Gravitational field of a straight cosmic string in the framework of higher-derivative gravity

The gravitational properties of a straight cosmic string are studied in the linear approximation of higher-derivative gravity. These properties are shown to be very different from those found using linearized Einstein gravity: there exists a short range gravitational (anti-gravitational) force in the nonrelativistic limit; in addition, the derection angle of a light ray moving in a plane orthogonal to the string depends on the impact parameter.

Gravitational field of a straight cosmic string in the framework of higher-derivative gravity

The gravitational properties of a straight cosmic string are studied in the linear approximation of higher-derivative gravity. These properties are shown to be very different from those found using linearized Einstein gravity: there exists a short range gravitational (anti-gravitational) force in the nonrelativistic limit; in addition, the deflection angle of a light ray moving in a plane orthogonal to the string depends on the impact parameter. © 2008 World Scientific Publishing Company.

A new application of emulsions to measure the gravitational force on antihydrogen

We propose to build and operate a detector based on the emulsion film technology for the measurement of the gravitational acceleration on antimatter, to be performed by the AEgIS experiment (AD6) at CERN. The goal of AEgIS is to test the weak equivalence principle with a precision of 1% on the gravitational acceleration g by measuring the vertical position of the annihilation vertex of antihydrogen atoms after their free fall while moving horizontally in a vacuum pipe. With the emulsion technology developed at the University of Bern we propose to improve the performance of AEgIS by exploiting the superior position resolution of emulsion films over other particle detectors. The idea is to use a new type of emulsion films, especially developed for applications in vacuum, to yield a spatial resolution of the order of one micron in the measurement of the sag of the antihydrogen atoms in the gravitational field. This is an order of magnitude better than what was planned in the original AEgIS proposal.

Effects of the eccentricity on the primaries in the gravitational capture phenomenon

Gravitational capture is a characteristic of some dynamical systems in celestial mechanics, as in the elliptic restricted three-body problem that is considered in this paper. The basic idea is that a spacecraft (or any particle with negligible mass) can change a hyperbolic orbit with a small positive energy around a celestial body into an elliptic orbit with a small negative energy without the use of any propulsive system. The force responsible for this modification in the orbit of the spacecraft is the gravitational force of the third body involved in the dynamics. In this way, this force is used as a zero cost control, equivalent to a continuous thrust applied in the spacecraft. One of the most important applications of this property is the construction of trajectories to the Moon. The objective of the present paper is to study in some detail the effects of the eccentricity of the primaries in this maneuver.

Effects of the eccentricity on the primames in the gravitational capture phenomenon

Gravitational capture is a characteristic of some dynamical systems in celestial mechanics, as in the elliptic restricted three-body problem that is considered in this paper. The basic idea is that a spacecraft (or any particle with negligible mass) can change a hyperbolic orbit with a small positive energy around a celestial body into an elliptic orbit with a small negative energy without the use of any propulsive system. The force responsible for this modification in the orbit of the spacecraft is the gravitational force of the third body involved in the dynamics. In this way, this force is used as a zero cost control, equivalent to a continuous thrust applied in the spacecraft. One of the most important applications of this property is the construction of trajectories to the Moon. The objective of the present paper is to study in some detail the effects of the eccentricity of the primaries in this maneuver.

Circular, elliptic and oval billiards in a gravitational field

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

Focal adhesion kinase is a load-dependent governor of the slow contractile and oxidative muscle phenotype

Striated muscle exhibits a pronounced structural-functional plasticity in response to chronic alterations in loading. We assessed the implication of focal adhesion kinase (FAK) signalling in mechano-regulated differentiation of slow-oxidative muscle. Load-dependent consequences of FAK signal modulation were identified using a multi-level approach after electrotransfer of rat soleus muscle with FAK-expression plasmid vs. empty plasmid-transfected contralateral controls. Muscle fibre-targeted over-expression of FAK in anti-gravitational muscle for 9 days up-regulated transcript levels of gene ontologies underpinning mitochondrial metabolism and contraction in the transfected belly portion. Concomitantly, mRNA expression of the major fast-type myosin heavy chain (MHC) isoform, MHC2A, was reduced. The promotion of the slow-oxidative expression programme by FAK was abolished after co-expression of the FAK inhibitor FAK-related non-kinase (FRNK). Elevated protein content of MHC1 (+9%) and proteins of mitochondrial respiration (+165-610%) with FAK overexpression demonstrated the translation of transcript differentiation in targeted muscle fibres towards a slow-oxidative muscle phenotype. Coincidentally MHC2A protein was reduced by 50% due to protection of muscle from de-differentiation with electrotransfer. Fibre cross section in FAK-transfected muscle was elevated by 6%. The FAK-modulated muscle transcriptome was load-dependent and regulated in correspondence to tyrosine 397 phosphorylation of FAK. In the context of overload, the FAK-induced gene expression became manifest at the level of contraction by a slow transformation and the re-establishment of normal muscle force from the lowered levels with transfection. These results highlight the analytic power of a systematic somatic transgene approach by mapping a role of FAK in the dominant mechano-regulation of muscular motor performance via control of gene expression.

