Solução da equação de transporte de fótons para uma placa plana heterogênea, modelo de multigrupo com núcleo de espalhamento de Klein-Nishina

Neste trabalho o método LTSN é utilizado para resolver a equação de transporte de fótons para uma placa plana heterogênea, modelo de multigrupo, com núcleo de espalhamento de Klein-Nishina, obtendo-se o fluxo de fótons em valores discretos de energia. O fluxo de fótons, juntamente com os parâmetros da placa foram usados para o cálculo da taxa de dose absorvida e do fator de buildup. O método LTSN consiste na aplicação da transformada de Laplace num conjunto de equações de ordenadas discretas, fornece uma solução analítica do sistema de equações lineares algébricas e a construção dos fluxos angulares pela técnica de expansão de Heaviside. Essa formulação foi aplicada ao cálculo de dose absorvida e ao fator de Buildup, considerando cinco valores de energia. Resultados numéricos são apresentados.

A numerical model for the gamma-ray emission of the microquasar LS 5039

The possible association between the microquasar LS 5039 and the EGRET source 3EG J1824-1514 suggests that microquasars could also be sources of high energy gamma-rays. In this paper, we explore, with a detailed numerical model, if this system can produce the emission detected by EGRET (>100 MeV) through inverse Compton (IC) scattering. Our numerical approach considers a population of relativistic electrons entrained in a cylindrical inhomogeneous jet, interacting with both the radiation and the magnetic fields, taking into account the Thomson and Klein-Nishina regimes of interaction. The computed spectrum reproduces the observed spectral characteristics at very high energy.

Gamma-ray emission from microquasars: a numerical model for LSI+61º303

We explore the possible association between the microquasar LSI +61°303 and the EGRET source 2CG 135+01/3EG J0241+6103 by studying, with a detailed numerical model, whether this system can produce the emission and the variability detected by EGRET (>100 MeV) through inverse Compton (IC) scattering. Our numerical approach considers a population of relativistic electrons entrained in a cylindrical inhomogeneous jet, interacting with both the radiation and the magnetic fields, taking into account the Thomson and Klein-Nishina regimes of interaction. Our results reproduce the observed spectral characteristics and variability at γ-rays, thus strengthening the identification of LSI +61°303 as a high-energy γ-ray source.

A portable Compton spectrometer for clinical X-ray beams in the energy range 20-150 keV

Primary beam spectra were obtained for an X-ray industrial equipment (40-150 kV), and for a clinical mammography apparatus (25-35 kV) from beams scattered at angles close to 90 degrees, measured with a CdTe Compton spectrometer. Actual scattering angles were determined from the Compton energy shift of characteristic X-rays or spectra end-point energy. Evaluated contribution of coherent scattering amounts to more than 15% of fluence in mammographic beams. This technique can be used in clinical environments. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Solução da equação de transporte multidimensional em geometria cartesiana e meio infinito usando derivada fracionária

Neste trabalho, foi construída uma forma integral para a solução das equações de transporte em uma, duas e três dimensões, considerando o núcleo de espalhamento de Klein-Nishina, espalhamento isotrópico e o núcleo de espalhamento de Rutherford, respectivamente, seguindo a mesma idéia proposta em trabalhos recentes, nos quais foi construída uma solução para a equação de transporte de nêutrons em geometria cartesiana, usando derivada fracionária. A metodologia consiste em igualar a derivada fracionária do fluxo angular à equação integral, determinar a ordem da derivada fracionária comparando o núcleo da equação integral com o da definição de Riemann-Liouville. Essa formulação foi aplicada ao cálculo de dose absorvida. São apresentadas soluções geradas a partir do emprego do método da derivada fracionária e comparadas a resultados disponíveis na literatura.

