. The group treated with PAP showed an effect on the soluble fraction (""a"") of DMG starch, decreasing it by respectively 45.3% and 45.4% compared to the CON and MON groups. No effect of PAP was observed for any in situ degradability parameters of starch from HMMS or pectin of CiPu. It was concluded that the polyclonal antibody preparation had limited effect on the in situ degradability of the tested energy sources.

Optical second harmonic generation in the centrosymmetric magnetic semiconductors EuTe and EuSe

The magnetic europium chalcogenide semiconductors EuTe and EuSe are investigated by the spectroscopy of second harmonic generation (SHG) in the vicinity of the optical band gap formed by transitions involving the 4f and 5d electronic orbitals of the magnetic Eu(2+) ions. In these materials with centrosymmetric crystal lattice the electric-dipole SHG process is symmetry forbidden so that no signal is observed in zero magnetic field. Signal appears, however, in applied magnetic field with the SHG intensity being proportional to the square of magnetization. The magnetic field and temperature dependencies of the induced SHG allow us to introduce a type of nonlinear optical susceptibility determined by the magnetic-dipole contribution in combination with a spontaneous or induced magnetization. The experimental results can be described qualitatively by a phenomenological model based on a symmetry analysis and are in good quantitative agreement with microscopic model calculations accounting for details of the electronic energy and spin structure.

Atomistic origins of the phase transition mechanism in Ge(2)Sb(2)Te(5)

The fast and reversible phase transition mechanism between crystalline and amorphous phases of Ge(2)Sb(2)Te(5) has been in debate for several years. Through employing first-principles density functional theory calculations, we identify a direct structural link between the metastable crystalline and amorphous phases. The phase transition is driven by the displacement of Ge atoms along the rocksalt [111] direction from stable octahedron to high energy unstable tetrahedron sites close to the intrinsic vacancy regions, which generates a high energy intermediate phase between metastable and amorphous phases. Due to the instability of Ge at the tetrahedron sites, the Ge atoms naturally shift away from those sites, giving rise to the formation of local-ordered fourfold motifs and the long-range structural disorder. Intrinsic vacancies, which originate from Sb(2)Te(3), lower the energy barrier for Ge displacements, and hence, their distribution plays an important role in the phase transition. The high energy intermediate configuration can be obtained experimentally by applying an intense laser beam, which overcomes the thermodynamic barrier from the octahedron to tetrahedron sites. The high figure of merit of Ge(2)Sb(2)Te(5) is achieved from the optimal combination of intrinsic vacancies provided by Sb(2)Te(3) and the instability of the tetrahedron sites provided by GeTe.

Equivalent Carbon Dioxide Capture and Storage Processes in Offshore Petroleum Production Facilities

The present study approaches the economic and technical evaluation of equivalent carbon dioxide (CO(2) eqv.) capture and storage processes, considered in a proposal case compared to a base case. The base case considers an offshore petroleum production facility, with high CO(2) content (4 vol%) in the composition of the produced gas and both CO(2) and natural gas emissions to the atmosphere, called CO(2) eqv. emissions. The results obtained with this study, by using a Hysys process simulator, showed a CO(2) emission reduction of 65% comparing the proposal case in relation to the base case.

Energy dissipation in depth-sensing indentation as a characteristic of the nanoscratch behavior of coatings

Wear behavior of coatings has usually been described in terms of mechanical properties such as hardness (H) and effective elastic modulus (E*). Alternatively, an energy approach appears as a promising analysis taking into account the influence of those properties. In a nanoindentation test, the dissipated energy depends not only on the hardness and elastic modulus, but also on the elastic recovery (W(e)). This work aims to establish a relation between plastic deformation energy (E(p)) during depth-sensing indentation method and the grooving resistance of coatings in nanoscratch tests. An energy dissipation coefficient (K(d)) was defined, calculated as the ratio of the plastic to the total deformation energy (E(p)/E(t)), which represents the energy dissipation of materials. Reactive depositions using titanium as the target and nitrogen and methane as reactive gases were obtained by triode magnetron sputtering, in order to assess wear and nanoindentation data. A topographical, chemical and microstructural characterization has been conducted using X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), wave dispersion spectroscopy (WDS), scanning electron (SEM) and atomic force microscopy (AFM) techniques. Nanoscratch results showed that the groove depth was well correlated to the energy dissipation coefficient of the coatings. On the other hand, a reduction in the coefficient was found when the elastic recovery was increased. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Mutually connected phase-locked loop networks: dynamical models and design parameters

Distribution of timing signals is an essential factor for the development of digital systems for telecommunication networks, integrated circuits and manufacturing automation. Originally, this distribution was implemented by using the master-slave architecture with a precise master clock generator sending signals to phase-locked loops (PLL) working as slave oscillators. Nowadays, wireless networks with dynamical connectivity and the increase in size and operation frequency of the integrated circuits suggest that the distribution of clock signals could be more efficient if mutually connected architectures were used. Here, mutually connected PLL networks are studied and conditions for synchronous states existence are analytically derived, depending on individual node parameters and network connectivity, considering that the nodes are nonlinear oscillators with nonlinear coupling conditions. An expression for the network synchronisation frequency is obtained. The lock-in range and the transmission error bounds are analysed providing hints to the design of this kind of clock distribution system.