Mécanismes psychophysiques et neuronaux de la compensation dynamique de multiples champs de force : facilitation et anticipation liée à des indices de couleur

Dans cette thèse, nous abordons le contrôle moteur du mouvement du coude à travers deux approches expérimentales : une première étude psychophysique a été effectuée chez les sujets humains, et une seconde implique des enregistrements neurophysiologiques chez le singe. Nous avons recensé plusieurs aspects non résolus jusqu’à présent dans l’apprentissage moteur, particulièrement concernant l’interférence survenant lors de l’adaptation à deux ou plusieurs champs de force anti-corrélés. Nous avons conçu un paradigme où des stimuli de couleur aident les sujets à prédire la nature du champ de force externe actuel avant qu’ils ne l’expérimentent physiquement durant des mouvements d’atteinte. Ces connaissances contextuelles faciliteraient l’adaptation à des champs de forces en diminuant l’interférence. Selon le modèle computationnel de l’apprentissage moteur MOSAIC (MOdular Selection And Identification model for Control), les stimuli de couleur aident les sujets à former « un modèle interne » de chaque champ de forces, à s’en rappeler et à faire la transition entre deux champs de force différents, sans interférence. Dans l’expérience psychophysique, quatre groupes de sujets humains ont exécuté des mouvements de flexion/extension du coude contre deux champs de forces. Chaque force visqueuse était associée à une couleur de l’écran de l’ordinateur et les deux forces étaient anti-corrélées : une force résistante (Vr) a été associée à la couleur rouge de l’écran et l’autre, assistante (Va), à la couleur verte de l’écran. Les deux premiers groupes de sujets étaient des groupes témoins : la couleur de l’écran changeait à chaque bloc de 4 essais, tandis que le champ de force ne changeait pas. Les sujets du groupe témoin Va ne rencontraient que la force assistante Va et les sujets du groupe témoin Vr performaient leurs mouvements uniquement contre une force résistante Vr. Ainsi, dans ces deux groupes témoins, les stimuli de couleur n’étaient pas pertinents pour adapter le mouvement et les sujets ne s’adaptaient qu’à une seule force (Va ou Vr). Dans les deux groupes expérimentaux, cependant, les sujets expérimentaient deux champs de forces différents dans les différents blocs d’essais (4 par bloc), associés à ces couleurs. Dans le premier groupe expérimental (groupe « indice certain », IC), la relation entre le champ de force et le stimulus (couleur de l’écran) était constante. La couleur rouge signalait toujours la force Vr tandis que la force Va était signalée par la couleur verte. L’adaptation aux deux forces anti-corrélées pour le groupe IC s’est avérée significative au cours des 10 jours d’entraînement et leurs mouvements étaient presque aussi bien ajustés que ceux des deux groupes témoins qui n’avaient expérimenté qu’une seule des deux forces. De plus, les sujets du groupe IC ont rapidement démontré des changements adaptatifs prédictifs dans leurs sorties motrices à chaque changement de couleur de l’écran, et ceci même durant leur première journée d’entraînement. Ceci démontre qu’ils pouvaient utiliser les stimuli de couleur afin de se rappeler de la commande motrice adéquate. Dans le deuxième groupe expérimental, la couleur de l’écran changeait régulièrement de vert à rouge à chaque transition de blocs d’essais, mais le changement des champs de forces était randomisé par rapport aux changements de couleur (groupe « indice-incertain », II). Ces sujets ont pris plus de temps à s’adapter aux champs de forces que les 3 autres groupes et ne pouvaient pas utiliser les stimuli de couleurs, qui n’étaient pas fiables puisque non systématiquement reliés aux champs de forces, pour faire des changements prédictifs dans leurs sorties motrices. Toutefois, tous les sujets de ce groupe ont développé une stratégie ingénieuse leur permettant d’émettre une réponse motrice « par défaut » afin de palper ou de sentir le type de la force qu’ils allaient rencontrer dans le premier essai de chaque bloc, à chaque changement de couleur. En effet, ils utilisaient la rétroaction proprioceptive liée à la nature du champ de force afin de prédire la sortie motrice appropriée pour les essais qui suivent, jusqu’au prochain changement de couleur d’écran qui signifiait la possibilité de changement de force. Cette stratégie était efficace puisque la force demeurait la même dans chaque bloc, pendant lequel la couleur de l’écran restait inchangée. Cette étude a démontré que les sujets du groupe II étaient capables d’utiliser les stimuli de couleur pour extraire des informations implicites et explicites nécessaires à la réalisation des mouvements, et qu’ils pouvaient utiliser ces informations pour diminuer l’interférence lors de l’adaptation aux forces anti-corrélées. Les résultats de cette première étude nous ont encouragés à étudier les mécanismes permettant aux sujets de se rappeler d’habiletés motrices multiples jumelées à des stimuli contextuels de couleur. Dans le cadre de notre deuxième étude, nos expériences ont été effectuées au niveau neuronal chez le singe. Notre but était alors d’élucider à quel point les neurones du cortex moteur primaire (M1) peuvent contribuer à la compensation d’un large éventail de différentes forces externes durant un mouvement de flexion/extension du coude. Par cette étude, nous avons testé l’hypothèse liée au modèle MOSAIC, selon laquelle il existe plusieurs modules contrôleurs dans le cervelet qui peuvent prédire chaque contexte et produire un signal de sortie motrice approprié pour un nombre restreint de conditions. Selon ce modèle, les neurones de M1 recevraient des entrées de la part de plusieurs contrôleurs cérébelleux spécialisés et montreraient ensuite une modulation appropriée de la réponse pour une large variété de conditions. Nous avons entraîné deux singes à adapter leurs mouvements de flexion/extension du coude dans le cadre de 5 champs de force différents : un champ nul ne présentant aucune perturbation, deux forces visqueuses anti-corrélées (assistante et résistante) qui dépendaient de la vitesse du mouvement et qui ressemblaient à celles utilisées dans notre étude psychophysique chez l’homme, une force élastique résistante qui dépendait de la position de l’articulation du coude et, finalement, un champ viscoélastique comportant une sommation linéaire de la force élastique et de la force visqueuse. Chaque champ de force était couplé à une couleur d’écran de l’ordinateur, donc nous avions un total de 5 couleurs différentes associées chacune à un champ de force (relation fixe). Les singes étaient bien adaptés aux 5 conditions de champs de forces et utilisaient les stimuli contextuels de couleur pour se rappeler de la sortie motrice appropriée au contexte de forces associé à chaque couleur, prédisant ainsi leur sortie motrice avant de sentir les effets du champ de force. Les enregistrements d’EMG ont permis d’éliminer la possibilité de co-contractions sous-tendant ces adaptations, étant donné que le patron des EMG était approprié pour compenser chaque condition de champ de force. En parallèle, les neurones de M1 ont montré des changements systématiques dans leurs activités, sur le plan unitaire et populationnel, dans chaque condition de champ de force, signalant les changements requis dans la direction, l’amplitude et le décours temporel de la sortie de force musculaire nécessaire pour compenser les 5 conditions de champs de force. Les changements dans le patron de réponse pour chaque champ de force étaient assez cohérents entre les divers neurones de M1, ce qui suggère que la plupart des neurones de M1 contribuent à la compensation de toutes les conditions de champs de force, conformément aux prédictions du modèle MOSAIC. Aussi, cette modulation de l’activité neuronale ne supporte pas l’hypothèse d’une organisation fortement modulaire de M1.

