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.

     

Crystal electrons in magnetic fields: Second-order perturbation for general periodic potentials

Summary The diamagnetic band structure is derived up to second order in the periodic potential. This is done for arbitrary crystal potentials and rational magnetic fields. Our perturbative treatment should give the correct energy spectrum in the Landau regime including the condition for magnetic breakdown. We also present an exact effective Hamiltonian which is reduced to 2 space dimensions for a general crystal potential.

---

Riassunto Si deduce la struttura di banda diamagnetica fino al second'ordine nel potenziale periodico. Ciò è fatto per potenziali di cristallo arbitrari e campi magnetici razionali. Il nostro procedimento perturbativo dovrebbe dare il corretto spettro di energia nel regime di Landau che include la condizione di caduta magnetica. Si presenta anche un'hamiltoniana efficace esatta che è ridotta a due dimensioni spaziali per un potenziale cristallino generale.

---

Резюме Определяется диамагнитная зонная структура с точностью до второго порядка по периодическому потенциалу. Вычисления проводятся для произвольных кристаллических потенциалов и рациональных магнитных полей. Наш пертурбационный подход должен давать правильный энергетический спектр В режиме Ландау, включая условие для магнитного нарушения. Мы также приводим точный эффективный Гамильтониан, который сводится к двум пространственным измерениям для общего кристаллического потенциала.

     

Photon drag detection of 10 μm radiation in Bi thin-films evaporated on amorphous substrates

Summary We have observed IR detection signals with ns response in irradiated Bi thin films, which were evaporated at large angles with the substrate normal direction. At 10 μm radiation, these detectors show a voltage response with reversed sign compared to the visible-light response which is generated by a well-known thermoelectric effect. Other thin-film metallic detectors as Cr films operating with this effect do not show this sign inversion at 10 μm. We attribute the sign-reversed fast signal in bismuth to a transversal photon drag effect related to the interband transition induced by the 10 μm radiation.

---

Riassunto Noi abbiamo osservato una generazione di tensione prodotta ai capi di un film anisotropo di bismuto dall'assorbimento di radiazione a 10 μm. Questa risposta è veloce (ns) ed è differente dal normale segnale termovoltaico osservato in Bi e altri metalli (es. Cr) illuminati da luce visibile, sebbene tale segnale sia osservabile anche a 10 μm. Noi abbiamo attribuito questo segnale veloce ad un effetto di photo-drag trasverso dovuto a transizioni interbanda in microcristalli orientati da una evaporazione a forte angolo.

---

Резюме Мы наблюдаем сигналы детектирования инфракрасного излучения с наносекундным временем отклика в облученных тонких пленках Bi которые напылены при больщих углах к нормальному направлению подложки. При облучении с длиной волны 10 мкм зти детекторы обнаруживают отклик с обратным знаком по сравнению с откликом для видимого света, котрый генерируется за счет хорошо известного термозлектрического зффекта. Другие тонкопленочные металлические детекторы, например пленки Cr, работающие на том же зффекте, не обнаруживают явления обращения знака при длине волны 10 мкм. Мы приписываем явление обращения знака в висмуте зффекту сопротивления фотонов, связанному с внутризонным переходом, индуцированным излучением с длиной волиы 10 мкм.

     

Statistical properties of cosmic-ray scintillations at 250 GV

Summary We present the results of an amplitude domain analysis of cosmic-ray fluctuations in the interplanetary field at average rigidities of 250 GV. The experimental histograms are compared with the theoretical probability densities obtained by assuming linear behaviour and yield interesting results on extremal events. The approximate agreement is interpreted not as a proof that high-rigidity scintillations are indeed linear, but as possible evidence of noise contamination in this kind of analysis.

---

Riassunto Sono presentati i risultati dell'analisi in ampiezza delle fluttuazioni di raggi cosmici di rigidità media 250 GV nel campo interplanetario. Gli istogrammi sperimentali sono compatibili con un comportamento lineare e permettono di ottenere interessanti indicazioni sugli eventi estremi. L'accordo è interpretato non come una prova che le scintillazioni ad alta rigidità sono in effetti lineari, ma piuttosto come possibile evidenza di contaminazione da background in questo tipo di analisi.

