Atmospheric effects on cosmic-ray muon intensities at deep underground depths

Summary On the basis of the theoretical calculation of the atmospheric effect on the cosmic-ray muon intensity, it is demonstrated that the following two anomalous facts recently reported from muon observations at deep underground stations can be attributed to the atmospheric-temperature effect. One is the remarkable dependence of the muon intensity on the atmospheric pressure observed at Poatina (365 m w.e. in depth) and Matsushiro (250 m w.e. in depth), which is contradictory to theoretical expectations, and the other is the semi-annual variation in the muon intensity at Matsushiro, which exhibits a striking contrast to annual variations usually observed at underground stations shallower than Matsushiro. In the present paper, the barometer coefficient and the partial temperature coefficient are also provided for various combinations of parameters such as the muon threshold energy and the zenith angle to meet any requirement of observations.

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Riassunto Sulla base del calcolo teorico dell'effetto atmosferico sull'intensità dei muoni dei raggi cosmici, si dimostra che due fatti anomali riportati recentemente riguardanti osservazioni muoniche in stazioni a grande profondità si possono attribuire all'effetto della temperatura atmosferica. Uno è la notevole dipendenza dell'intensità muonica dalla pressione atmosferica osservata a Poatina (365 m w.e. di profondità) e Matsushiro (250 m w.e. di profondità), che è in contraddizione con previsioni teoriche, e l'altro è la variazione semiannuale nell'intensità muonica a Matsushiro, che mostra un contrasto stridente con le variazioni annuali osservate solitamente in stazioni sotterranee meno in profondità di Matsushiro. In questo lavoro si forniscono il coefficiente barometrico e il coefficiente parziale di temperatura per varie combinazioni di parametri come l'energia di soglia muonica e l'angolo zenitale per soddisfare ogni esigenza di osservazione.

     

Surface wave propagation in a channel connecting two basins

Summary Surface waves propagating through a channel connecting two basins are both reflected and diffracted. A numerical method is presented to solve the problem for short waves in a rectangular channel of constant depth, based upon the solution of contour integral equations. The numerical effort required is dependent on the total length of the ends of the channel, but not on the channel length, as is the case, on the contrary, for other methods (finite differences and finite elements) that become prohibitive in the short-wave limit. The case of a rectangular channel with length and width in ratio 2∶1 and the internal end partially closed by a jetty is examined in some detail.

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Riassunto Le onde superficiali che si propagano attraverso un canale di connessione fra due bacini sono tanto riflesse che diffratte. Gli autori presentano un metodo numerico fondato su una formulazione integrale del problema, particolarmente adatto allo studio del comportamento di onde corte che si propagano lungo un canale rettangolare a profondità costante. Si rileva che lo sforzo numerico dipende dalla lunghezza complessiva delle imboccature del canale, ma non dalla lunghezza del canale stesso, a differenza di quanto avverrebbe invece qualora si adottassero altri metodi numerici (delle differenze finite o degli elementi finiti), che diverrebbero proibitivi sulle onde corte. Si è studiato in particolare il caso di un canale rettangolare con lunghezza doppia della larghezza e parzialmente chiuso da un molo all’estremità di connessione col bacino interno.

     

Temperature phase diagram of a quantum spin-1 Ising-like model with multipolar couplings

Summary A quantum spin-1 Ising-like model with dipolar as well as quadrupolar interactions and with an external field coupled to both dipole and quadrupole components is analysed in terms of an improved version of the mean-field theory (which has the usual mean-field theory as its zeroth order). The critical-surface equations in the complete phase space (temperature and field components) are explicitly derived by a Landau expansion at the lower order of the theory. Moreover, the full phase diagram is numerically described at the second order. The expressions for the free energy and the magnetization are given in detail.

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Riassunto Utilizzando una versione migliorata della teoria di campo medio (che ha come approssimazione d'ordine zero l'usuale teoria di campo medio) si analizza un modello quantistico tipo Ising di spin 1 con interazioni dipolari e quadrupolari e con un campo esterno accoppiato sia alle componenti di dipolo che di quadrupolo. Le equazioni delle superfici critiche nel diagramma di fase completo (temperatura e componenti di campo) sono derivate esplicitamente all'ordine piú basso della teoria. Il diagramma di fase completo all'ordine due è descritto numericamente. Le espressioni per l'energia libera e la magnetizzazione sono fornite in dettaglio.

