985 resultados para WIMPs de faibles masses


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La présence de disques circumstellaires signale la formation actuelle ou passée de systèmes planétaires, pour lesquels les processus de formation sont encore mal compris. Ce mémoire porte sur la détection et la caractérisation de disques circumstellaires autour d’étoiles de faibles masses (types spectraux > K5) et de naines brunes qui sont candidates ou membres d’associations cinématiques jeunes. Nous présentons ici les résultats de cette recherche ainsi que son implication pour la compréhension des processus de formation et d’évolution des systèmes planétaires. De l’échantillon initial composé de ∼ 1600 objets provenant des relevés BANYAN de Malo et al. ainsi que Gagné et al., dont seulement 600 satisfont nos critères de qualité sur les données, quatre nouveaux candidats de disque ont été découverts en détectant leur excès d’émission infrarouge dans les données d’archive de la mission WISE. Les données du relevé 2MASS ainsi que les spectres synthétiques BT-Settl ont été conjointement utilisés pour modéliser l’émission des étoiles. Les nouveaux candidats, dont les types spectraux sont tardifs (M4.5 à L0) et les masses se situent entre ∼ 13 et 120 M_Jup, ont des températures de disque de ∼ 135–520 K et des luminosités fractionnaires de 0,021–0,15. Pour deux des cibles, nous avons obtenu des spectres dans les longueurs d’onde visibles et infrarouges proches. Ces nouveaux spectres montrent respectivement des signes d’émission en Hα et Paβ, indiquant la présence d’accrétion, et ainsi de gaz, et renforçant l’hypothèse que ces objets sont réellement jeunes. Ces deux objets, vraisemblablement âgés de 40 Ma, pourraient représenter la première détection et caractérisation de disques porteurs de gaz plus vieux que 20 Ma.

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La présence de disques circumstellaires signale la formation actuelle ou passée de systèmes planétaires, pour lesquels les processus de formation sont encore mal compris. Ce mémoire porte sur la détection et la caractérisation de disques circumstellaires autour d’étoiles de faibles masses (types spectraux > K5) et de naines brunes qui sont candidates ou membres d’associations cinématiques jeunes. Nous présentons ici les résultats de cette recherche ainsi que son implication pour la compréhension des processus de formation et d’évolution des systèmes planétaires. De l’échantillon initial composé de ∼ 1600 objets provenant des relevés BANYAN de Malo et al. ainsi que Gagné et al., dont seulement 600 satisfont nos critères de qualité sur les données, quatre nouveaux candidats de disque ont été découverts en détectant leur excès d’émission infrarouge dans les données d’archive de la mission WISE. Les données du relevé 2MASS ainsi que les spectres synthétiques BT-Settl ont été conjointement utilisés pour modéliser l’émission des étoiles. Les nouveaux candidats, dont les types spectraux sont tardifs (M4.5 à L0) et les masses se situent entre ∼ 13 et 120 M_Jup, ont des températures de disque de ∼ 135–520 K et des luminosités fractionnaires de 0,021–0,15. Pour deux des cibles, nous avons obtenu des spectres dans les longueurs d’onde visibles et infrarouges proches. Ces nouveaux spectres montrent respectivement des signes d’émission en Hα et Paβ, indiquant la présence d’accrétion, et ainsi de gaz, et renforçant l’hypothèse que ces objets sont réellement jeunes. Ces deux objets, vraisemblablement âgés de 40 Ma, pourraient représenter la première détection et caractérisation de disques porteurs de gaz plus vieux que 20 Ma.