---

Резюме Мы приводим результаты анализа амплитудной области флуктуаций космических лучей в межпланетном поле при средних жесткостях 250 GV. Экспериментальные гистограммы согласуются с теоретическими предсказаниями, полученными в предположении линейного поведения и дают интересные результаты для экстремальных событий. Полученное согласие интерпретируется не как доказательство того, что сцинтилляции при высокой жесткости действительно являются линейными, а как возможное подтверждение наличия шумового загрязнения в этом типе анализа.

     

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.

     

Derivation of muon range spectrum at different polar angles in deep underground from primary nucleon spectrum

Summary The energy spectra of sea-level muons at different zenith angles have been estimated from the latest JACEE primary spectrum using ISR results modified for p-nucleus interactions. The theoretical results have been compared with the experimental results. Using the recent modified range-energy relation after Kobayakawa along with the fluctuation correction procedure after Kiraly, Kiraly and Osborne, the muon range spectra in deep underground at different polar angles have been calculated. The derived results are well in agreement with the latest Mont Blanc data after Bergamascoet al., Battistoniet al. and Utah experiments after Bergessonet al.

---

Riassunto Si stimano gli spettri d'energia muonica a livello del mare a differenti angoll zenitali dal piú recente spettro delle primarie JACEE usando risultati ISR modificati per interzioni p-nucleo. I risultati teorici sono stati confrontati con i risultati sperimentali. Usando la recente relazione modificata intervallo-energia di Kobayakawa oltre alla procedura di correzione delle fluttuazioni di Kiraly, Kiraly e Osborne sono stati calcolati gli spettri dell'intervallo muonico in profondità per differenti angolia polari. I risultati derivati sono in buon accordo con i dati piú recenti del Monte Bianco di Bergamascoet al., Battistoniet al. e gli esperimenti Utah di Bergessonet al.

---

Резюме Оцениваются энергетические спектры мюонов на уровне моря длл различных зенутных углов, исходя из последнего JACEE первичного спектра с использованием ISR-результатов, модифицированных для протон-ядерных взаим действий. Теоретические результаты сравниваются с экспериментальными данным Используя недавнее модифицированное соотношение между пробегом и энергиек Кобайакавы и методику Кирали, Кирали и Осборна для флуктуационных поправок вычисляются спектры пробегов мюонов под землей для различных полярных углов. Полученные резулятаты хорошо согласуются с последними данными под Мон-Бланом и с результатами Юта-экспериментов.

     

Coastal boundary layers in ocean modelling: an application to the Adriatic Sea

Summary Boundary layers play an important role in modelling geophysical fluid-dynamical flows, in as much as they constitute regions of ageostrophic dynamics in which the physical balances characterizing the main interior of the water mass break down. A short synopsis is given of important boundary layers in ocean circulation modelling with specific emphasis drawn upon side wall boundary layers, namely those adjacent to the coastlines of the considered basin. Application of boundary layer analysis is thereafter made for one specific phenomenological situation, namely the Northern Adriatic Sea and the problem posed by its wintertime seasonal circulation. The analysis furnishes a mathematical model for the coastal strip adjacent to the Italian shoreline, treated as a boundary layer in the density field, starting from general model equations valid throughout the interior of the northern Adriatic. The boundary layer model is consequently used to modify the side wall boundary condition for the interior density field. Related numerical experiments are shown and compared with previous standard experiments in which the boundary layer contribution to the density field has not been considered.