     

Prediction of the ground motion in Italy: a preliminary attempt

Summary The strong-motion accelerograms written by moderate and strong earthquakes occurring in Central Italy in recent years have been used to estimate physical quantities characterizing the spectrum of motion in the band of engineering interest (0.1 Hz≲f≲20 Hz). The source, propagation and site response parameters obtained in these analyses have therefore been employed to check if theoretical models may be used to correctly predict the trend of the peak values of seismic excitationvs. earthquake size in the areas investigated. For the selected data set, representative of a seismotectonic environment generating earthquakes with prevalent normal faulting (up to a magnitudeM _l ∼7, at depths varying roughly from 5 to 15 km), the assumed spectral model allows successful statistical predictions showing that specific site response is the main factor responsible for the large fluctuations often observed in the data behaviour, at similar magnitudes and distances from focus.

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Riassunto Gli accelerogrammi registrati in occasione di terremoti da moderati a forti nell'Italia Centrale negli ultimi anni sono stati utilizzati per la stima delle grandezze fisiche che caratterizzano lo spettro del moto nella banda di interesse ingegneristico (0.1 Hz≲f≲20 Hz). La parametrizzazione ottenuta per descrivere, mediamente, i meccanismi della sorgente, della propagazione e degli effetti di sito è stata quindi usata per verificare se i modelli teorici possono essere utilmente usati per prevedere gli andamenti dei valori di picco del moto in funzione dell'entità del terremoto. Per i dati selezionati, rappresentativi di un ambiente sismotettonico in grado di generare terremoti con meccanismi prevalentemente distensivi (fino ad una magnitudoM _l ∼7, con profondità variabile all'incirca tra 5 e 15 km), il modello spettrale prescelto consente delle previsioni soddisfacenti da un punto di vista statistico, mostrando che la specifica risponsta dei siti è probabilmente il fattore che provoca le sensibili fluttuazioni spesso osservate per i valori di picco del moto, anche a parità di magnitudo e distanza dal fuoco.

     

Classificazione automatica delle conformazioni delle anse degli anticorpi

Sommario: I siti di legame con l'antigene degli anticorpi sono costituiti principalmente da sei anse, le RDC (Regioni determinante la complementarietà). La conformazione della catena principale di cinque di queste anse è descritta dal modello delle “strutture canoniche”, secondo il quale le catene principali di queste anse possiedono un repertorio di conformazioni limitato e discreto. Le conformazioni osservate per l'ultima ansa (RDC3 della catena pesante) sono molto più variabili, e qui ci limitiamo a distinguere fra le conformazioni di questa regione più vicine all'impalcatura. Dato il rapido aumento nella popolazione di strutture delle immunoglobuline nella banca dati, sarebbe utile avere un metodo automatico per identificare le strutture canoniche di un anticorpo. Abbiamo scritto un programma che accetta in entrata le coordinate di una struttura di un anticorpo, e assegna le strutture canoniche delle anse. Il programma utilizza (1) un insieme delle strutture di anticorpi conosciute e la definizione delle RDC in tutte queste strutture, e (2) le coordinate degli esempi che ci forniscono la definizione di ciascuna struttura canonica.

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Classificazione automatica delle conformazioni delle anse degli anticorpi

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Ricevuto il 10 Agosto 1999     

Transient stefan flow and thermophoresis around an evaporating droplet

Summary The particle scavening efficiency of vapour-grown ice crystals falling from mixed clouds proves to be very high. Stefan flow, an aerodynamic flow originating in the fluid surrounding evaporating or condensing bodies, pushes airborne particles away from the surface of the supercooled droplets evaporating in the vicinity of an ice crystal. The particle Brownian flux towards the surface of the ice crystal (terminal velocity of about 1 m s⁻¹) it, therefore, enhanced. However, the efficiency of this process of airborne-particle removal is strongly reduced as a consequence of the cooling of the evaporating droplet which produces a ?thermal force?, thermophoresis, which counteracts the particle Stefan flow. At the surface of an evaporating droplet in a quasi-equilibrium state, the two airborne-particle velocity fields practically balance each other. This counteracting effect on particle motion needs to be evaluated in the transient case. An approach is presented which consists of reformulating the transient heat and mass transfer problem in such a way as to convert it into a purely heat transfer problem having a known analytical solution. The approach is discussed and found to be correct. The results of the computations show that the counteracting role of thermophoresis on Stefan-flow particle motion during the residence time of supercooled droplets in the vicinity of an ice crystal (from 10⁻⁵ to 10⁻⁴s), which is also the time in which evaporation takes place, is considerably weak. It turns out to be practically negligible for large droplets (radius ≥8·10⁻⁴ cm).