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Les observations astronomiques et cosmologiques suggèrent fortement la présence d’une matière exotique, non-relativiste et non-baryonique qui représenterait 26% du contenu de masse-énergie de l’Univers actuel. Cette matière dite sombre et froide serait compo- sée de particules neutres, massives et interagissant faiblement avec la matière ordinaire (WIMP : Weakly Interactive Massive Particles). Le projet PICASSO (Projet d’Identification des CAndidats Supersymétriques de la matière SOmbre) est une des expériences installées dans le site souterrain de SNOLAB à Sudbury en Ontario, qui tente de détecter directement un des candidats de la matière sombre, proposé dans le cadre des extensions supersymétriques du modèle standard : le neutralino. Pour cela, PICASSO utilise des détecteurs à gouttelettes surchauffées de C4F10, basés sur le principe de la chambre à bulles. Les transitions de phase dans les liquides surchauffés peuvent être déclenchées par le recul du 19 F, causé par une collision élastique avec les neutralinos. La nucléation de la gouttelette génère une onde sonore enregistrée par des senseurs piézo-électriques. Cette thèse présentera les récents progrès de l’expérience PICASSO qui ont conduit à une augmentation substantielle de sa sensibilité dans la recherche du neutralino. En effet, de nouvelles procédures de fabrication et de purification ont permis de réduire à un facteur de 10, la contamination majeure des détecteurs, causée par les émetteurs alpha. L’étude de cette contamination dans les détecteurs a permis de localiser la source de ces émetteurs. Les efforts effectués dans le cadre de l’analyse des données, ont permis d’améliorer l’effet de discrimination entre des évènements engendrés par les particules alpha et par les reculs nucléaires. De nouveaux outils d’analyse ont également été implémentés dans le but de discriminer les évènements générés par des particules de ceux générés par des bruits de fond électroniques ou acoustiques. De plus, un mécanisme important de suppression de bruit de fond indésirable à haute température, a permis à l’expérience PICASSO d’être maintenant sensible aux WIMPs de faibles masses.

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Part of the research described in this thesis is conducted in collaboration with Centre d' étude et de Recherche sur les Macromolécules (CERM), Université de Liège, Sart-Tilman, Belgium

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Les naines brunes sont, en termes de masse, les objets astrophysiques intermédiaires entre les planètes géantes gazeuses et les étoiles de faible masse. Elles se forment de la même manière que les étoiles, par contraction gravitationnelle d’un fragment de nuage de gaz moléculaire ayant atteint la limite de Jeans, mais se différencient par leur incapa- cité à produire les réactions de fusion de l’hydrogène dans leur cœur. Les naines brunes sont par conséquent des objets qui se refroidissent graduellement, et dont les propriétés spectrales évoluent au cours du temps. Ce mémoire présente la recherche de nouvelles candidates de type spectral T tardif et Y, dans le but de compléter le relevé des naines brunes du voisinage solaire. Cette recherche est motivée par deux objectifs principaux. Premièrement, un échantillon com- plet des objets de faible masse est nécessaire pour contraindre correctement la limite aux faibles masses de la fonction de masse initiale des nuages interstellaires, problème clé en astrophysique actuellement. Deuxièmement, les naines brunes de types spectraux tardifs sont les objets stellaires dont les propriétés atmosphériques sont les plus semblables à celles des planètes géantes gazeuses. Par conséquent, la recherche de nouvelles naines brunes permet indirectement d’améliorer nos connaissances des exoplanètes, sans être contraints par la proximité d’étoiles brillantes. À partir du WISE All-Sky Source Catalog, nous avons établi un échantillon de 55 candidates naines brunes répondant aux critères photométriques attendus. Parmi ces can- didates, 17 ont fait l’objet d’un suivi photométrique en bande J à l’Observatoire du Mont-Mégantic, et 9 ont pu être détectées. De ces 9 détections, 4 objets présentent des mouvements propres cohérents avec ceux de naines brunes.