---

Riassunto Strati limite giuocano un ruolo molto importante nel modellare la dinamica di fluidi geofisici, in quanto essi costituiscono in genere regioni ageostrofiche in cui non sono più validi i bilanci fisici che caratterizzano la massa d'acqua nell'interno del bacino allo studio. Una breve panoramica illustra la varietà di strati limite importanti per i modelli di circolazione oceanica con attenzione specifica rivolta agli strati limite delle ?pareti laterali?, ossia quelli adiacenti alle coste dei bacini. Un'analisi di strato limite è successivamente compiuta per una particolare situazione fenomenologica, quella relativa al problema posto dalla circolazione stagionale invernale dell'Adriatico settentrionale. L'analisi fornisce un modello matematico per la fascia sottocostiera adiacente alla costa italiana, fascia trattata come strato limite per il campo di densità, a partire da equazioni dinamiche generali valide per l'interno del bacino Nord Adriatico. Il modello di strato limite è quindi usato per modificare la condizione al contorno alla parete occidentale italiana per la funzione densità. Esperimenti numerici relativi sono mostrati e paragonati con precedenti esperimenti di confronto in cui non era stato considerato il contributo dello strato limite al campo della densità.

---

Резюме Пограничные слои играют важную роль при моделировании геофизических динамических потоков жидкой среды, в том случае, когда они составляют области агеострофической динамики, где физический баланс, характеризующий внутреннюю часть водяной массы, нарушается. Приводится краткий обзор ражных пограничных слоев при моделировании океанических циркуялций, причем, особое внимание уделяется пограничным слоям боковой стенки, т.е. прилегающим к береговой линии рассмотренного бассейна. Предложенный анализ применяется для изучения пограничных слоев в одной специфической феноменологической ситуации, а именно в северной части Адриатического моря, и проблемы, связанной с зимней сезонной циркуляцией. Предложенный анализ представляет математическую модель для прибрежной полосы, прилегающей к итальянской береговой линии, которая рассматривается как пограничный слой в поле плотности, исходя из общих модельных уравнений, справедливых во всей внутренней области Северной Адриатики. Модель пограничного слоя используется для модификации граннчного условия боковой стенки для внутреннего поля плотностн. Проводятся соответствующие численные экслерименты. Полученные результаты сравниваются с предыдущими стандартными экспериментами, в которых вклад пограничного слоя в поле плотности не рассматривался.

     

Lindemann law revisited

Summary Traditionally, Lindemann law has gained a fame of unpredictable validity, since it apparently provides agreement with experiment which varies ?randomly? from excellent to very poor. Under the hypothesis that such incoherent results might have been originated by inaccurate data, we carefully reanalyse its validity. We use an integral quasiharmonic formulation which minimizes the effect of experimental errors, and compare the results from different sources whenever available. The agreement with experiment is found to be very good for all the cases considered, and namely for metals (Al, Ag, Au, Cu, Fe), ionic crystals (KCl, NaCl, RbCl) and complex sinthetic polycrystals (forsterite), in the sense that Lindemann law inaccuracy is much smaller than the experimental scatter. Different types of simple spectra are tried (Debye and Brillouin), but minimal differences are detected. This suggests that melting is relatively insensitive to the specific shape of the spectrum.

---

Riassunto Tradizionalmente, la legge di Lindemann ha fama di grande imprevedibilità, in quanto l'accordo coi dati sperimentali varia da ottimo a pessimo in maniera del tutto casuale. Ipotizzando che tale incoerenza nei risultati possa essere originata da errori sperimentali, ne rianalizziamo accuratamente la validità utilizzando una formulazione quasi armonica che minimizza l'effetto dell'inaccuratezza sperimentale e confrontando i risultati di tutte le diverse fonti disponibili. L'accordo coi dati è ottimo in tutti i casi considerati e cioè per i metalli (Al, Ag, Au, Cu, Fe), cristalli ionici (KCl, NaCl, RbCl) e policristalli complessi (forsterite), nel senso che l'inaccuratezza della legge di Lindemann è molto piú piccola dello scatter sperimentale. Le minime differenze trovate utilizzando diversi tipi di spettro (Debye and Brillouin) suggeriscono che la fusione sia influenzata in maniera ridotta dalla forma specifica dello spettro.

