The gross theory model for neutrino-nucleus cross-section

The nuclear gross theory, originally formulated by Takahashi and Yamada (1969 Prog. Theor. Phys. 41 1470) for the beta-decay, is applied to the electronic-neutrino nucleus reactions, employing a more realistic description of the energetics of the Gamow-Teller resonances. The model parameters are gauged from the most recent experimental data, both for beta(-)-decay and electron capture, separately for even-even, even-odd, odd-odd and odd-even nuclei. The numerical estimates for neutrino-nucleus cross-sections agree fairly well with previous evaluations done within the framework of microscopic models. The formalism presented here can be extended to the heavy nuclei mass region, where weak processes are quite relevant, which is of astrophysical interest because of its applications in supernova explosive nucleosynthesis.

Weak decay of uniformly accelerated protons and related processes

We investigate the weak interaction emission of spin-1/2 fermions from accelerated currents. As particular applications, we analyze the decay of uniformly accelerated protons and neutrons, and the neutrino-antineutrino emission from uniformly accelerated electrons. The possible relevance of our results to astrophysics is also discussed.

Adsorption interaction of carrier-free thallium species with gold and quartz surfaces

The adsorption interactions of thallium and its compounds with gold and quartz surfaces were investigated. Carrier-free amounts of thallium were produced in nuclear fusion reactions of alpha particles with thick gold targets. The method chosen for the studies was gas thermochromatography and varying the redox potential of the carrier gases. It was observed that thallium is extremely sensitive to trace amounts of oxygen and water, and can even be oxidized by the hydroxyl groups located on the quartz surface. The experiments on a quartz surface with O2, He, H2 gas in addition with water revealed the formation and deposition of only one thallium species – TlOH. The adsorption enthalpy was determined to be Δ HSiO2ads(TlOH) = −134 ± 5 kJ mol−1. A series of experiments using gold as stationary surface and different carrier gases resulted in the detection of two thallium species – metallic Tl (H2 as carrier gas) and TlOH (O2, O2+H2O and H2+H2O as pure carrier gas or carrier gas mixture) with Δ HAuads(Tl) = −270 ± 10 kJ mol− and Δ HAuads(TlOH) = −146 ± 3 kJ mol−1. These data demonstrate a weak interaction of TlOH with both quartz and gold surfaces. The data represent important information for the design of future experiments with the heavier homologue of Tl in group 13 of the periodic table – element 113 (E113).

Reforming of methane with carbon dioxide over Ni/Al2O3 catalysts: Effect of nickel precursor

The catalytic activities of Ni/gamma-Al2O3 catalysts prepared using different nickel precursor compounds were studied for the reaction of methane reforming with CO2. It is found that the nickel precursor employed in the catalyst preparation plays an important role. The catalyst based on nickel nitrate exhibited higher catalytic activity and stability over a 24-h test period than the other two catalysts derived from nickel chloride and nickel acetylacetonate. A comprehensive characterisation of the catalysts showed that the weak interaction between Ni particles and gamma-Al2O3 resulted in more active sites on Ni nitrate-derived Ni/gamma-Al2O3 catalyst. Coking studies showed that carbon deposition on Ni catalysts derived from inorganic precursors (nitrate and chloride) were more severe than on the organic precursor-derived catalyst. However, the Ni nitrate-derived catalyst was found to have the highest stability (or lowest deactivation rate) mainly due to the active carbon species (-C-C-) of the resulting graphitic structure and their close contact with the metal particles. In contrast, the carbon formed on Ni-AA catalyst (from Ni acetylacetonate) is dominated by inactive -CO-C- species, thus leading to a rapid accumulation of carbon in this catalyst and more severe deactivation. (C) 1998 Elsevier Science B.V.

