On the stability of geophysical flows

Summary The stability of the solution of two-dimensional stationary Euler equations for rotating flows with a constant Coriolis force is studied. An Arnold theorem in which some sufficient conditions for the stability are given was used for this purpose. This theorem can be applied to a large class of geophysical flows.

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Riassunto Si è studiata la stabilità delle soluzioni per le equazioni di Eulero stazionarie bidimensionali nel caso di un flusso in rotazione con una forza di Coriolis costante. A tal fine si è fatto uso di un teorema, dovuto ad Arnold, nel quale sono date le condizioni sufficienti per la stabilità del moto. Questo teorema può essere applicato ad una vasta classe di flussi geofisici.

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Work supported by a CNR grant. Progetto Finalizzato Oceanografia.     

Tensorial piezomagnetic coefficients for single-domain titanomagnetite crystals at saturation magnetization

Summary The piezomagnetic and magnetostrictive behaviour of titanomagnetite single-domain crystals is described in a general tensorial formalism with respect to a reference initial configuration in which crystals possess a saturation remanence magnetization and are subjected to a prestress field. The equivalence between the present linearized theory and previous semi-empirical formulae is proved. Numerical values are given for the piezomagnetic coefficients in terms of the magnetostrictive constants Δ₁₀₀ and Δ₁₁₁ which have been experimentally determined for titanomagnetite single crystals.

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Riassunto Si propone una descrizione generale tensoriale del piezomagnetismo e della magnetostrizione per cristalli di titanomagnetite a dominio singolo rispetto ad una configurazione iniziale di riferimento in cui i cristalli posseggono una magnetizzazione rimanente di saturazione e sono soggetti ad un campo di sforzo iniziale. Si dimostra l'equivalenza della presente teoria linearizzata e formule semiempiriche proposte precedentemente. Si forniscono valori numerici dei coefficienti piezomagnetici desunti dalle misure sperimentali delle costanti di magnetostrizione Δ₁₀₀ e Δ₁₁₁ effettuate su cristalli singoli di titanomagnetite.

     

The dielectric function of two- and three-dimensional rotators with permanent electric dipoles

Summary The dynamical theory of the dielectric function of classical dipolar liquids is extended by taking into account the dynamical behaviour of the Kirkwood correction factor and improving the treatment of the relaxation functions. Two- and three-dimensional systems are investigated. It is shown that the Kirkwood correction, related to shortrange interactions, has two dynamical effects: it leads to a viscous force and an orienting force, which decays exponentially with frequency. The formalism developed for liquids is extended for frozen rotators in solids.

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Riassunto La teoria dinamica della funzione dielettrica dei liquidi dipolari classici è estesa prendendo in considerazione il comportamento dinamico del fattore di correzione di Kirkwood e migliorando la trattazione delle funzioni di rilassamento. Si studiano sistemi bi- e tridimensionali. Si mostra che la correzione di Kirkwood, connessa con le interazioni a corto raggio, ha due effetti dinamici: porta ad una forza viscosa e ad una forza di orientamento, che decade esponenzialmente con la frequenza. Il formalismo sviluppato per i liquidi ⪻ esteso per rotori ghiacciati nei solidi.

     

Neutron excitation of landau and collective modes in a magnetized plasma

Summary The response function for magnetic neutron scattering off electrons forming a one-component plasma, or jellium model, subject to a steady magnetic field, is calculated in the semi-classical limit in which Boltzmann statistics apply to the electron states. A complete expression for the response of an ideal plasma is given in a compact, closed form, amenable to numerical investigation, and including the dependence on electron parameters such as effective mass and gyromagnetic ratio. Effects due to the Coulomb interaction are discussed within the limitations of the random phase approximation. The theoretical results are used to predict the conditions that must obtain for the observation of neutron excitation of Landau and collective modes.

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Riassunto La funzione di risposta per lo scattering magnetico dei neutroni dagli elettroni che forma un plasma ad un componente, o modello di jellio, soggetto ad un campo magnetico fisso, è calcolata nel limite semiclassico nel quale la statistica di Boltzmann si applichi agli stati elettronici. Si dà un’espressione completa per la risposta di un plasma ideale in una forma compatta e chiusa adatta alla ricerca numerica e che include la dipendenza dai parametri elettronici come la massa efficace ed il rapporto giromagnetico. Si discutono gli effetti dovuti all’interazione di Coulomb entro i limiti dell’approssimazione di fase random. I risultati teorici sono usati per prevedere le condizioni che devono essere ottenute dall’osservazione dell’eccitazione dei neutroni di Landau e dei modi collettivi.