---

Резюме Традиционно закон Линдемана имеет репутацию закона с непредсказуемой применимостью, т.к. дает согласие с экспериментом, которое изменяется ?случайно? от превосходного до плохого. Используя гипотезу, что некогерентные результаты могут возникать из неточных данных, мы заново анализируем применимость закона. Мы используем интегральную квазигармоническую формулировку, которая минимизируем влияние экспериментальных погрешностей, и сравниваем результаты из различиных имеющихся источников. Получается очень хорошее согласие с экспериментом для всех рассмотренных случаев: для металлов (Al, Ag, Au, Cu, Fe), ионных кристаллов (KCl, NaCl, RbCl) и сложных синтетических поликристаллов, т.е. погрешность закона Линдемана оказывается много меньше экспериментального разброса. Исследуются различные типы простых спектров (Дебая и Вриллюэна), получаются минимальные различия. Предполагается, что плавление относительно не чувствительно к конкретной форме спектра.

     

Laboratory simulation of plume rise from multiple sources

Summary A series of simulations in water channel is presented and discussed. Its principal aim was the evaluation of the interactions of multiple plumes emitted by stacks close to each other and with different heights and buoyancy parameters. Single and multiple emissions have been studied, in near-neutral or unstable conditions. Single emissions have been compared with Moore's and Briggs' models, while multiple ones have been compared with the model of Anfossiet al. The agreement in both cases was satisfactory. Trends of horizontal and vertical dispersion coefficients as functions of the downwind distance have then been studied, both for single and multiple plumes. At last, the simulation has taken into account the influence of the angle between the direction of the wind and the row of stacks. It has been verified that even in the most critical case (perpendicularity) a definite enhancement of the merged plume with respect to single rises was present.

---

Riassunto Si presenta e si discute una serie di simulazioni in vasca idraulica, volta a valutare le interazioni di piú pennacchi uscenti da ciminiere adiacenti di altezze diverse e aventi differenti parametri di galleggiamento. Sono state studiate, in condizioni di atmosfera simulata quasi neutra o instabile, emissioni singole e multiple. Le prime sono state confrontate con i modelli di Moore e Briggs, le seconde col modello di Anfossiet al. L'accordo nei due casi è risultato soddisfacente. Si sono poi studiati e discussi gli andamenti dei coefficienti di dispersione orizzontale e verticale in funzione della distanza dalla sorgente, nel caso di emissioni singole e multiple. Infine la simulazione ha considerato l'influenza della direzione del vento rispetto alla congiungente le ciminiere, verificando che anche nel caso piú sfavorevole (perpendicolarità) vi è un sensibile sovra-innalzamento del pennacchio rimescolato rispetto agli annalzamenti singoli.

---

Резюме Предлагается и обсуждается ряд моделирований в водяном бассейне. Основная цель моделирований-оценить взаимодействия большого количества плюмажей, испускаемых трубами, расположенными близко друг к другу с различными высотами и имеющими различные параметры выталкивательной силы. Исследуются отдельный и множественные источники в условиях нейтральной или неустойчивой атмосферы. Случай единственного источника сравнивается с моделями Мура и Бридса, а множественные источники сравниваются с моделью Анфосси и гр. В обоих случаях получается удовлетворительное согласие. Исследуется и обсуждается поведение коэффициентов горизонтальной и вертикальной дисперсии, как функция расстояния от источника, в случаях единственного и множественного источников. Моделирование также учутывает влияние угла между направлением ветра и рядом труб. Показывается, что в наиболее критическом случае (перпендикулярность) наблюдается заметное усиление плюмажа относительно отдельного источника.