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Riassunto Cristalli di ghiaccio naturali cresciuti per sublimazione in presenza di goccioline di acqua sopraffusa catturano efficacemente particelle browniane. Il flusso di Stefan che si crea in un fluido circostante un corpo in fase di evaporazione o, condensazione trascina via particelle dalla superficie delle goccioline sopraffuse che evaporano nelle vicinanze dei cristalli di ghiaccio. Il flusso della diffusione browniana di particelle atmosferiche verso la superficie del cristallo viene aumentato. Tuttavia l’efficienza di questo meccanismo è fortemente ridotta dalla termoforesi che si crea in prossimità della superficie della gocciolina in quanto questa, nell’evaporare, si raffredda. Nello stato di quasi equilibrio della gocciolina i due campi di velocità delle particelle, il flusso di Stefan e la termoforesi, si annullano praticamente l’un l’altro. L’effetto di questo controbilanciamento va valutato nel transiente. Un accostamento a questo caso consiste nel riformulare il problema del trasferimento contemporaneo di massa e di calore alla superficie della gocciolina in modo tale da ricondurlo a un problema di solo trasferimento di calore del quale già esiste la soluzione analitica. Si discute questo approccio e si mostra che esso è corretto. I risultati dei calcoli mostrano che l’effetto della termoforesi sulle particelle trasportate dal flusso di Stefan durante la permanenza delle goccioline in prossimità del cristallo di ghiaccio (da, 10⁻⁵ a 10⁻⁴ s) è di scarsa rilevanza. Diventa praticamente trascurabile nel caso di grandi goccioline (raggio ≥8·10⁻⁴ cm).

     

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.

     

Energy-containing eddies in the strait of Messina

Summary The velocity field, measured by Vercelli (1922-23) in the Strait of Messina hourly at six depths, is analysed to determine the size and the intensity of the energy-containing eddies. The analysis is performed by separating the turbulent component of the velocity field from the deterministic tidal component. The intensity of the turbulence is given by the averaged square of the aleatoric velocities. The size of the eddies is computed through correlation of the aleatoric velocities at different depths. Results show that the intensity of the turbulent field velocity is of the order of (50⤜60) cm s⁻¹, while the size of the eddies is of the order of (20⤜45) m, reaching sometimes 70 m. These eddies are far beyond the inertial range predicted by the Kolmogorov theory. The eddies are due to Kelvin-Helmoltz shear instabilities between the surface and the deeper water.

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Riassunto Le velocità misurate da Vercelli (1922-23) nello Stretto di Messina con intervalli prari, a sei differenti profondità, sono usate per studiare la forma e l'intensità dei vortici portatori di energia. Si separa dapprima il campo deterministico delle velocità dal campo turbolento, la cui intensità è data dalla radice dell'energia dei fenomeni aleatori. La dimensione spaziale è data dalle correlazioni tra campi turbolenti osservati a profondità differenti. Ne risulta che l'intensità della velocità turbolenta raggiunge (50⤜60) cm s⁻¹ e le dimensioni sono (20⤜45) m ma possono arrivare a 70 m. Questi vortici sono lontani dalle dimensioni richieste dalla teoria di Kolmogorov e son dovuti a instabilità di Kelvin-Helmoltz tra gli strati di acqua che fluiscono a Messina.

     

Biostimulation of HeLa cells by low-intensity visible light

Summary The action of low-intensity red light with λ=633 nm (a He−Ne laser, a filament lamp with light filters a dye-laser pumped by a Cu laser) on the intensity of nucleic-acid synthesis in HeLa cells 1.5 hours after irradiation has been studied. It has been shown that the DNA synthesis is stimulated similarly after irradiation both by the He−Ne laser and by an ordinary source. The RNA synthesis intensity does not alter in both cases. A high-repetition-rate radiation at λ=633 nm acts in the opposite manner: it stimulates the RNA synthesis and the DNA synthesis remains constant. The action spectra of the DNA and RNA synthesis stimulation by continuous light in the range (570÷693) nm are presented.

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Riassunto è stata studiata l'azione della luce rossa a bassa intensità con λ=633nm (un laser a He−Ne, una lampadina a filamento con filtri per la luce, un laser a colorante pompato da un laser a Cu) sull'intensità della sintesi degli acidi nucleici in cellule HeLa un'ora e mezzo dopo irradiazione. Si è mostrato che la sintesi del DNA è stimolata in modo simile dopo irradiazione sia con laser a He−Ne che da una sorgente ordinaria. La sintesi del RNA non è alterata in entrambi i casi. Una radiazione ad alta frequenza di ripetizione a λ=633 nm agisce in maniera opposta: stimola la sintesi del RNA, mentre la sintesi del DNA resta costante. Si forniscono gli spettri d'azione della sintesi di DNA ed RNA mediante luce continua nell'intervallo da 570 a 693 nm.