     

Thermally averaged orbital diamagnetism of a localized wigner oscillator

Summary Electron crystallization due to sufficiently strong Coulomb repulsions leads to a model of electrons oscillating about lattice sites in harmonic potentials. We have studied the orbital diamagnetism of such a localized Wigner oscillator in an applied magnetic field of arbitrary strength. The two contributions from orbital angular momentum and from Langevin-Pauli behaviour are separately calculated using Feynman's theorem. Possible relevance to the melting curve of the Wigner crystals in a magnetic field is pointed out.

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Riassunto La localizzazione di elettroni per effetto di repulsioni coulombiane sufficientemente forti porta ad un modello di elettroni che oscillano attorno a siti reticolari in potenziali armonici. Si studia il diamagnetismo orbitale di un siffatto oscillatore localizzato di Wigner in campo magnetico d'intensità arbitraria. Il contributo dovuto al momento angolare orbitale e quello di Langevin-Pauli sono calcolati separatamente mediante il teorema di Feynman. Si discute la possibile connessione dei risultati con il problema della curva di fusione del cristallo di Wigner in campo magnetico.

     

Analysis of a feedback system governed by the diffusion equation

Summary In this paper the three-dimensional diffusion equation for a pollutant's source whose discharge depends lienarly on the concentration of the pollutant at a given point is solved analytically. The situation is that one corresponding to a linear feedback system applied to a partial differential equation. The obtained results show that this system is very robust to possible changes occurring in the eddy diffusion coefficient. Furthermore, a stability analysis for the feedback solution is carried out.

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Riassunto Si risolve analiticamente l'equazione tridimensionale della diffusione per uno scarico la cui portata inquinante è fatta dipendere linearmente dal valore della concentrazione dell'inquinante ad una certa distanza dalla sorgente. La situazione descritta corrisponde alla meassa a punto di un sistema a ?retroazione? retto da una equazione alle derivate parziali. I risultati ottenuti mostrano che un tale tipo di sistema è poco sensibile alle possibili variazioni del parametro di diffusività turbolenta. Si dà inoltre un'analisi di stabilità per la soluzione del sistema reazionato.

     

Interference in the photodissociation (photoionization) by two close-lying frequencies

Summary The problem of photodissociation (photoionization) by two close-lying frequencies (two modes of a laser or two different lasers) is examined. In the case of one bound state and one continuum the problem is solved analytically and the solution is used to show that the photodissociation (photoionization) yield is reduced due to the interference between the two competing channels (i.e. absorption from one or the other photon mode). It is also shown that the population flow into the continuum happens simultaneously with a relevant photon redistribution between the two modes.

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Riassunto Si studia il problema della fotodissociazione (fotoionizzazione) ad opera di due frequenze vicine. Nel caso di un solo stato legato accoppiato dalla radiazione ad un continuo, si ricava una soluzione analitica del problema. Tale soluzione è adoperata per mostrare che la resa del processo è ridotta a causa dell'interferenza fra i due canali competitivi (assorbimento di uno o dell'altro fotone). Si mostra anche che contemporaneamente al flusso nel continuo si verifica una ridistribuzione dei fotoni fra i due modi.

     

Selective tunnelling effects in collinear chemical reactions

Summary Tunnelling contributions to the reactive probability of both early- and late-barrier reactions are investigated. For the first class of reactions a new type of tunnelling effect taking place at high translational energy is discussed. For both reactions relations linking tunnelling features to the type of energy promoting reactivity are discussed with regard to the barrier location.

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Riassunto Si esamina il contributo dell'effetto tunnel alla probabilità reattiva per reazioni con barriera anticipata e con barriera posticipata. Per la prima classe di reazioni si discute un nuovo tipo di effetto tunnel che ha luogo ad alte energie traslazionali. Per ambedue i tipi di reazione si discute il nesso esistente tra le caratteristiche dell'effetto tunnel e la forma di energia che è capace di favorire la reazione in relazione alla posizione della barriera.

     

Final-state effects on the assignment of boronK-shell spectra in BF3 molecules

Summary Extensive, bound-state calculations for the electronic ground state of the BF₃ molecule are reported and a simple model is employed to generate its ionic state associated with aK-shell vacancy in the boron atom. The rearrangement of the molecular-charge distribution that follows the initial ionization process is examined within the present model and its effect on the full boron X-ray absorption spectra is discussed. The inadequancy of band classifications which are based only on initialstate calculations in providing anything more than qualitative results is again observed and analysed.