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L’objectif principal de cette thèse est d’identifier les étoiles de faible masse et naines brunes membres d’associations cinématiques jeunes du voisinage solaire. Ces associations sont typiquement âgées de moins de 200 millions d’années et regroupent chacune un ensemble d’étoiles s’étant formées au même moment et dans un même environnement. La majorité de leurs membres d'environ plus de 0.3 fois la masse du Soleil sont déjà connus, cependant les membres moins massifs (et moins brillants) nous échappent encore. Leur identification permettra de lever le voile sur plusieurs questions fondamentales en astrophysique. En particulier, le fait de cibler des objets jeunes, encore chauds et lumineux par leur formation récente, permettra d’atteindre un régime de masses encore peu exploré, jusqu'à seulement quelques fois la masse de Jupiter. Elles nous permettront entre autres de contraindre la fonction de masse initiale et d'explorer la connection entre naines brunes et exoplanètes, étant donné que les moins massives des naines brunes jeunes auront des propriétés physiques très semblables aux exoplanètes géantes gazeuses. Pour mener à bien ce projet, nous avons adapté l'outil statistique BANYAN I pour qu'il soit applicable aux objets de très faibles masses en plus de lui apporter plusieurs améliorations. Nous avons entre autres inclus l'utilisation de deux diagrammes couleur-magnitude permettant de différencier les étoiles de faible masse et naines brunes jeunes à celles plus vieilles, ajouté l'utilisation de probabilités a priori pour rendre les résultats plus réalistes, adapté les modèles spatiaux et cinématiques des associations jeunes en utilisant des ellipsoïdes gaussiennes tridimensionnelles dont l'alignement des axes est libre, effectué une analyse Monte Carlo pour caractériser le taux de faux-positifs et faux-négatifs, puis revu la structure du code informatique pour le rendre plus efficace. Dans un premier temps, nous avons utilisé ce nouvel algorithme, BANYAN II, pour identifier 25 nouvelles candidates membres d'associations jeunes parmi un échantillon de 158 étoiles de faible masse (de types spectraux > M4) et naines brunes jeunes déjà connues. Nous avons ensuite effectué la corrélation croisée de deux catalogues couvrant tout le ciel en lumière proche-infrarouge et contenant ~ 500 millions d’objets célestes pour identifier environ 100 000 candidates naines brunes et étoiles de faible masse du voisinage solaire. À l'aide de l'outil BANYAN II, nous avons alors identifié quelques centaines d'objets appartenant fort probablement à une association jeune parmi cet échantillon et effectué un suivi spectroscopique en lumière proche-infrarouge pour les caractériser. Les travaux présentés ici ont mené à l'identification de 79 candidates naines brunes jeunes ainsi que 150 candidates étoiles de faible masse jeunes, puis un suivi spectroscopique nous a permis de confirmer le jeune âge de 49 de ces naines brunes et 62 de ces étoiles de faible masse. Nous avons ainsi approximativement doublé le nombre de naines brunes jeunes connues, ce qui a ouvert la porte à une caractérisation statistique de leur population. Ces nouvelles naines brunes jeunes représentent un laboratoire idéal pour mieux comprendre l'atmosphère des exoplanètes géantes gazeuses. Nous avons identifié les premiers signes d’une remontée dans la fonction de masse initiale des naines brunes aux très faibles masses dans l'association jeune Tucana-Horologium, ce qui pourrait indiquer que l’éjection d’exoplanètes joue un rôle important dans la composition de leur population. Les résultats du suivi spectroscopique nous ont permis de construire une séquence empirique complète pour les types spectraux M5-L5 à l'âge du champ, à faible (β) et très faible (γ) gravité de surface. Nous avons effectué une comparaison de ces données aux modèles d'évolution et d'atmosphère, puis nous avons construit un ensemble de séquences empiriques de couleur-magnitude et types spectraux-magnitude pour les naines brunes jeunes. Finalement, nous avons découvert deux nouvelles exoplanètes par un suivi en imagerie directe des étoiles jeunes de faible masse identifiées dans ce projet. La future mission GAIA et le suivi spectroscopique complet des candidates présentées dans cette thèse permettront de confirmer leur appartenance aux associations jeunes et de contraindre la fonction de masse initiale dans le régime sous-stellaire.

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This action research project investigated the use of a collaborative learning approach for addressing issues associated with teaching urban design to large, diverse cohorts. As a case study, I observed two semesters of an urban design unit that I revised between 2011 and 2012 to incorporate collaborative learning activities. Data include instructional materials, participant observations, peer-reviews of collaborative learning activities, feedback from students and instructors and student projects. Themes that emerged through qualitative analysis include the challenge of removing inequalities inherent in the diverse cohort, the challenge of unifying project guidance and marking criteria, and the challenge of providing project guidance for a very large cohort. Most notably, the study revealed a need to clarify learning objectives relating to design principles in order to fully transition to and benefit from a collaborative learning model.

