Effect of structural relaxation on Curie temperature and magnetostriction investigated by magnetoelastic waves in metglas

Summary Magnetoelastic wave amplitude, a, was measuredvs. the temperature during thermal cycles in Metglas 2826. When the Curie temperature,T _C, has been reached, theA value vanishes due to the fall of the magnetoelastic coupling in the paramagnetic state. This allows evaluation of theT _c temperature. The latter increases after the iterated thermal treatments while the magnetic anisotropyK _u decreases. Also theA amplitude, measured at room temperature after the subsequent thermal treatments, shows an increasing behaviour. The values ofK _u ,T _c andA approach saturation after the same number of thermal cycles; this suggests that the structural relaxation produced by annealing is the microscopic mechanism governing all the three physical quantities. In particular we explain the connection betweenK _u andA by means of the longitudinal magnetostriction.

---

Riassunto L'ampiezza delle onde magnetoelastiche,A, è stata misurata in funzione della temperatura eseguendo cicli termici nel Metglas 2826. Raggiunta la temperatura di Curie,T _C l'ampiezzaA si annulla a causa della transizione dell'accoppiamento magnetoelastico nello stato paramagnetico. Ciò ci mette in grado di misurare la temperaturaT _C; quest'ultima aumenta in seguito ai ripetuti trattamenti termici mentre l'anisotropia magneticaK _u diminuisce. Anche l'ampiezzaA, misurata a temperatura ambiente dopo i trattamenti termici, mostra un andamento crescente. I valori diK _u,T _c eA tendono alla saturazione dopo lo stesso numero di cicli termici; ciò suggerisce che il rilassamento strutturale prodotto dalla ricottura è il meccanismo microscopico che regola le tre grandezze fisiche menzionate. In particolare noi mostriamo cheK _u eA sono legati dalla magnetostrizione longitudinale.

---

Резюме Измеряется зависимость амплитуды магнитноупругой волны,A, от температуры в течение температурных циклов в металлическом стекле 2826. При достижении температуры Кюри,T _c, величинаA обращается в нуль из-за уменьшения магнитноупругой связи в парамагнитном состоянии. Это позволяет оценить темпаратуру Кюри,T _c. Температура Кюри увеличивается после повторных температурных обработок, тогда как магнитная анизотропияK _u уменьшается. Также отмечается увеличение амплитудыA, измеренной при комнатной температуре после последовательных температурных обработок. ВеличиныK _u,T _c иA приближаются к насьщению после одинакового числа температурных циклов. Это результат предполагает, что структурная релаксация, обусловленная отжигом, представляет микроскопический механизм, определяющий все три физические величины. В частности, мы объсняем связь междуK _u иA с помощью продольной магнитострикции.

     

Calculation of bound and quasi-bound energy levels of the ground state of H g H: Matrix method

Summary The bound and quasi-bound energy levels for theX ²Σ⁺ state of the H _g H molecule were calculated by sing the matrix method in the harmonic-oscillator representation. The results are in very good agreement with the experimental ones.

---

Riassunto Le energie dei livelli di legame e di quasi-legame dello statoX ²Σ⁺ dell'H _g H sono state calcolate usando il metodo matriciale nella rappresentazione dell'oscillatore aromonico. I risultati sono in ottimo accordo con quelli sperimentali.

---

Резюме Используя матричный метод в представлении гармонического осциллятора, вычисляются связанные и квази-связанные энергетические уровни для основного состояния X²Σ⁺ молекулы H _g H. Полученные результаты хорошо согласуются с экспериментальными данными.