     

Propagation of a small disturbanc in aorta: a mathematical model

Summary The object of the present communication is to provide a mathematical model for the propagation of a small disturbance in the aorta. A differential equation governing the growth and decay of the small disturbance has been obtained. It is observed that the compressive pulses may grow into a shock wave. A mathematical model which is based on geometrical and mechanical properties of aorta admits disturbances in the propagating pulses which are not observed in human beings under normal physiological conditions. It is also observed that friction effects are to resist the tendency of shock formation in the model. The application of the results to the human arterial system shows that strong disturbances or shock waves are not expected under normal physiological conditions, while, in the case of a pathologically increased pressure rise at the root of aorta, shocklike transition may develop in the periphery. Some special cases of interest have also been discussed.

---

Riassunto L'obiettivo di questo lavoro è fornire un modello matematico per la propagazione di un piccolo disturbo nell'aorta. Si è ottenuta un'equazione differenziale che regola la crescita ed il decadimento dei piccoli disturbi. Si è osservato che i disturbi da compressione possono aumentare in un'onda d'urto. Un modello matematico basato sulle proprietà geometriche e meccaniche dell'aortaammette disturbi negli impulsi in propagazione che non sono osservati in esseri umani in condizioni fisiologiche normali. Si è anche osservato che gli effetti di frizione devono respingere la tendenza alla formazione di urti nel modello. L'applicazione dei risultati al sistema arterioso umano mostra che forti disturbi o onde d'urto non si verificano in condizioni fisiologiche normali, mentre, nel caso di pressione aumentata in maniera patologica alla radice dell'aorta, si può sviluppare alla periferia una transizione tipo urto. Si sono ridiscussi alcuni casi speciali di un certo interesse.

---

Резюме Развивается математическая модель для описания распространения малого возмущения в аорте. Получается дифференциальное уравнение, определяющее образование и распад малых возмущений. Наблюдается, что импульсы сжатия могут превращаться в ударную волну. Математическая модель, которая основана на геометрических и механических с войствах аорты, допускает возмущения в распространяйщихся импульсах, котрые не наблюдаются человеком при нормальных физиологических условиях. В этой модели также наблюдается, что эффекты трения препятствуют образованию ударных волн. Применение полученных результатов к человеческой артериальной системе показывает, что сильные возмущения или ударные волны не возникают при нормальных физиологических условиях, хотя в случае патологически увеличенного давления может развиться переход типа ударной волны. Также обсуждаются некоторые специальные случаи, представляющие интерес.

     

Generalized thermodynamic ensembles for fractal measures

Summary Fractal measures are characterized by means of suitable conservation laws which can be expressed either by introducing pointwise dimensions (local approach) or by evaluating global dynamical invariants like the dimension functionD(q). The two points of view are formally equivalent to statistical mechanics and thermodynamics, respectively. Nonlinear dissipative dynamical systems are mapped onto one-dimensional Hamiltonian spin models with the introduction of appropriate statistical ensembles, using symbolic dynamics. The various thermodynamic ensembles are shown to be related to different covering procedures for fractal measures. Nonanalytic behaviour of the dimension functionD(q) is interpreted in terms of phase transitions on the time lattice. This phenomenon, occurring for non-self-similar measures, is due to long-time correlations in the symbolic dynamics and is not restricted to nonhyperbolic systems.

---

Riassunto Le misure frattali vengono caratterizzate per mezzo di leggi di conservazione che possono essere espresse introducendo dimensioni puntiformi (approccio locale) o valutando invarianti dinamici globali come la funzione dimensioneD(q). I due punti di vista sono formalmente equivalenti a meccanica statistica e termodinamica, rispettivamente. Attraverso la dinamica simbolica, è possibile rappresentare i sistemi dinamici dissipativi nonlineari per mezzo di modelli di spin Hamiltoniani in reticoli unidimensionali, con l'introduzione di insiemi statistici appropriati. Si mostra che i vari insiemi termodinamici sono legati all'adozione di diversi ricoprimenti delle misure frattali. Il comportamento non analitico della funzione dimensioneD(q) viene interpretato in termini di transizioni di fase sul reticolo temporale. Questo fenomeno, che appare nelle misure non ?auto-similari?, è dovuto a correlazioni a tempi lunghi nella dinamica simbolica e non è ristretto ai sistemi non iperbolici.