Ultracentrifugal studies of the effect of molecular crowding by trimethylamine N-oxide on the self-association of muscle glycogen phosphorylase b

The suitability of sedimentation equilibrium for characterizing the self-association of muscle glycogen phosphorylase b has been reappraised. Whereas sedimentation equilibrium distributions for phosphorylase b in 40 mM Hepes buffer (pH 6.8) supplemented with 1 mM AMP signify a lack of chemical equilibrium attainment, those in buffer supplemented additionally with potassium sulfate conform with the requirements of a dimerizing system in chemical as we:ll as sedimentation equilibrium. Because the rate of attainment of chemical equilibrium under the former conditions is sufficiently slow to allow resolution of the dimeric and tetrameric enzyme species by sedimentation velocity, this procedure has been used to examine the effects of thermodynamic nonideality arising from molecular crowding try trimethylamine N-oxide on the self-association behaviour of phosphorylase b. In those terms the marginally enhanced extent of phosphorylase b self-association observed in the presence of high concentrations of the cosolute is taken to imply that the effects of thermodynamic nonideality on the dimer-tetramer equilibrium are being countered by those displacing the T reversible arrow R isomerization equilibrium for dimer towards the smaller, nonassociating T state. Because the R state is the enzymically active form, an inhibitory effect is the predicted consequence of molecular crowding by high concentrations of unrelated solutes. Thermodynamic nonideality thus provides an alternative explanation for the inhibitory effects of high concentrations of glycerol, sucrose and ethylene glycol on phosphorylase b activity, phenomena that have been attributed to extremely weak interaction of these cryoprotectants with the T state of the enzyme.

Temperature-dependent elasticity of microtubules

Central to the biological function of microtubules is their ability to modify their length which occurs by addition and removal of subunits at the ends of the polymer, both in vivo and in vitro. This dynamic behavior is strongly influenced by temperature. Here, we show that the lateral interaction between tubulin subunits forming microtubule is strongly temperature dependent. Microtubules deposited on prefabricated substrates were deformed in an atomic force microscope during imaging, in two different experimental geometries. Microtubules were modeled as anisotropic, with the Young's modulus corresponding to the resistance of protofilaments to stretching and the shear modulus describing the weak interaction between the protofilaments. Measurements involving radial compression of microtubules deposited on flat mica confirm that microtubule elasticity depends on the temperature. Bending measurements performed on microtubules deposited on lithographically fabricated substrates show that this temperature dependence is due to changing shear modulus, implying that the lateral interaction between the protofilaments is strongly determined by the temperature. These measurements are in good agreement with previously reported measurements of the disassembly rate of microtubules, demonstrating that the mechanical and dynamic properties of microtubules are closely related.

Transgenic expression of Ly49A on T cells impairs a specific antitumor response.

Inhibitory MHC receptors determine the reactivity and specificity of NK cells. These receptors can also regulate T cells by modulating TCR-induced effector functions such as cytotoxicity, cytokine production, and proliferation. Here we have assessed the capacity of mouse T cells expressing the inhibitory MHC class I receptor Ly49A to respond to a well-defined tumor Ag in vivo using Ly49A transgenic mice. We find that the presence of Ly49A on the vast majority of lymphocytes prevents the development of a significant Ag-specific CD8+ T cell response and, consequently, the rejection of the tumor. Despite minor alterations in the TCR repertoire of CD8+ T cells in the transgenic lines, precursors of functional tumor-specific CD8+ T cells exist but could not be activated most likely due to a lack of appropriate CD4+ T cell help. Surprisingly, all of these effects are observed in the absence of a known ligand for the Ly49A receptor as defined by its ability to regulate NK cell function. Indeed, we found that the above effects on T cells may be based on a weak interaction of Ly49A with Kb or Db class I molecules. Thus, our data demonstrate that enforced expression of a Ly49A receptor on conventional T cells prevents a specific immune response in vivo and suggest that the functions of T and NK cells are differentially sensitive to the presence of inhibitory MHC class I receptors.