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Riassunto Si riportano estesi calcoliab initio per gli stati elettronici legati della molecola del BF₃ nel suo stato fondamentale e si descrive un modello semplice che permette di ottenere gli stati ionici relativi ad una vacanza nel guscioK dell’atomo di boro. Si esaminano il processo di riarrangiamento della distribuzione di carica molecolare che ha luogo dopo la ionizzazione iniziale ed i suoi effetti sullo spettro di assorbimento X relativo all’atomo centrale. Si evidenzia ed analizza il valore puramente qualitativo di ogni assegnazione delle righe di assorbimento che sia basata unicamente sulla struttura dello stato iniziale non perturbato.

     

Fluctuation-dissipation theorem and intrinsic stochasticity of climate

Summary In climate dynamics the effect of internally generated fluctuations is usually described by augmenting the balance equations through the addition ofrandom forces. In this paper the properties of these forces are investigated. Afluctuation-dissipation theorem relating their covariance matrix to the phenomenological coefficients such as eddy diffusivity is proposed. The theorem is subsequently used to identify the statistical properties of the climatic variables themselves, and thus to characterize climatic variability from the standpoint of the statistical theory of irreversible processes. Applications to a simple thermal convection problem and to a zonally averaged energy-balance model are presented; the possibility of experimental verification is discussed.

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Riassunto Nella dinamica del clima si descrive solitamente l'effetto delle fluttuazioni generate internamente aumentando le equazioni del bilancio con l'aggiunta di forze casuali. In questo lavoro si studiano le proprietà di queste forze. Si propone un teorema di fluttuazione-dissipazione che correla la matrice di covarianza ai coefficienti fenomenologici come la diffusività turbolenta. Il teorema è usato successivamente per identificare le proprietà statistiche delle variabili climatiche stesse e per caratterizzare la variabilità climatica dal punto di vista della teoria statistica dei processi irreversibili. Si presentano applicazioni a un problema semplice di convezione termica e ad un modello di bilancio d'energia mediato a zone; si discute la possibilità di verifica sperimentale.

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Traduzione a cura della Redazione.     

Electrostatic neutron-electron scattering

Summary We demonstrate that the electrostatic neutron-electron interaction, formed by the Schwinger and Foldy terms, leads to a cross-section in which the response function is the inverse dielectric function observed in X-ray scattering and electron loss experiments. The experimental conditions for scattering off the acoustic plasmon in metals are unobtainable at present and, at large scattering wave vectors, where the scattered intensity is proportional to the Compton profile, scattering is too weak to be useful. For intermediate scattering vectors, outside the first Brillouin zone, experimental restrictions are still severe although the experiment is feasible but we do not have relevant calculations of the dielectric function, for band structure models, from which to estimate the cross-section. Calculations available for the first Brillouin zone lead us to expect a significant and highly structured response.

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Riassunto Si dimostra che l’interazione elettrostatica neutrone-elettrone, formata dai termini, di Schwinger e Foldy, porta ad una sezione d’urto nella quale la funzione di risposta è la funzione dielettrica inversa osservata nella diffusione dei raggi X e negli esperimenti di perdita degli elettroni. Le condizioni sperimentali per lo scattering fuori dal plasmone acustico nei metalli sono al momento inottenibili e, per vettori d’onda di scattering molto grandi, in cui l’intensità di diffusione è proporzionale al profilo di Compton, la diffusione è troppo debole per essere utile. Per vettori di diffusione intermedi, fuori dalla prima zona di Brillouin, le restrizioni sperimentali sono aconra notevoli anche se l’esperimento è, fattibile, ma non abbiamo calcoli rilevanti della funzione dielettrica, per modelli di struttura di banda, dai quali calcolare la sezione d’urto. I calcoli utilizzabili per la prima zona di Brillouin portano ad attendersi un responso significativo e altamente strutturato.

     

Computation of impurity Green’s functions in the tight-binding scheme

Summary A general method to calculate electronic Green’s functions in the tight-binding scheme is presented. The integrations are systematically reduced to the irreducible volume of the first Brillouin zone, so that a very short time is necessary for the computer’s work. The importance of symmetry planes, lines and points is stressed.

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Riassunto Si presenta un metodo generale per il calcolo delle funzioni di Green elettroniche nell’approssimazione degli elettroni fortemente legati. Le integrazioni sono sistematicamente ridotte al volume irriducibile della prima zona di Brillouin, in modo da ridurre notevolmente il tempo di calcolo. Si mette in risalto l’importanza di piani, linee e punti di simmetria.

     

Low-cost and high-reliability control and data acquisition system for the operation of a solar plant with a long-term thermal storage capability

Summary A solar plant with a long-term thermal storage capability has been built up at the University of Calabria. In this paper it is described the control and data acquisition system for the operation of the plant. Some considerations on the control's schedule of the plant are developed.