---

Резюме Фрактальные меры характеризуются с помощью соответствующих законов сохранения, которые могут быть выражены путем введения точечных размерностей (локальный подход) или путем вычисления глобальных динамических инвариантов, подобных функции размерностиD(q). Эти две точки зрения являются формально эквивалентными соответственно статистической механике и термодинамике. Нелинейные диссипативные динамические системы отображаются в одномерные гамильтоновы спиновые модели с введением соответствующих статистических ансамблей, используя символическую динамику. Показывается, что различные термодинамические ансамбли связаны с различными процедурами для фрактальных мер. Неаналитическое поведение функции размерностиD(q) интерпретируется в терминах фазовых переходов на временной решетке. Это явление, возникающее для несамоподобных мер, обусловлено длинно-временными корреляциями в символической динамике и не ограничено негиперболическими системами.

     

A comparison between GEOS 1 magnetic-field measurements and some models of the geomagnetic field

Summary A comparison between the quiet-time magnetic-field measurements performed on the GEOS 1 spacecraft in the period May 13, 1977–December 13, 1977 and the predictions of four geomagnetic-field models is presented. For the explored magnetospheric region the best approximation to the GEOS 1 measurements is given by the 1976 Olson and Pfitzer model: the difference between its predictions and the experimental data never exceeds 3 per cent in the absolute value of the field and 3 degrees in the field direction.

---

Riassunto Si presentano i risultati di un confronto fra le misure di campo magnetico eseguite dal satellite GEOS 1 nel periodo 13 Maggio 1977–13 Dicembre 1977 e i corrispondenti valori previsti da quattro diversi modelli di campo geomagnetico. Il confronto è limitato a periodi di quiete geomagnetica. Per le regioni magnetosferiche esplorate, la migliore approssimazione alle misure di GEOS 1 è data dal modello Olson e Pfitzer 1976: la differenza fra i valori sperimentali e previsti è inferiore al 3% nel valore assoluto del campo e a 3° nella sua direzione.

---

Резюме Проводится сравнение измерений магнитного поля, проведенных на спутнике GEOS-I в период с 13 мая 1977 г. по 13 декабря 1977 г., с соответствуюъими предсказаниями четырех моделей геомагнитного поля. Для исследованной области магнитосферы наилучшая аппроксимация измерений, проведенных на GEOS-I, получается с помошью модели Олсона и Пфитцера. Различия между предсказаниями модели и экспериментальными данными никогда не превышают 3% для абсолютной величины поля и 3 градусов для направления поля.

     

A revised model for the paired-electron gas plasma in a magnetic field and its application to experimental determinations on weakly ionized rare-gas plasmas

Summary The formation of electron pairs at the glass walls of the enclosing container in a low-pressure, high-frequency, electrodeless, rare-gas discharge is discussed. The pairs drift towards the discharge tube axis under the acceleration of the weak radial-space-charge electric field. The properties of the gas in an uniform magnetic field are outlined in a model which is subsequently applied to experimental data from four different experiments in four rare gases. Determinations of plasma parameters from the analyses of the experiments are found to agree. The values for the pair aggregation number,n′, for the excited plasmas on the tube axis range from one at low-power excitation to between ten and twenty at higher powers. In the afterglow plasmas following the cessation of the energizing current pulse (which is typically 20 ms in duration), the aggregation number varies from one in the body of the gas to between one and five on the tube axis. The direct evidence for the presence of electron pairs, and aggregates of electron pairs, is obtained from the ≪spin-flip≫ of single electrons of a pair in a magnetic field, an event which destroys the pair, or pair aggregate, and the associated experimental phenomena.