Energy and structure of dilute hard- and soft-sphere gases

The energy and structure of dilute hard- and soft-sphere Bose gases are systematically studied in the framework of several many-body approaches, such as the variational correlated theory, the Bogoliubov model, and the uniform limit approximation, valid in the weak-interaction regime. When possible, the results are compared with the exact diffusion Monte Carlo ones. Jastrow-type correlation provides a good description of the systems, both hard- and soft-spheres, if the hypernetted chain energy functional is freely minimized and the resulting Euler equation is solved. The study of the soft-sphere potentials confirms the appearance of a dependence of the energy on the shape of the potential at gas paremeter values of x~0.001. For quantities other than the energy, such as the radial distribution functions and the momentum distributions, the dependence appears at any value of x. The occurrence of a maximum in the radial distribution function, in the momentum distribution, and in the excitation spectrum is a natural effect of the correlations when x increases. The asymptotic behaviors of the functions characterizing the structure of the systems are also investigated. The uniform limit approach is very easy to implement and provides a good description of the soft-sphere gas. Its reliability improves when the interaction weakens.

Découverte et application de nouveaux motifs d'association propres à l'hexaphénylbenzène et à ses dérivés

Les propriétés des matériaux moléculaires proviennent à la fois de la structure des composantes individuelles et de la façon dont elles s’associent. Ce dernier aspect reste difficile à contrôler, malgré de grandes avancées en science des matériaux. Pour mieux comprendre la relation structure-propriétés, nous avons entrepris une étude systématique de l'hexaphénylbenzène et de ses dérivés, qui offrent une charpente symétrique et rigide. En premier lieu, nous avons attaché six groupements diaminotriazinyles sur l’hexaphénylbenzène afin de produire des réseaux tridimensionnels hautement poreux maintenus par des ponts hydrogène. En modifiant systématiquement le coeur moléculaire, nous avons excisé près du tiers de la molécule-mère, générant des réseaux supramoléculaires dont la porosité s’est élevée graduellement jusqu’à 75%, équivalant ainsi le record pour ce type de matériaux. Ensuite, nous avons étudié le comportement de l’hexakis(4-nitrophényl)benzène. Dans les structures cristallines obtenues, des interactions non-covalentes entre groupements nitro démontrent leur potentiel en chimie supramoléculaire. Le coeur moléculaire ne joue qu’un rôle secondaire dans l’empilement des molécules : seules quelques interactions C-H•••π impliquant le cycle aromatique central de l’hexaphénylbenzène sont évidentes. Cette dernière observation nous a poussés à étudier le comportement à l’état cristallin de l’hexaphénylbenzène et ses dérivés. En scrutant attentivement neuf structures cristallines de ces composés, nous avons décerné la présence récurrente d’interactions C-H•••π impliquant le cycle aromatique central. Cette association caractéristique a été exploitée pour créer des réseaux supramoléculaires maintenus par des interactions C-H•••π sélectives entre un groupement éthynyle et le cycle aromatique central de l’hexaphénylbenzène. Finalement, nous avons joint le côté sombre de l’ingénierie cristalline en utilisant nos connaissances dans le but d’empêcher la formation d’interactions directionnelles. En protégeant le cycle aromatique central de l’hexaphénylbenzène à l’aide de groupements alkyles, les interactions C-H•••π ont été pratiquement éliminées. Ces résultats offrent la possibilité de créer de nouveaux matériaux amorphes. Dans ces études, focalisées sur le système hexaphénylbenzène, nous avons mis en relief des phénomènes qui sont obscurcis dans d'autres familles de molécules. De plus, ce système a grandement facilité l’utilisation d’une approche méthodique pour explorer la relation structure-propriétés. Nos travaux nous ont amenés à des conclusions de valeur universelle en science des matériaux moléculaires.

Étude des mécanismes moléculaires influençant la variation de phase des adhésines P, F1651 et CS31A présentes chez des souches d'Escherichia coli pathogènes.