     

Cronologia dei sedimenti marini costali e fenomeni cosmogeofisici negli ultimi 5000 anni

Riassunto Abbiamo analizzato i profili della concentrazione del carbonato di calcio (CaCO₃) in quattro cores di sedimenti recenti del Mar Ionio, che coprono un intervallo di ∼5000 anni, ed il profilo della termoluminescenza (TL) in uno di questi cores che copre un intervallo di ∼2000 anni. La velocità di sedimentazione è stata determinata con grande precisione utilizzando metodi radiometrici e di tefroanalisi e si è dimostrata costante ed identica per i quattro cores. I profili di CaCO₃ e di TL sono stati così trasformati in serie temporali. La precisione delle scale temporali ha permesso l'analisi accurata di significative ciclicità presenti nelle serie temporali ottenute e di individuare la loro possibile origine solare. Le serie di CaCO₃ sono perfettamente riproducibili e rivelano, in particolare, le periodicità di circa 90 anni (ciclo di Gleissberg) e di circa 200 anni presenti anche nel¹⁴C degli anelli degli alberi. Questa periodicità è accompagnata da due bande laterali che suggeriscono che l'onda di 200 anni è modulata da una componente con periodo di ∼2000 anni, come si trova anche nel radiocarbonio. L'analisi della serie temporale di TL rivela ben definite periodicità a 137.7 a, 59 a, 28.5 a, 22 a, 12.06 a, 10.8 a, che hanno notevoli corrispondenze con le periodicità trovate nelle macchie solari e nelle aurore. Inoltre, il battimento delle due onde con periodo decennale produce un treno d'onda con periodo di 11.4 a ed una modulazione d'ampiezza di 206 a già citata, ed i nodi del treno d'onda coincidono con i minimi delle macchie solari. I risultati ottenuti indicano un possibile meccanismo comune, di origine solare e/o climatica che controlla indici differenti in reservoirs terrestri.

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Summary The total carbonate deposited as CaCO₃ in four recent Ionian Sea sediment cores spanning the last 5000 years is analysed. The thermoluminescence (TL) in one of these cores, spanning the last 2000 years, is also studied. The sedimentation rate has been determined with high precision by radiometric and tephroanalysis methods. It is identical for the four cores and verified constant at least in the last 2000 years. The CaCO₃ and the TL time series obtained in this way reveal several outstanding features and well-defined cyclic variations. The analysis of the carbonate time series reveals, in particular, the presence of a periodicity of about 90 y (Gleissberg cycle) and of about 200 y accompanied by two sidebands, suggesting that the 200 y wave is modulated by a component with period of about 2000 y, as observed in the analysis of the tree rings¹⁴C. The analysis of the TL time series reveals well-defined periodicities at 137.7 y, 59 y, 28.5 y, 22 y, 12.06 y and 10.8 y, which are in good agreement whith periodicities present in the sunspot number and in the aurora time series. The beats of the two decennial TL periodicities produce a modulated wave train with an 11.4 y period carrier and a 206 y period amplitude modulation. The nodes of this wave train correspond to the sunspot number minimal. Furthermore, a comparison of the CaCO₃, TL and tree ring δ₁₄C time series shows several similarities. The results obtained indicate a possible common mechanism of solar and/or climatic origin which controls different indexes in terrestrial reservoirs.

Paper presented at the 6th Cosmic Physics National Conference, Palermo, 3–7 November 1992.     

Second-harmonic generation in centro-symmetric semiconductors

Summary The crystallographic dependence of optical-second-harmonic generation (SHG) in Si and Ge single crystals is obtained with 10 ps pulses at 527 nm and at incident fluences above the threshold for laser melting of the crystal lattice. We find that the experimentally observed dependence of SHG on crystal orientation remains unchanged up to the damage limit. Observed selection rules are analysed in terms of various possible contributions.

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Riassunto Generazione della seconda armonica ottica è ottenuta nei monocristalli di Si e Ge con impulsi laser di 10 ps, a 527 nm, e con densità di energia inpingente superiore all soglia per la fuzione del reticolo cristallino. Si osserva che la seconda armonica mantiene la propria dipendenza dall' orientazione cristallografica, indipendente dal valore della densità di energia che è incidente sulla superficie cristallina, fino alla soglia del danno. Il mutamento d'intensità di generazione a secondo orientazione cristallografica e piano di polarizzazione è stato analizzato in funzione di vari contributi probabili.