---

Riassunto Si discute la formazione di coppie di elettroni, sulle pareti di vetro del contenitore circostante in una discarica a bassa pressione, alta frequenza, senza elettrodi e a gas rari. Le coppie si spostano verso l’asse del tubo della discarica con l’accelerazione del campo elettrico debole con carica di spazio radiale. Le proprietà del gas in un campo magnetico uniforme sono sottolineate in un modello che è successivamente applicato a dati sperimentali da quattro diversi esperimenti in quattro gas rari. Si trova che i valori dei parametri del plasma dalle analisi degli esperimenti sono in accordo. I valori del numero di aggregazione della coppia,n′, per i plasma eccitati sugli assi del tubo variano da 1 ad eccitazione a bassa potenza a 10÷20 ad alte potenze. Nei plasmi a fluorescenza che seguono la cessazione dell’impulso di corrente energizzante (che dura tipicamente 20 ms) il numero di aggregazione varia da uno nel corpo del gas a 1÷5 sull’asse del tubo. La prova diretta della presenza delle coppie di elettroni, e di aggregati di coppie di elettroni è ottenuta dallo ≪spin-flip≫ di elettroni singoli di una coppia in un campo magnetico, un evento che distrugge la coppia, o l’aggregato di coppie, e dagli associati fenomeni sperimentali.

---

Резюме Обсуждается образование электронных пар на стеклянных стенках замкнутого контейнера при высокочастотном, безэлектродном разряде в разреженном газе при низком давлении. Пары дрейфуют по направлению к оси разрядной трубки под действием электрического поля слабого радиального пространственного заряда. Описываются свойства газа в однородном магнитном поле, используя модель, которая впоследствии применяется к экспериментальным данным из четырех различных экспериментов, проведенных для четырех разреженных газов. Обнаружено хорошее согласие при определении параметроб плазмы из анализа указанных экспериментов. Значения для числа электронных пар в агрегации,n′, для возбужденной плазмы на оси трубки изменяется от единицы при инзкой степени возбуждения до величины между десятью и двадцатью при высоких степенях возбуждения. При послесвечении плазмы, после прекращения возбуждающего имлульса тока (который обычно имеет длительность 20 мс), число пар в агрегации изменяется от единицы в объеме газа до величины между единицей и пятью на оси трубки. Получено прямое подтверждение для наличия электронных пар и агрегаций электронных пар из изменения ориентции спина отдельных злектронов пары в магнитном поле, т.е. из события, которое разрушает пару или агрегации рар, и из связанных экспериментальных явлений.

     

Interplanetary disturbances during Forbush decreases

Summary The interplanetary perturbations associated with Forbush decreases (FDs) during the period 1965–1974 are studied. The systematic appearance of the results obtained confirms once again that type-IV solar flares are the origin of these perturbations. The front perturbation is a wide (∼100° in longitude) driven shock followed by a magnetic blob and a high-speed plasma cloud of about 0.5 A.U. average radial dimension at the Earth orbit, emitted in a short time interval (<15 h) immediately following the beginning of the type-IV burst. The FD-modulated region is found to be included between two boundary streams which rotate with the Sun; therefore the FD can be observed also in the interplanetary regions which were not swept by the front perturbation. The FD amplitude appears to be correlated with an empiric parameter which caters for the importance of the shock and magnetic blob at the front perturbation.

---

Riassunto Le perturbazioni interplanetarie associate alle diminuzioni di Forbush (FDs) sono state studiate per il periodo 1965–1974. L’insieme dei risultati ottenuti conferma che i brillamenti solari accompagnati da radioemissione di tipo IV sono all’origine di queste perturbazioni. II fronte della perturbazione è un’onda d’urto di estensione ∼100° in longitudine seguita da campo magnetico esaltato (?magnetic blob?) e da una nuvola di plasma ad alta velocità, di dimensione media radiale ∼0.5 A.U. all’orbita della Terra, emessa per un intervallo di tempo breve (,15 ore) dopo l’inizio della radioemissione di tipo IV. Si trova che la regione modulata della FD è limitata da due fasci di vento solare veloce che coruotano con il Sole; la FD può essere perciò anche osservata nelle regioni di spazio interplanetario che non sono state investite direttamente dal fronte della perturbazione. L’ampiezza della FD appare correlata con un parametro empirico che tiene conto dell’importanza dell’onda d’urto e del ?magnetic blob? presenti al fronte della perturbazione.