Incorporação do espalhamento Compton no modelo de TBC modificado

No último século, houve grande avanço no entendimento das interações das radiações com a matéria. Essa compreensão se faz necessária para diversas aplicações, entre elas o uso de raios X no diagnóstico por imagens. Neste caso, imagens são formadas pelo contraste resultante da diferença na atenuação dos raios X pelos diferentes tecidos do corpo. Entretanto, algumas das interações dos raios X com a matéria podem levar à redução da qualidade destas imagens, como é o caso dos fenômenos de espalhamento. Muitas abordagens foram propostas para estimar a distribuição espectral de fótons espalhados por uma barreira, ou seja, como no caso de um feixe de campo largo, ao atingir um plano detector, tais como modelos que utilizam métodos de Monte Carlo e modelos que utilizam aproximações analíticas. Supondo-se um espectro de um feixe primário que não interage com nenhum objeto após sua emissão pelo tubo de raios X, este espectro é, essencialmente representado pelos modelos propostos anteriormente. Contudo, considerando-se um feixe largo de radiação X, interagindo com um objeto, a radiação a ser detectada por um espectrômetro, passa a ser composta pelo feixe primário, atenuado pelo material adicionado, e uma fração de radiação espalhada. A soma destas duas contribuições passa a compor o feixe resultante. Esta soma do feixe primário atenuado, com o feixe de radiação espalhada, é o que se mede em um detector real na condição de feixe largo. O modelo proposto neste trabalho visa calcular o espectro de um tubo de raios X, em situação de feixe largo, o mais fidedigno possível ao que se medem em condições reais. Neste trabalho se propõe a discretização do volume de interação em pequenos elementos de volume, nos quais se calcula o espalhamento Compton, fazendo uso de um espectro de fótons gerado pelo Modelo de TBC, a equação de Klein-Nishina e considerações geométricas. Por fim, o espectro de fótons espalhados em cada elemento de volume é somado ao espalhamento dos demais elementos de volume, resultando no espectro total espalhado. O modelo proposto foi implementado em ambiente computacional MATLAB® e comparado com medições experimentais para sua validação. O modelo proposto foi capaz de produzir espectros espalhados em diferentes condições, apresentando boa conformidade com os valores medidos, tanto em termos quantitativos, nas quais a diferença entre kerma no ar calculado e kerma no ar medido é menor que 10%, quanto qualitativos, com fatores de mérito superiores a 90%.

Evolution of perturbations of squashed Kaluza-Klein black holes: Escape from instability

The squashed Kaluza-Klien (KK) black holes differ from the Schwarzschild black holes with asymptotic flatness or the black strings even at energies for which the KK modes are not excited yet, so that squashed KK black holes open a window in higher dimensions. Another important feature is that the squashed KK black holes are apparently stable and, thereby, let us avoid the Gregory-Laflamme instability. In the present paper, the evolution of scalar and gravitational perturbations in time and frequency domains is considered for these squashed KK black holes. The scalar field perturbations are analyzed for general rotating squashed KK black holes. Gravitational perturbations for the so-called zero mode are shown to be decayed for nonrotating black holes, in concordance with the stability of the squashed KK black holes. The correlation of quasinormal frequencies with the size of extra dimension is discussed.

Supersymmetric and Kaluza-Klein particles multiple scattering in the Earth

Neutrino telescopes with cubic kilometer volumes have the potential to discover new particles. Among them are next to lightest supersymmetric (NLSPs) and next to lightest Kaluza-Klein (NLKPs) particles. Two NLSPs or NLKPs will transverse the detector simultaneously producing parallel charged tracks. The track separation inside the detector can be a few hundred meters. As these particles might propagate a few thousand kilometers before reaching the detector, multiple scattering could enhance the pair separation at the detector. We find that the multiple scattering will alter the separation distribution enough to increase the number of NLKP pairs separated by more than 100 meters (a reasonable experimental cut) by up to 46% depending on the NLKP mass. Vertical upcoming NLSPs will have their separation increased by 24% due to multiple scattering.

Direct detection of Kaluza-Klein particles in neutrino telescopes

In theories with universal extra dimensions, all standard model fields propagate in the bulk and the lightest state of the first Kaluza-Klein (KK) level can be made stable by imposing a Z(2) parity. We consider a framework where the lightest KK particle (LKP) is a neutral, extremely weakly interacting particle such as the first KK excitation of the graviton, while the next-to-lightest KK particle (NLKP) is the first KK mode of a charged right-handed lepton. In such a scenario, due to its very small couplings to the LKP, the NLKP is long-lived. We investigate the production of these particles from the interaction of high energy neutrinos with nucleons in the Earth and determine the rate of NLKP events in neutrino telescopes. Using the Waxman-Bahcall limit for the neutrino flux, we find that the rate can be as large as a few hundreds of events a year for realistic values of the NLKP mass.

Halipegus dubius Klein, 1905 (Trematoda, Hemiuridae): a redescription, with notes on the working of the ovarian complex

A redescription of Halipegus dubius Klein, 1905, of Brazilian frogs Leptodactylus pentadactylus and L. ocellatus, is presented. The parasite was found exclusively in the buccal cavity, in number varying from 1 (in most instances) to 3, and exceptionally 25 (one instance). Morphological data were based on 40 whole-mounted specimens and 4 serially sectioned ones. Larval development takes place in planorbid snails (Biomphalaria glabrata and B. tenagophila) and in an undetermined species of cyclops. Working of the ovarian complex was followed by microscopical observation of life specimens. Constrating with the similarity of the four American species of Halipegus currently recognized as valid, they can be easily separated by the characters of their cercariae.

Bubbles in Kaluza-Klein theories with spacelike or timelike internal dimensions

region to the other. We also present a C-type solution that describes neutral bubbles in uniform acceleration, and we use it to construct an instanton that mediates the breaking of a cosmic string by forming bubbles at its ends. The rate for this process is also calculated. Finally, we argue that a similar solution can be constructed for magnetic bubbles, and that it can be used to describe a semiclassical instability of the two-timing vacuum against production of massless monopole pairs.