     

Cohesive and anharmonic elastic properties of mixed fluorite crystals

Summary The cohesive and anharmonic elastic properties of four mixed fluorite crystals (Ca _x Sr_1−x F₂, Sr _x Ba_1−x F₂ Ba _x Ca_1−x F₂ and Cd _x Pb_1−x F₂) have been investigated by means of a three-body potential (TBP) model which consists of the long-range Coulomb and three-body interactions and the short-range van der Waals attraction and overlap repulsion effective up to the second-neighbour ions. Due to the lack of measured data on cohesive energy, third-order elastic constants and pressure derivatives of the secondorder elastic constants of mixed fluorites, the accuracy of the present results has been tested by comparing them with the so-called experimental results generated by the application of Vegard’s law to their corresponding experimental values for the host fluorites.

---

Riassunto Sono state ricercate le proprietà elastiche coesive e anarmoniche di quattro cristalli misti di fluorite (Ca _x Sr_1∮x F₂, Sr _x Ba_1−x F₂, Ba _x Ca_1−x F₂ e Cd _x Pb_1−x F₂) per mezzo di un modello del potenziale a tre corpi (TBP) che consiste di interazioni di Coulomb a lungo raggio e a tre corpi, di attrazione di van der Waals a corto raggio e di repulsione di sovrapposizione efficace fino agli ioni del secondo vicino. A causa della mancanza di dati misurati sull’energia coesiva, di costanti elastiche di terz’ordine e di derivate di pressione delle costanti elastiche di secondo ordine, l’accuratezza dei risultati attuali è stata provocata confrontandoli con i cosidetti risultati sperimentali generati dalla applicazione della legge di Vegard ai loro valori sperimentali corrispondenti per i fluoriti ospiti.

---

Резюме С помощью трех-частичной потенциальной модели исследуются когезионные и ангармоничные упрыгие свойства четырех смешанных кристаллов флюорита (Ca _x Sr_1−x F₂, Sr _x Ba_1−x F₂, Ba _x Ca_1−x F₂ и Cd _x Pb_1−x F₂). Используемая модель состои т из длиннодейтсвующего кулоновского и трех-частичного веаимодействий и короткодействующего притяжения Ван дер Ваальса и перекрывающегося отталкивания, эффективного вплоть до вторых соседних ионов. Из-за недостатка зкспериментальных данных для когезионной энергии упругих постоянных третьего порядка и производных по давлехию упрутих постоянных второго поядка для смешанных флюоритов, проверяется точность полученных результатов посредством сравнения их с так называемыми экспериментальными результатами, образованными с помощью применения закона Вегарда к соответствующим экспериментальным величинам для первичных кристаллов флюоритов.

     

Matching of transducers to resonant gravitational-wave antennas

Summary We present here a detailed analysis of the signal and noise response of a resonant gravitational-wave antenna in two cases:a) with the transducer mounted directly on the bar,b) with the transducer mounted on an auxiliary resonant mechanical oscillator which, in turn, is connected to the bar. The sensitivity, minimum detectable spectralenergy density of the gravitational radiation, is given in terms of the ratio between an effective temperature and the antenna mass. The effective temperature depends on the temperature of the bar, on the noise temperature of the transducer, on the matching among bar, transducer and preamplifier, and on the data analysis algorithm. We derive an expression for the optimum matching conditions which holds for both casesa) andb). When the matching conditions are fulfilled, the effective temperature becomes equal to twice the noise temperature of the amplifier, provided the Wiener-Kolmogoroff algorithm is used in the data analysis.

---

Riassunto Si presenta un'analisi dettagliata della risposta al segnale e al rumore di un'antenna gravitazionale risonante in due casi:a) col trasduttore montato direttamente sulla sparra,b) con il trasduttore montato su un'oscillatore meccanico risonante ausiliario, che a sua volta è collegato alla sbarra. La sensibilità, cioè la minima densità spettrale di energia rivelabile della radiazione gravitazionale, è espressa come rapporto tra una temperatura efficace e la massa dell'antenna. La temperatura efficace dipende dalla temperatura della sbarra, dalla temperatura di rumore del trasduttore, dall'adattamento tra sbarra, trasduttore e preamplificatore e dall'algoritmo di analisi dei dati. Si ricava un'espressione per le condizioni di adattamento ottimo che è valida sia nel casoa) che nel casob). Quando le condizioni di adattamento sono soddisfatte, la temperatura efficace è pari a due volte la temperatura di rumore dell'amplificatore, purchè nell'analisi dei dati si usi l'algoritmo di Wiener-Kolmogoroff.