Mécanismes psychophysiques et neuronaux de la compensation dynamique de multiples champs de force : facilitation et anticipation liée à des indices de couleur

Dans cette thèse, nous abordons le contrôle moteur du mouvement du coude à travers deux approches expérimentales : une première étude psychophysique a été effectuée chez les sujets humains, et une seconde implique des enregistrements neurophysiologiques chez le singe. Nous avons recensé plusieurs aspects non résolus jusqu’à présent dans l’apprentissage moteur, particulièrement concernant l’interférence survenant lors de l’adaptation à deux ou plusieurs champs de force anti-corrélés. Nous avons conçu un paradigme où des stimuli de couleur aident les sujets à prédire la nature du champ de force externe actuel avant qu’ils ne l’expérimentent physiquement durant des mouvements d’atteinte. Ces connaissances contextuelles faciliteraient l’adaptation à des champs de forces en diminuant l’interférence. Selon le modèle computationnel de l’apprentissage moteur MOSAIC (MOdular Selection And Identification model for Control), les stimuli de couleur aident les sujets à former « un modèle interne » de chaque champ de forces, à s’en rappeler et à faire la transition entre deux champs de force différents, sans interférence. Dans l’expérience psychophysique, quatre groupes de sujets humains ont exécuté des mouvements de flexion/extension du coude contre deux champs de forces. Chaque force visqueuse était associée à une couleur de l’écran de l’ordinateur et les deux forces étaient anti-corrélées : une force résistante (Vr) a été associée à la couleur rouge de l’écran et l’autre, assistante (Va), à la couleur verte de l’écran. Les deux premiers groupes de sujets étaient des groupes témoins : la couleur de l’écran changeait à chaque bloc de 4 essais, tandis que le champ de force ne changeait pas. Les sujets du groupe témoin Va ne rencontraient que la force assistante Va et les sujets du groupe témoin Vr performaient leurs mouvements uniquement contre une force résistante Vr. Ainsi, dans ces deux groupes témoins, les stimuli de couleur n’étaient pas pertinents pour adapter le mouvement et les sujets ne s’adaptaient qu’à une seule force (Va ou Vr). Dans les deux groupes expérimentaux, cependant, les sujets expérimentaient deux champs de forces différents dans les différents blocs d’essais (4 par bloc), associés à ces couleurs. Dans le premier groupe expérimental (groupe « indice certain », IC), la relation entre le champ de force et le stimulus (couleur de l’écran) était constante. La couleur rouge signalait toujours la force Vr tandis que la force Va était signalée par la couleur verte. L’adaptation aux deux forces anti-corrélées pour le groupe IC s’est avérée significative au cours des 10 jours d’entraînement et leurs mouvements étaient presque aussi bien ajustés que ceux des deux groupes témoins qui n’avaient expérimenté qu’une seule des deux forces. De plus, les sujets du groupe IC ont rapidement démontré des changements adaptatifs prédictifs dans leurs sorties motrices à chaque changement de couleur de l’écran, et ceci même durant leur première journée d’entraînement. Ceci démontre qu’ils pouvaient utiliser les stimuli de couleur afin de se rappeler de la commande motrice adéquate. Dans le deuxième groupe expérimental, la couleur de l’écran changeait régulièrement de vert à rouge à chaque transition de blocs d’essais, mais le changement des champs de forces était randomisé par rapport aux changements de couleur (groupe « indice-incertain », II). Ces sujets ont pris plus de temps à s’adapter aux champs de forces que les 3 autres groupes et ne pouvaient pas utiliser les stimuli de couleurs, qui n’étaient pas fiables puisque non systématiquement reliés aux champs de forces, pour faire des changements prédictifs dans leurs sorties motrices. Toutefois, tous les sujets de ce groupe ont développé une stratégie ingénieuse leur permettant d’émettre une réponse motrice « par défaut » afin de palper ou de sentir le type de la force qu’ils allaient rencontrer dans le premier essai de chaque bloc, à chaque changement de couleur. En effet, ils utilisaient la rétroaction proprioceptive liée à la nature du champ de force afin de prédire la sortie motrice appropriée pour les essais qui suivent, jusqu’au prochain changement de couleur d’écran qui signifiait la possibilité de changement de force. Cette stratégie était efficace puisque la force demeurait la même dans chaque bloc, pendant lequel la couleur de l’écran restait inchangée. Cette étude a démontré que les sujets du groupe II étaient capables d’utiliser les stimuli de couleur pour extraire des informations implicites et explicites nécessaires à la réalisation des mouvements, et qu’ils pouvaient utiliser ces informations pour diminuer l’interférence lors de l’adaptation aux forces anti-corrélées. Les résultats de cette première étude nous ont encouragés à étudier les mécanismes permettant aux sujets de se rappeler d’habiletés motrices multiples jumelées à des stimuli contextuels de couleur. Dans le cadre de notre deuxième étude, nos expériences ont été effectuées au niveau neuronal chez le singe. Notre but était alors d’élucider à quel point les neurones du cortex moteur primaire (M1) peuvent contribuer à la compensation d’un large éventail de différentes forces externes durant un mouvement de flexion/extension du coude. Par cette étude, nous avons testé l’hypothèse liée au modèle MOSAIC, selon laquelle il existe plusieurs modules contrôleurs dans le cervelet qui peuvent prédire chaque contexte et produire un signal de sortie motrice approprié pour un nombre restreint de conditions. Selon ce modèle, les neurones de M1 recevraient des entrées de la part de plusieurs contrôleurs cérébelleux spécialisés et montreraient ensuite une modulation appropriée de la réponse pour une large variété de conditions. Nous avons entraîné deux singes à adapter leurs mouvements de flexion/extension du coude dans le cadre de 5 champs de force différents : un champ nul ne présentant aucune perturbation, deux forces visqueuses anti-corrélées (assistante et résistante) qui dépendaient de la vitesse du mouvement et qui ressemblaient à celles utilisées dans notre étude psychophysique chez l’homme, une force élastique résistante qui dépendait de la position de l’articulation du coude et, finalement, un champ viscoélastique comportant une sommation linéaire de la force élastique et de la force visqueuse. Chaque champ de force était couplé à une couleur d’écran de l’ordinateur, donc nous avions un total de 5 couleurs différentes associées chacune à un champ de force (relation fixe). Les singes étaient bien adaptés aux 5 conditions de champs de forces et utilisaient les stimuli contextuels de couleur pour se rappeler de la sortie motrice appropriée au contexte de forces associé à chaque couleur, prédisant ainsi leur sortie motrice avant de sentir les effets du champ de force. Les enregistrements d’EMG ont permis d’éliminer la possibilité de co-contractions sous-tendant ces adaptations, étant donné que le patron des EMG était approprié pour compenser chaque condition de champ de force. En parallèle, les neurones de M1 ont montré des changements systématiques dans leurs activités, sur le plan unitaire et populationnel, dans chaque condition de champ de force, signalant les changements requis dans la direction, l’amplitude et le décours temporel de la sortie de force musculaire nécessaire pour compenser les 5 conditions de champs de force. Les changements dans le patron de réponse pour chaque champ de force étaient assez cohérents entre les divers neurones de M1, ce qui suggère que la plupart des neurones de M1 contribuent à la compensation de toutes les conditions de champs de force, conformément aux prédictions du modèle MOSAIC. Aussi, cette modulation de l’activité neuronale ne supporte pas l’hypothèse d’une organisation fortement modulaire de M1.