F1651, les pili Pap et l’antigène CS31A associé aux antigènes de surface K88 sont tout trois des membres de la famille de type P des facteurs d’adhérence jouant un rôle prépondérant lors de l’établissement d’une maladie causée par des souches Escherichia coli pathogènes, en particulier des souches d’E. coli pathogènes extra-intestinales (ExPEC, Extra-intestinal pathogenic E. coli). Leur expression est sous le contrôle d’un mécanisme de régulation transcriptionnel dépendant de l’état de méthylation de l’ADN, résultant dans l’existence de deux populations définies, l’une exprimant l’adhésine (population ON) et l’autre ne l’exprimant pas (population OFF). Malgré de fortes identités de séquences, ces trois systèmes diffèrent l’un de l’autre, principalement par le pourcentage de cellules ON rencontrées. Ainsi, quand CS31A est systématiquement orienté vers un état considéré comme OFF, F1651 présente une phase ON particulièrement élevée et Pap montre deux états OFF et ON bien distincts, selon le phénotype de départ. La protéine régulatrice sensible à la leucine (Lrp, Leucine-responsive regulatory protein) joue un rôle essentiel dans la réversibilité de ce phénomène épigénétique et il est supposé que les différences de séquences au niveau de la région régulatrice modifient la localisation à ces sites de fixation de Lrp; ce qui résulte, en final, aux différences de phase existant entre CS31A, F1651 et Pap.À l’aide de divers techniques parmi lesquelles l’utilisation de gènes rapporteurs, mutagénèses dirigées et d’analyse des interactions ADN-protéines in vitro, nous montrons dans ce présent projet que la phase OFF prédominante chez CS31A est principalement due à une faible interaction de Lrp avec la région distale de l’opéron clp, et que la présence d’un homologue du régulateur local PapI joue un rôle également clef dans la production de CS31A. Dans le cas de F1651, nous montrons dans cette étude que le taux élevé de cellules en phase ON est dû à une altération dans le maintien de Lrp sur les sites répresseurs 1-3. Ceci est dû à la présence de deux nucléotides spécifiques, situé de part et d’autre du site répresseur 1, qui défavorisent la fixation de Lrp sur ce site précis. Tout comme dans le cas de CS31A, la formation d’un complexe, activateur ou répresseur de la phase ON, dépend également de l’action de du régulatuer local FooI, qui favorise alors le déplacement de Lrp des sites répresseurs 1-3 vers les sites activateurs 4-6.

Tectonique moléculaire : vers l'utilisation du dispirofluorène-indénofluorène comme unité de construction pour bâtir des réseaux cristallins poreux