---

Резюме В этой работе предлагается подробный анализ резонансной антенны гравитационных волн в двух случаях:a) с датчиком, установленном непосредственно на стержне;b) с датчиком, установленном на вспомгательном резонансном механическом осцилляторе, который, в свою очередь, связан со стержнем. Приводятся чувствительность, минималная детектируемая спектральная плотность энергии гравитационного излучения в терминах отношения эффективной температуры и массы антенны. Эффективная температура зависит от температуры стержня, от температуры шума в датчике от согласования между стержнем, датчиком и предусилителем и от алгоритма анализа данных. Мы выводим выражение для оптимальных условий согласования, которые справедливы для обоих случаевa) иb). Когда условия согласования выполняются, эффективная температура становится равной удвоенной температуре шума предусилителя, при условии, что используется алгоритм Винера-колмогорова для анализа данных.

---

     

Longitudinal spin fluctuations in Heisenberg ferromagnets: the hydrodynamic regime

Summary The dynamics associated with the magnetization fluctuations in Heisenberg ferromagnets in an external field is investigated both by a purely microscopic approach and by a projection operator technique which emphasizes the role of quasi-conserved, collective dynamical variables. Particular attention is devoted to ?hydrodynamic? wave vectors and frequencies; in such a situation the projection operator technique proves very convenient, and in particular at low temperatures the inclusion of the momentum density in the set of relevant variables gives rise to a new excitation, referred to as ?second magnon? by previous authors. Its appearance in the longitudinal spectra is studied for arbitrary dimensionalityd: in particular, the theory is applied both to thed=1 classical case (where second magnons have been observed in simulation experiments) and to thed=3 quantum case, where the conditions for the observability of the effect in real systems are discussed.

---

Riassunto Le proprietà dinamiche associate con le fluttuazioni di magnetizzazione in un ferromagnete di Heisenberg in un campo sono studiate sia con un approccio microscopico sia mediante una tecnica proiettiva che mette in risalto il ruolo delle variabili dinamiche collettive quasi conservate. Il secondo metodo risulta piú conveniente quando si considerino frequenze e vettori d'onda nel regime idrodinamico; in particolare, a bassa temperatura l'inclusione nel set delle variabili rilevanti della densità di momento dà luogo ad una nuova eccitazione, riferita precedentemente come un ?secondo magnone?. La sua comparsa nello spettro longitudinale è studiata per un sistema con dimensionalitàd qualsiasi. In particolare, la teoria è applicata al casod=1, spin classici (dove le nuove eccitazioni sono state osservate con esperimenti di simulazione) ed al caso quantistico cond=3, dove sono discusse le condizioni di effettiva osservabilità per sistemi reali.

---

Резюме Исследуется динамика, связанная с флуктуациями намагниченности в ферромагнетиках Гайзенберга во внешнем поле. Исследование проводится в рамках чисто микроскопического подхода и с помощью техники проекционных операторов, которая подчеркивает роль квази-сохраняющихся, коллективных линамических переменных. Особое внимание уделяется ?гидродинамическим? волновым векторам и частотам. В зтой ситуации техника проекционных операторов оказывается очень удобной и, в частности, при низких темпетурах вклйчение плотности импульса в систему соответствующих переменных приводит к новому возбуждению, называемому ?вторым магноном?. Исследуется возникновение ?второго магнона? в продольных спектрах для произвольной размерностиd. В частности, предложенная теория применяется к классическому случаюd=1 (где ?вторые магноны? наблюдаются в эксперимериментах по моделрованию) и к квантовому случаюd=3, где обсуждаются условия наблюдаемости этого эффекта в реальных системах.