Flight-training effect on the cervical muscle isometric strength of trainee pilots

External stimulus/loading initiates adaptations within skeletal muscle. It has been previously found that the cervical area has the highest loading while performing flying maneuvers under +Gz. The first purpose of this study was to examine the neck muscle response to the physical environment associated with flight training, incorporating limited exposure to +Gz force, in a Pilatus PC-9 aircraft. The second purpose was to examine the short-term range of movement (ROM) response to flight training. Isometric cervical muscle strength and ROM was monitored in 9 RAAF pilots completing an 8-mo flight-training course at Pearce Airbase in Western Australia, and in 10 controls matched for gender, age, height, and weight. Isometric cervical muscle strength and ROM were measured at baseline and at 8 mo using the multi-cervical rehabilitation unit (Hanoun Medical, Downsview, Ontario, Canada). Results indicated that an increase in pilot neck strength was limited to flexion while in a neutral position. No strength changes were recorded in any other site in the pilots or for the controls. These findings suggest that short-term exposure to the physical environment associated with flight training had a limited significant effect on increasing isometric cervical muscle strength. No significant changes were observed in pilot ROM, indicating that short-term exposure to flight does not effect ROM.

Sensitivity Analysis of Dimensionless Parameters for Physical Simulation of Water-Flooding Reservoir

A numerical approach to optimize dimensionless parameters of water-flooding porous media flows is proposed based on the analysis of the sensitivity factor defined as the variation ration of a target function with respect to the variation of dimensionless parameters. A complete set of scaling criteria for water-flooding reservoir of five-spot well pattern case is derived from the 3-D governing equations, involving the gravitational force, the capillary force and the compressibility of water, oil and rock. By using this approach, we have estimated the influences of each dimensionless parameter on experimental results and thus sorted out the dominant ones with larger sensitivity factors ranging from10-4to10-0 .