La chimie supramoléculaire est un domaine qui suscite depuis quelques années un intérêt grandissant. Le domaine s’appuie sur les interactions intermoléculaires de façon à contrôler l’organisation moléculaire et ainsi moduler les propriétés des matériaux. La sélection et le positionnement adéquat de groupes fonctionnels, utilisés en combinaison avec un squelette moléculaire particulier, permet d’anticiper la façon dont une molécule interagira avec les molécules avoisinantes. Cette stratégie de construction, nommé tectonique moléculaire, fait appel à la conception de molécules appelées tectons (du mot grec signifiant bâtisseur) pouvant s’orienter de façon prévisible par le biais d’interactions faibles et ainsi générer des architectures supramoléculaires inédites. Les tectons utilisent les forces intermoléculaires mises à leur disposition pour s’orienter de façon prédéterminée et ainsi contrecarrer la tendance à s’empiler de la manière la plus compacte possible. Pour ce faire, les tectons sont munies de diverses groupes fonctionnels, aussi appelés groupes de reconnaissance, qui agiront comme guide lors de l’assemblage moléculaire. Le choix du squelette moléculaire du tecton revêt une importance capitale puisqu’il doit permettre une orientation optimale des groupes de reconnaissance. La stratégie de la tectonique moléculaire, utilisée conjointement avec la cristallisation, ouvre la porte à un domaine de la chimie supramoléculaire appelé le génie cristallin. Le génie cristallin permet l’obtention de réseaux cristallins poreux soutenus par des interactions faibles, pouvant accueillir des molécules invitées. Bien que toutes les interactions faibles peuvent être mises à contribution, le pont hydrogène est l’interaction prédominante en ce qui a trait aux réseaux cristallins supramoléculaires. La force, la directionnalité ainsi que la versatilité font du pont hydrogène l’interaction qui, à ce jour, a eu le plus grand impact dans le domaine du génie cristallin. Un des groupements de reconnaissance particulièrement intéressants en génie cristallin, faisant appel aux ponts hydrogène et offrant plusieurs motifs d’interaction, est l’unité 2,4-diamino-1,3,5-triazinyle. L’utilisation de ce groupement de reconnaissance conjointement avec un cœur moléculaire en forme de croix d’Onsager, qui défavorise l’empilement compact, permet l’obtention de valeurs de porosités élevées, comme c’est le cas pour le 2,2’,7,7’-tétrakis(2,4-diamino-1,3,5-triazin-6-yl)-9,9’-spirobi[9H-fluorène]. Nous présentons ici une extension du travail effectué sur les cœurs spirobifluorényles en décrivant la synthèse et l’analyse structurale de molécules avec une unité dispirofluorène-indénofluorényle comme cœur moléculaire. Ce cœur moléculaire exhibe les mêmes caractéristiques structurales que le spirobifluorène, soit une topologie rigide en forme de croix d’Onsager défavorisant l’empilement compact. Nous avons combiné les cœurs dispirofluorène-indénofluorényles avec différents groupements de reconnaissance de façon à étudier l’influence de l’élongation du cœur moléculaire sur le réseau cristallin, en particulier sur le volume accessible aux molécules invitées.

Studies on Pseudoscalar Meson Bound States and Semileptonic Decays in a Relativistic Potential Model

In this thesis quark-antiquark bound states are considered using a relativistic two-body equation for Dirac particles. The mass spectrum of mesons includes bound states involving two heavy quarks or one heavy and one light quark. In order to analyse these states within a unified formalism, it is desirable to have a two-fermion equation that limits to one body Dirac equation with a static interaction for the light quark when the other particle's mass tends to infinity. A suitable two-body equation has been developed by Mandelzweig and Wallace. This equation is solved in momentum space and is used to describe the complete spectrum of mesons. The potential used in this work contains a short range one-gluon exchange interaction and a long range linear confining and constant potential terms. This model is used to investigate the decay processes of heavy mesons. Semileptonic decays are more tractable since there is no final state interactions between the leptons and hadrons that would otherwise complicate the situation. Studies on B and D meson decays are helpful to understand the nonperturbative strong interactions of heavy mesons, which in turn is useful to extract the details of weak interaction process. Calculation of form factors of these semileptonic decays of pseudo scalar mesons are also presented.

Versatile binding properties of a di-2-pyridyl ketone nicotinoylhydrazone ligand: Crystal structure of a Cu(II) complex

Six new copper complexes of di-2-pyridyl ketone nicotinoylhydrazone (HDKN) have been synthesized. The complexes have been characterized by a variety of spectroscopic techniques and the structure of [Cu(DKN)2]·H2O has been determined by single crystal X-ray diffraction. The compound [Cu(DKN)2]·H2O crystallized in the monoclinic space group P21 and has a distorted octahedral geometry. The IR spectra revealed the presence of variable modes of chelation for the investigated ligand. The EPR spectra of compounds [Cu2(DKN)2( -N3)2] and [Cu2(DKN)2( -NCS)2] in polycrystalline state suggest a dimeric structure as they exhibited a half field signal, which indicate the presence of a weak interaction between two Cu(II) ions in these complexes