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Introduction. Calculating segmental (vertebral level-by-level) torso masses in Adolescent Idiopathic Scoliosis (AIS) patients allows the gravitational loading on the scoliotic spine during relaxed standing to be determined. This study used CT scans of AIS patients to measure segmental torso masses and explores how joint moments in the coronal plane are affected by changes in the position of the intervertebral joint’s axis of rotation; particularly at the apex of a scoliotic major curve. Methods. Existing low dose CT data from the Paediatric Spine Research Group was used to calculate vertebral level-by-level torso masses and joint torques occurring in the spine for a group of 20 female AIS patients (mean age 15.0 ± 2.7 years, mean Cobb angle 53 ± 7.1°). Image processing software, ImageJ (v1.45 NIH USA) was used to threshold the T1 to L5 CT images and calculate the segmental torso volume and mass corresponding to each vertebral level. Body segment masses for the head, neck and arms were taken from published anthropometric data. Intervertebral (IV) joint torques at each vertebral level were found using principles of static equilibrium together with the segmental body mass data. Summing the torque contributions for each level above the required joint, allowed the cumulative joint torque at a particular level to be found. Since there is some uncertainty in the position of the coronal plane Instantaneous Axis of Rotation (IAR) for scoliosis patients, it was assumed the IAR was located in the centre of the IV disc. A sensitivity analysis was performed to see what effect the IAR had on the joint torques by moving it laterally 10mm in both directions. Results. The magnitude of the torso masses from T1-L5 increased inferiorly, with a 150% increase in mean segmental torso mass from 0.6kg at T1 to 1.5kg at L5. The magnitudes of the calculated coronal plane joint torques during relaxed standing were typically 5-7 Nm at the apex of the curve, with the highest apex joint torque of 7Nm being found in patient 13. Shifting the assumed IAR by 10mm towards the convexity of the spine, increased the joint torque at that level by a mean 9.0%, showing that calculated joint torques were moderately sensitive to the assumed IAR location. When the IAR midline position was moved 10mm away from the convexity of the spine, the joint torque reduced by a mean 8.9%. Conclusion. Coronal plane joint torques as high as 7Nm can occur during relaxed standing in scoliosis patients, which may help to explain the mechanics of AIS progression. This study provides new anthropometric reference data on vertebral level-by-level torso mass in AIS patients which will be useful for biomechanical models of scoliosis progression and treatment. However, the CT scans were performed in supine (no gravitational load on spine) and curve magnitudes are known to be smaller than those measured in standing.

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Introduction: Calculating segmental (vertebral level-by-level) torso masses in Adolescent Idiopathic Scoliosis (AIS) patients allows the gravitational loading on the scoliotic spine during relaxed standing to be estimated. This study used supine CT scans of AIS patients to measure segmental torso masses and explored the joint moments in the coronal plane, particularly at the apex of a scoliotic major curve. Methods: Existing low dose CT data from the Paediatric Spine Research Group was used to calculate vertebral level-by-level torso masses and joint moments occurring in the spine for a group of 20 female AIS patients with right sided thoracic curves. The mean age was 15.0 ± 2.7 years and all curves were classified Lenke Type 1 with a mean Cobb angle 52 ± 5.9°. Image processing software, ImageJ (v1.45 NIH USA) was used to create reformatted coronal plane images, reconstruct vertebral level-by-level torso segments and subsequently measure the torso volume corresponding to each vertebral level. Segment mass was then determined by assuming a tissue density of 1.04x103 kg/m3. Body segment masses for the head, neck and arms were taken from published anthropometric data (Winter 2009). Intervertebral joint moments in the coronal plane at each vertebral level were found from the position of the centroid of the segment masses relative to the joint centres with the segmental body mass data. Results and Discussion: The magnitude of the torso masses from T1-L5 increased inferiorly, with a 150% increase in mean segmental torso mass from 0.6kg at T1 to 1.5kg at L5. The magnitudes of the calculated coronal plane joint moments during relaxed standing were typically 5-7 Nm at the apex of the curve, with the highest apex joint torque of 7Nm. The CT scans were performed in the supine position and curve magnitudes are known to be 7-10° smaller than those measured in standing, due to the absence of gravity acting on the spine. Hence, it can be expected that the moments produced by gravity in the standing individual will be greater than those calculated here.