     

Influence of the anchoring energy on the fréedericksz transition: A teaching method

Summary The influence of the anchoring energy on the critical field for Fréedericsz transition is analysed. By considering a simple example we show that the method of the trial functions gives the correct threshold field. The importance from a pedagological point of view of this method is underlined. We deduce also an expression for the threshold field simpler than that proposed by Rapini-Papoular. Finally the presence of thek ₁₃ term is considered. We show that in this case the function minimizing the nematic total free energy is discontinous and the surface discontinuity is determined.

---

Riassunto L'influenza dell'energia di ancoraggio sul campo di soglia per la transizione di Fréedericksz è analizzata. Considerando un semplice esempio mostriamo che il metodo delle funzioni di prova dà il corretto campo di soglia. L'importanza del metodo da un punto di vista didattico è sottolineata. Una espressione per il campo di soglia piú semplice di quello dedotto da Rapini-Papoular è riportata. Infine la presenza del termine elastico del tipo superficiek ₁₃ è considerato. Noi mostramo che in questo caso la funzione minimizzante l'energia totale del nematico è discontinua, e la discontinuità di superficie è determinata.

---

Резюме Анализируется влияние знергии ?закрепления? на критическое поле для перехода фридерикса. Рассматривая простой пример, мы показываем, что метод пробных функций дает правильное пороговое поле. Отмечается ваЗность зтого метода с педагогической точки зрения. Мы такЗе выводим выраЗение для порогового поля проще, чем было предлоЗено Рапини-Папуларом. Рассматривается наличие членаk ₁₃. Мы показываем, что в зтом случае функция, минимизирующая полную свободную знергию нематика, является разрывной. Определяется поверхностный разрыв.

     

Local coordination and dynamics in liquid antimony trichloride/water mixture

Summary EXAFS Rayleigh wing and Raman-scattering data in SbCl₃/H₂O mixture are presented. The measurements, carried out at the PULS facility on the ClK-edge and on theL _{I, II, III}-edges as a function of temperature, allow us to define the local order around the absorber. In particular, clear evidence exists that intramolecular Sb−Cl and intermolecular Sb...Cl distances and coordination, similar to the ones existing in pure SbCl₃, are present. The data analysis reveals also that the water molecules are linked to the chlorine, giving rise to a cross-link between the antimony trichloride chains. The light scattering response confirms these structural hypotheses, indicating that the primitiveC _3v symmetry of the SbCl₃ molecule is lowered by the water presence. Evidence also exists that new vibrational bands are originated by the chlorine-water bonds. Finally we detected a phononlike contribution, in the low-frequency region, that gives an effective Raman vibrational density of states.

---

Riassunto Nel presente lavoro si presentano e si discutono i risultati di misure EXAFS, di Rayleigh wing e di scattering Raman nella miscela SbCl₃/H₂O. Le misure EXAFS, eseguite presso i laboratori PULS di Frascati, sia sullo spigoloK del cloro che sugli spigoliL _{I, II, III} dell’antimonio, permettono di ottenere informazioni sull’ordine locale del sistema. In particolare si evidenziano formazioni di legami intramolecolari Sb−Cl ed intermolecolari Sb...Cl che sono simili nelle distanze e nella coordinazione a quelli esistenti nel fuso. Si definisce anche il ruolo dell’acqua che, coordinandosi con i clori, agisce da ponte tra catene di tricloruro di antimonio. Le misure di scattering di luce confermano le ipotesi strutturali emerse dai risultati di spettroscopia EXAFS: la simmetria originaleC _3v della molecola SbCl₃ si abbassa nell’interazione con l’acqua. Inoltre nuove bande vibrazionali appaiono negli spettri Raman, legati all’interazione cloro-acqua. Infine nella regione spettrale a bassa frequenza si evidenziano modi cooperativi connessi con la presenza di una densità di stati vibrazionali.