---

Резюме Исследуются межпланетные возмущения, связанные с убываниями Форбуша в течение периода 1965–1974 г.г. Получается систематическое подтверждение того факта, что солнечные вспышки типа IV связаны с этими возмущениями. Фронт возмущения представляет широкую (∼100° по долготе) ударную волну, за которой следует магнитое ?пятно? и плазменное облако со средним радиальным размером 0.5 а.е.д. на орбите Земли, испускаемые в течение короткого временного интервала (<15 часов) непосредственно за началом вспышки типа IV. Область, модулированная убываниями Форбуша, заключена между двумя граничными потоками, которые вращаются вокруг Солнца. Таким образом, убывания Форбуша могут наблюдаться также в межпланетных областях, через которые не проходит фронт возмущения. Оказывается, что амплтуда убываний Форбуша коррелирует с змпирическим параметром, который определяет значимость ударной волны и магнитного ?пятна? на возмущение Форбуша.

     

A forecast experiment for January 1983

Summary The month of January 1983 was an exceptional period in which the conditions of the entire northern hemisphere were greatly perturbed. In this paper, a number of one-month forecasts were attempted to try to capture the effect of the Pacific Sea surface temperature (SST) on the circulation of the northern hemisphere. The experiments were made with a global, primitive equation, low-resolution model (spectral rhomboidal R15, 9 vertical levels) employing simple physics and a global, grid-point, primitive equation, high-resolution model (N48), equipped with an advanced physical parametrization of convection, the Arakawa-Schubert scheme. The results show that the forecasts are sensitive to the details of the SST distribution, but an improvement of the forecast scores can be obtained only by an artificial modification of the SST field. This is an indication that the analysis method of the SST must be improved to adequately represent the balance between the SST and the initial condition.

---

Riassunto Il mese di gennaio del 1983 è stato un periodo eccezionale nel quale le condizioni dell'emisfero nord sono risultate fortemente perturbate. In questo lavoro vengono effettuati alcuni esperimenti di previsione per analizzare l'effetto della temperatura superficiale del Pacifico (SST) sulla circolazione. Gli esperimenti sono stati effettuati con un modello globale spettrale, alle equazioni primitive, a bassa risoluzione (R15, 9 livelli verticali) che usa una fisica piuttosto semplificata ed un modello globale alle differenze finite ad alta risoluzione (N48), dotato di una sofisticata parametrizzazione delle convezioni, lo schema di Arakawa-Schubert. I risultati mostrano che i forecasts sono sensibili ai dettagli della distribuzione di SST, ma che si può avere un effetto benefico sugli ?scores? solo attraverso una modifica artificiale dell'SST. Questo risultato indica che il sistema d'analisi dell'SST deve essere migliorato per produrre un campo di SST che sia in migliore bilancio con le condizioni iniziali.

---

Резюме Январь 1983 года представлял исклюительный период, в который условия во всем северном полушарии были сильно возмущены. В этой статье анализируется ряд одно-месячных прогнозов с целью исследовать влияние температуры поверхности Тихого океана на циркуляцию в северном полушарии. Эксперименты были проведены с глобальным, примитивным уравнением в модели с низким разрешением, используя простую физику, и с глобальным, сеточным, примитивным уравнением в модели с высоким разрешением (N48) и развитой физической параметризацией конвенции, используя схему Аракава-Шульберта. Полченные результаты показывают, что прогнозы являются чувствительными к деталям распрелеления температуры поверхности Тихого океана, улучшения прогнозов может быть получено только с помощью искусственной модификации поля температур поверхности Тихого океана. Этот результат показывает, что метод анализа температуры поверхности Тихого океана должен быть улучшен, чтобы адекватно представить баланс между температурой поверхности Тихого океана и начальными условиями.