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Introduction Calculating segmental torso masses in Adolescent Idiopathic Scoliosis (AIS) patients allows the gravitational loading on the scoliotic spine during relaxed standing to be estimated. Methods Low dose CT data was used to calculate vertebral level-by-level torso masses and spinal joint torques for 20 female AIS patients (mean age 15.0 ± 2.7 years, mean Cobb angle 53 ± 7.1°). ImageJ software (v1.45 NIH USA) was used to threshold the T1 to L5 CT images and calculate the segmental torso volume and mass for each vertebral level. Masses for the head, neck and arms were taken from published data.1 Intervertebral joint torques in the coronal and sagittal planes at each vertebral level were found from the position of the centroid of the segment masses relative to the joint centres (assumed to be at the centre of the intervertebral disc). The joint torque at each level was found by summing torque contributions for all segments above that joint. Results Segmental torso mass increased from 0.6kg at T1 to 1.5kg at L5. The coronal plane joint torques due to gravity were 5-7Nm at the apex of the curve; sagittal torques were 3-5.4Nm. Conclusion CT scans were in the supine position and curve magnitudes are known to be smaller than those in standing.2 Hence, this study has shown that gravity produces joint torques potentially of higher than 7Nm in the coronal plane and 5Nm in the sagittal plane during relaxed standing in scoliosis patients. The magnitude of these torques may help to explain the mechanics of AIS progression and the mechanics of bracing. This new data on torso segmental mass in AIS patients will assist biomechanical models of scoliosis.

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Background Adolescent Idiopathic Scoliosis is the most common type of spinal deformity whose aetiology remains unclear. Studies suggest that gravitational forces in the standing position play an important role in scoliosis progression, therefore anthropometric data are required to develop biomechanical models of the deformity. Few studies have analysed the trunk by vertebral level and none have performed investigations of the scoliotic trunk. The aim of this study was to determine the centroid, thickness, volume and estimated mass, for sections of the trunk in Adolescent Idiopathic Scoliosis patients. Methods Existing low-dose Computed Tomography scans were used to estimate vertebral level-by-level torso masses for 20 female Adolescent Idiopathic Scoliosis patients. ImageJ processing software was used to analyse the Computed Tomography images and enable estimation of the segmental torso mass corresponding to each vertebral level. Findings The patients’ mean age was 15.0 (SD 2.7) years with mean major Cobb Angle of 52° (SD 5.9) and mean patient weight of 58.2 (SD 11.6) kg. The magnitude of torso segment mass corresponding to each vertebral level increased by 150% from 0.6kg at T1 to 1.5kg at L5. Similarly, the segmental thickness corresponding to each vertebral level from T1-L5 increased inferiorly from a mean 18.5 (SD 2.2) mm at T1 to 32.8 (SD 3.4) mm at L5. The mean total trunk mass, as a percentage of total body mass, was 27.8 (SD 0.5) % which was close to values reported in previous literature. Interpretation This study provides new anthropometric reference data on segmental (vertebral level-by-level) torso mass in Adolescent Idiopathic Scoliosis patients, useful for biomechanical models of scoliosis progression and treatment.

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Introduction Calculating segmental torso masses in Adolescent Idiopathic Scoliosis (AIS) patients allows the gravitational loading on the scoliotic spine during relaxed standing to be estimated. Methods Low dose CT data was used to calculate vertebral level-by-level torso masses and spinal joint torques for 20 female AIS patients (mean age 15.0 ± 2.7 years, mean Cobb angle 53 ± 7.1°). ImageJ software (v1.45 NIH USA) was used to threshold the T1 to L5 CT images and calculate the segmental torso volume and mass for each vertebral level. Masses for the head, neck and arms were taken from published data. Intervertebral joint torques in the coronal and sagittal planes at each vertebral level were found from the position of the centroid of the segment masses relative to the joint centres (assumed to be at the centre of the intervertebral disc. The joint torque at each level was found by summing torque contributions for all segments above that joint. Results Segmental torso mass increased from 0.6kg at T1 to 1.5kg at L5. The coronal plane joint torques due to gravity were 5-7Nm at the apex of the curve; sagittal torques were 3-5.4Nm. Conclusion CT scans were in the supine position and curve magnitudes are known to be smaller than those in standing. Hence, this study has shown that gravity produces joint torques potentially of higher than 7Nm in the coronal plane and 5Nm in the sagittal plane during relaxed standing in scoliosis patients. The magnitude of these torques may help to explain the mechanics of AIS progression and the mechanics of bracing. This new data on torso segmental mass in AIS patients will assist biomechanical models of scoliosis.