---

Резюме В работе приводятся данные для рзлеевского крыла EXAFS и комбинационного рассеяния в смеси SbCl₃/H₂O. Измерения наK-кра Cl иL _{I, II, III}-краях, как функция температуры, позволяют нам определить локальный порядок около поглотителя. В частности, отмечается, что внутримолекулярные Sb−Cl и межмолекулярные Sb...Cl расстояния и координация оказываются сходными с величинами, существующими в чистом SbCl₃. Анализ данных также показывает, что молекулы воды связаны с хлором, что приводит к кросс-связи межлу цепочками SbCl₃. Рассеяние света подтверждает эти структурые гипотезы, указывая на то, что примитивнаяC _3v симметрия молекулы SbCl₃ уменьшается из-за присутствия воды. Также подтверждается, что образуются новые колебательные зоны благодаря связям хлора с водой. В заключение, мы детектируем фононно-подобный вклад в низкочастотной области, который дает эффективную плотность рамановских колебательных состояний.

     

High-energy neutrino emission from binary X-ray sources

Summary Recently γ-rays up to 10¹⁶ eV were observed from Cyg X3, Vela X1 and LMC X4. This is a strong indication that protons (or nuclei) are accelerated in the vicinity of the accreting pulsar. We discuss in this paper the production of high-energy neutrinos associated with the γ-ray production. We show that on the basis of observational parameters of the three binary systems, the time average of the ratio of the neutrino luminosity to the γ-ray luninosity will beL _ν/L_γ∼30. The neutrino flux will be modulated with the orbital period of the system and the neutrino light curve will be determined by the density profile of the companion star. In general some of the X-ray binaries can be both UHE γ-ray and neutrino emitters with a neutrino luminosity comparable to their X-ray luminosity. The brightest of these could be detected by future neutrino telescopes such as DUMAND and MACRO at Gran Sasso.

---

Riassunto Recentemente è stata rivelata emissione di raggi gamma con energia sino a 10¹⁶eV da Cyg X3, Vela X1 ed LMC X4. Questa osservazione indica che protoni (o nuclei) sono accelerati nella vicinanza della pulsar contenuta in questi tre sistemi binari. In questo lavoro si calcola la produzione di neutrini di alta energia, associata alla produzione di raggi gamma. Il risultato ottenuto è che, tenendo conto dei parametri dedotti dalle osservazioni spettroscopiche dei tre sistemi considerati, il rapporto tra la luminosità in neutrini e la luminosità gamma èL _ν/L_γ∼30. Inoltre il flusso di neutrini sarà modulato con il periodo binario del sistema e la curva di luce dei neutrini sarà determinata dalla distribuzione di densità della stella compagna. In generale alcune delle binarie X possono essere sorgenti sia di gamma di altissima energia che di neutrini, con una luminosità in neutrini paragonabile alla luminosità in raggi X. Le piú intense tra queste potranno essere osservate da futuri telescopi per neutrini come DUMAND o MACRO.

---

Резюме Недавно γ-кванты с энергиями вплоть до 10¹⁶ эВ наблюдались из Cyg X3, Vela X1 и LMC X4. Это является указанием, что протоны (или ядра) ускоряются в окрестности аккретирующего пульсара. Мы обсуждаем в этой статье образование высокоэнергетичных нейтрино, которые связано с рождением γ-квантов. Мы показываем, что на основе наблюденных параметров для трех бинарных сйстем среднее по времени отношение интенсивности испускания нейтрино к интенсивности испускания γ-квантов составляетL _ν/L_μ∼30. Модуляция потока нейтрино определяется орбитальным периодом системы, а кривая яркости нейтрино определяется профилем плотности сопутствующей звезды. Обычно ренттеновские бинарные системы могут представлять источники γ-квантов сверхвысоких энергий и источники нейтрино, причем интенсивность испускания нейтрино сопоставима с интенсивностью рентгеновского излучения. Наиболее яркие из них могут быть зарегистрированы в будущем с помощью нейтринных телескопов, таких как DUMAND и MACRO в Гран Сассо.