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Riassunto Si descrive un sistema di controllo e acquisizione dati a basso costo ed elevata affidabilità per la gestione di un impianto solare dotato di accumulo di calore a lungo termine.

     

Lifetime measurements of colour centres by a multifrequency phase fluorometer

Summary The first measurements of emission lifetimes in colour centres using a cross correlation phase and modulation fluorometer operating at the synchrotron radiation facility PULS (Frascati) are reported. Preliminary results on the F and F-aggregate centres in NaF are briefly summarized.

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Riassunto Si riportano le prime misure di tempi di vita dell'emissione dei centri di colore usando uno spettrofluorometro a correlazione di fase e di modulazione in funzione presso il laboratorio del Programma per l'Utilizzazione della Luce di Sincrotrone (PULS, Frascati). Si discutono i risultati relativi ai centri F ed agli aggregati di centri F nel fluoruro di sodio.

     

The impact of higher-order bragg terms on radar sea return

Summary The possibility that radar sea return observed using aKu band fan beam Doppler airborne scatterometer flown over crude oil artificial spills might have been back-scattered via the second-order Bragg interaction is surmised. An attempt is made to justify the absence of the first-order Bragg term.

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Riassunto Prendendo in considerazione l'effetto dei primi ordini di Bragg e sopprimendo il ter mine di ordine 1, si mostra come l'inesplicato andamento dell'eco del mare in presenza di film di spandimento, rilevato con radar doppler in bandaKu montato su aereo, coincida con misure effettuate altrove in presenza di analogo film. Si propone una teoria secondo cui l'assenza del primo ordine è dovuta ad una carenza dell'onda capillare pertinente.

     

The fully relativistic dielectric tensor for electron cyclotron interaction in a Maxwellian plasma

Summary A thorough analytical and numerical study of the fully relativistic dielectric tensor relevant to the electron cyclotron propagation and absorption in a Maxwellian plasma is presented for arbitrary values of the wave refractive index parallel to the equilibrium magnetic field. Both the Hermitian and the anti-Hermitian part are calculated relativistically and, in particular, as for the anti-Hermitian part, the finite Larmor radius effects are accounted for to any order. Limiting forms are obtained along with a detailed numerical comparison with the nonrelativistic form.

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Riassunto Si calcola, sia analiticamente che numericamente, il tensore dielettrico completamente relativistico di rilevanza nella propagazione e nell'assorbilnento ciclotronico elettronico in un plasma maxwelliano, per valori arbitrari dell'indice di rifrazione parallelo al campo magnetico di equilibrio. Si tien conto degli effetti relativistici sia nella parte Hermitiana che nella parte anti-Hermitiana, in questa ultima pure gli effetti di raggio di Larmor finito sono inclusi a tutti gli ordini. Si ottengono e si discutono limiti significativi e si presenta un dettagliato confronto numerico con la forma non relativistica del tensore dielettrico.

     

Double-layer selective coating, high-temperature resistant, for the conversion of solar energy into heat

Summary A method is proposed for the realization of an absorbing surface, selective to the solar radiation, able to work up to a temperature of ≈300°C. The performances of the surface are analysed for different working temperatures, solving the energy conservation equation. The optical parameters of the surface on which it is possible to operate are optimized for the working temperatures taken into account.

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Riassunto Si propone un metodo per la realizzazione di una superfice assorbente, selettiva alla radiazione solare, in grado di operare fino a temperature di ≈300°C. Le prestazioni della superfice sono analizzate per differenti temperature di lavoro, risolvendo l'equazione di conservazione dell'energia. I parametri ottici della superfice sui quali è possibile intervenire sono ottimizzati per le temperature di lavoro prese in considerazione.

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To speed up publication, the authors of this paper have agreed to not receive the proofs for correction.     

An integral formulation of the shallow-water equations for a rotating basin of variable depth

Summary An integral formulation of the linearized shallow-water equations for a rotating basin, able to face numerically several oceanographical problems, like the diffraction of a Kelvin wave by a bay or the tide propagation in a gulf, is presented. Some general considerations are carried out about the main features of the formulation and the existing links with other similar approaches.

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Riassunto Si presenta una formulazione integrale delle equazioni linearizzate di acqua bassa per un bacino ruotante, capace di affrontare numericamente diversi problemi oceanografici, come la diffrazione di un'onda di Kelvin da parte di una baia o la propagazione mareale in un golfo. Si espongono quindi alcune considerazioni generali circa le caratteristiche principali di questa formulazione e i suoi legami con altri approcci similari.