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This article examines a social media assignment used to teach and practice statistical literacy with over 400 students each semester in large-lecture traditional, fully online, and flipped sections of an introductory-level statistics course. Following the social media assignment, students completed a survey on how they approached the assignment. Drawing from the authors’ experiences with the project and the survey results, this article offers recommendations for developing social media assignments in large courses that focus on the interplay between the social media tool and the implications of assignment prompts.

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In this paper free vibration characteristics of a centrally kinked cantilever beam of unit mass carrying masses at the kink (m(k)) and at the tip (m(t)) are analyzed. Frequency factors are presented for the first two modes for different combinations of m(k),m(t) and the kink angle delta. A relationship of the form f(m(k),m(t), delta) = m(k) + m(t)(4 + 10/3 cos delta+ 2/3 cos(2) delta)=const appears to give the same fundamental frequency for a given delta and different combinations of [m(k), m(t)]. Mode shapes as well as bending moments at the support and at the kink are also discussed. The utility of a discrete beam model in understanding the free vibration characteristics is also highlighted.

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The topic of this study is the most renowned anthology of essays written in Literary Chinese, Guwen guanzhi, compiled and edited by Wu Chengquan (Chucai) and Wu Dazhi (Diaohou), and first published during the Qing dynasty, in 1695. Because of the low social standing of the compilers, their anthology remained outside the recommended study materials produced by members of the established literati and used for preparing students in the imperial civil-service examinations. However, since the end of the imperial era, Guwen guanzhi has risen to a position as the classical anthology par excellence. Today it is widely used as required or supplementary reading material of Literary Chinese in middle-schools both in Mainland China and on Taiwan. The goal of this study is to explain the persistent longevity of the anthology. So far, Guwen guanzhi has not been a topic of any published academic study, and the opinions expressed on it in various sources are widely discrepant. Through a comparative study with a dozen classical Chinese anthologies in use during the early Qing dynasty, this study reveals the extent to which the compilers of Guwen guanzhi modelled their work after other selections. Altogether 86 % of the texts in Guwen guanzhi originate from another Qing era anthology, Guwen xiyi, often copied character by character. However, the notes and commentaries are all different. Concentrating on the special characteristics unique to Guwen guanzhi—the commentaries and certain peculiarities in the selection of texts—this study then discusses the possible reasons for the popularity of Guwen guanzhi over the competing readers during the Qing era. Most remarkably, Guwen guanzhi put in practise the equalitarian, educational ideals of the Ming philosopher Wang Shouren (Yangming). Thus Guwen guanzhi suited the self-enlightenment needs of the ”subordinate classes”, in particular the rising middle-class comprised mainly of merchants. The lack of moral teleology, together with the compact size, relative comprehensiveness of the selection and good notes and comments, have made Guwen guanzhi well suited for the new society since the abolition of the imperial examination system. Through a content analysis, based on a sample of the texts, this study measures the relative emphasis on centralism and localism (both in concrete and spiritual terms) expressed in the texts of Guwen guanzhi. The analysis shows that the texts manifest some bias towards emphasising innate virtue on the expense of state-defined moral. This may reflect hidden critique towards intellectual oppression by the centralised imperial rule. During the early decades of the Qing era, such critique was often linked to Ming-loyalism. Finally, this study concludes that the kind of ”spiritual localism” that Guwen guanzhi manifests gives it the potential to undermine monolithic orthodoxy even in today’s Chinese societies. This study has progressed hand in hand with the translation of a selection of texts from Guwen guanzhi into Finnish, published by Gaudeamus Helsinki University Press: Jadekasvot – Valittuja tarinoita Kiinan muinaisajoilta (2005), Jadelähde – Valittuja kirjoituksia Kiinan keskiajalta (2007) and Jadepeili – Valittuja kirjoituksia keisarillisen Kiinan kulta-ajoilta (2008). All translations are critical editions, complete with extensive notation. The trilogy is the first comprehensive translation based on Guwen guanzhi in a European language.