Multi-scale analysis of AFM tip and surface interactions

Thoroughly understanding AFM tip-surface interactions is crucial for many experimental studies and applications. It is important to realize that despite its simple appearance, the system of tip and sample surface involves multiscale interactions. In fact, the system is governed by a combination of molecular force (like the van der Waals force), its macroscopic representations (such as surface force) and gravitational force (a macroscopic force). Hence, in the system, various length scales are operative, from sub-nanoscale (at the molecular level) to the macroscopic scale. By integrating molecular forces into continuum equations, we performed a multiscale analysis and revealed the nonlocality effect between a tip and a rough solid surface and the mechanism governing liquid surface deformation and jumping. The results have several significant implications for practical applications. For instance, nonlocality may affect the measurement accuracy of surface morphology. At the critical state of liquid surface jump, the ratio of the gap between a tip and a liquid dome (delta) over the dome height (y(o)) is approximately (n-4) (for a large tip), which depends on the power law exponent n of the molecular interaction energy. These findings demonstrate that the multiscale analysis is not only useful but also necessary in the understanding of practical phenomena involving molecular forces. (c) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Artificial gravity reveals that economy of action determines the stability of sensorimotor coordination.

Background
When we move along in time with a piece of music, we synchronise the downward phase of our gesture with the beat. While it is easy to demonstrate this tendency, there is considerable debate as to its neural origins. It may have a structural basis, whereby the gravitational field acts as an orientation reference that biases the formulation of motor commands. Alternatively, it may be functional, and related to the economy with which motion assisted by gravity can be generated by the motor system.
Methodology/Principal Findings
We used a robotic system to generate a mathematical model of the gravitational forces acting upon the hand, and then to reverse the effect of gravity, and invert the weight of the limb. In these circumstances, patterns of coordination in which the upward phase of rhythmic hand movements coincided with the beat of a metronome were more stable than those in which downward movements were made on the beat. When a normal gravitational force was present, movements made down-on-the-beat were more stable than those made up-on-the-beat.
Conclusions/Significance
The ubiquitous tendency to make a downward movement on a musical beat arises not from the perception of gravity, but as a result of the economy of action that derives from its exploitation.

Numerical simulation of tunnel fires using preconditioned finite volume schemes

This article is concerned with the numerical simulation of flows at low Mach numbers which are subject to the gravitational force and strong heat sources. As a specific example for such flows, a fire event in a car tunnel will be considered in detail. The low Mach flow is treated with a preconditioning technique allowing the computation of unsteady flows, while the source terms for gravitation and heat are incorporated via operator splitting. It is shown that a first order discretization in space is not able to compute the buoyancy forces properly on reasonable grids. The feasibility of the method is demonstrated on several test cases.

The influence of anisotropic F region ion velocity distributions on ionospheric ion outflows into the magnetosphere

The contribution to the field-aligned ionospheric ion momentum equation, due to coupling between pressure anisotropy and the inhomogeneous geomagnetic field, is investigated. We term this contribution the “hydrodynamic mirror force” and investigate its dependence on the ion drift and the resulting deformations of the ion velocity distribution function from an isotropic form. It is shown that this extra upforce increases rapidly with ion drift relative to the neutral gas but is not highly dependent on the ion-neutral collision model employed. An example of a burst of flow observed by EISCAT, thought to be the ionospheric signature of a flux transfer event at the magnetopause, is studied in detail and it is shown that the nonthermal plasma which results is subject to a hydrodynamic mirror force which is roughly 10% of the gravitational downforce. In addition, predictions by the coupled University College London-Sheffield University model of the ionosphere and thermosphere show that the hydrodynamic mirror force in the auroral oval is up to 3% of the gravitational force for Kp of about 3, rising to 10% following a sudden increase in cross-cap potential. The spatial distribution of the upforce shows peaks in the cusp region and in the post-midnight auroral oval, similar to that of observed low-energy heavy ion flows from the ionosphere into the magnetosphere. We suggest the hydrodynamic mirror force may modulate these outflows by controlling the supply of heavy ions to regions of ion acceleration and that future simulations of the effects of Joule heating on ion outflows should make allowance for it.