     

Some climatic studies on the regime of the river Mahanadi basin

Summary An attempt has been made in the present paper to study some of the climatic aspects of the moisture as well as thermal regimes of the river Mahanadi basin. This type of study finds its importance in finding out, not only the water potentialities of a river, but also the thermic conditions that favour the growth and development of vegetation at and around the basin. The basic elements required for the present study have been obtained through the water balance procedure developed by Thornthwaite. The computed run-off values are well agreeing with the measured ones.

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Riassunto In questo lavoro si è fatto un tentativo di studiare alcuni degli aspetti climatici dellumidità e dei regimi termici del bacino del fiume Mahanadi. L'importanza di questo tipo di studio consiste nel ricavare non solo le potenzialità in acqua di un fiume, ma anche le condizioni termiche che favoriscono la crescita e lo sviluppo di vegetazione sopra e intorno al bacino. Gli elementi di base richiesti per questo studio sono stati ottenuti attraverso la procedura di bilancio dell'acqua messa a punto da Thornthwaite. I valori di fuoriuscita calcolati sono in buon accordo con quelli misurati.

     

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.     

Model of mesoscale wind field obtained from SAR marine images

Summary Wind parameters are directly extracted from marine SAR images by deducing wind stress intensity from a model of pixel statistics, and wind vector at 10 m height from spectral analysis of the mesoscale turbulence present in the stress signature.

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Riassunto I parametri del vento frizionale sono estratti direttamente da immagini SAR deducendo la velocità frizionale da un modello che si basa sulla statistica dei pixel. La direzione e la stabilità atmosferica da una analisi della turbolenza a mesoscala ricavata da appropriate sub-immagini.

     

Some effects of elastic prestress within the Earth

Summary A dynamical theory, regarding the superposition of small deformations upon large ones, is applied to the study of the prestress effects in an isotropic medium. The primary configuration is in a dynamic state and no assumption is made regarding the smallness of time derivatives of the displacement field. In this framework, a reciprocity theorem is derived and the representation theorem for the displacement field is obtained in terms of the Green's function. Body force equivalents are derived in terms of the discontinuity of the displacement across the fault surface. The ray theory is briefly reviewed and applied to the study of seismic-wave propagation in homogeneous isotropic media. The prestressed configuration in proximity of the fault surface is treated as a perturbation on seismic waves and its effects are found to be of first order in the perturbation at the origin. The wave front equation and the nodal-surface equation for compressional waves are derived and both are found to suffer significant changes due to the perturbation.

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Riassunto Ci si serve di una teoria dinamica della sovrapposizione di piccole deformazioni su deformazioni grandi per studiare gli effetti del presforzo in un mezzo isotropo. La configurazione primarie è in uno stato dinamico e non si fa alcuna ipotesi sul valore della derivata temporale del campo degli spostamenti. In questo ambito si ottiene il teorema di reciprocità ed il teorema di rappresentazione per il campo degli spostamenti in termini della funzione di Green. Si ottengono le forze di massa equivalenti in funzione della discontinuità dello spostamento attraverso la superficie di faglia. Si passa brevemente in rassegna la teoria, dei raggi e si applica allo studio della propagazione di onde sismiche in mezzi isotropi ed omogenei. La configurazione presforzata in prossimità della superficie di faglia è trattata come una perturbazione sulle onde sismiche e si trova che i suoi effetti sono del primo ordine nella perturbazione all'origine. Si ottengono l'equazioni per i fronti d'onda e per le superfici nodali nel caso delle onde di compressione e si trova che entrambe subiscono variazioni significative dovute alla perturbazione.

     

Nonadiabatic effects in auger-induced ionic desorption

Summary The Knotek-Feibelman mechanism of desorption is analysed in the context of a microscopic dynamical theory that has been proposed recently for closed-band systems. To understand the physical contents of the general equations, the probabilityP of ionic desorption is derived analytically in several selected model situations as a function of the characteristic desorption timet _o. Although typicallyt _o is quite long compared to the inverse level widthW _B ⁻¹, the results show very significant deviations from the limit of small velocities. This is due to the fact thatP is not primarly determined by the level width, but by the structures, like peaks and singularities, that are contained in the two-hole continuum. Such features, that are completely missed in the traditional approach that represents the continuum by a Lorentzian, are naturally enbodied in the present theory. They may originate from the position of the adatom energy level ɛ relative to the substrate band and/or by hole-hole correlation. When split-off localized states arise,P may become comparable with unity even in the limit of small velocities, giving raise to the Knoteck-Feibelman reneutralization bottleneck; however, this is not the case when the localized states are readsorbed by the continuum in the course of desorption. An explicit example of this behaviour is given. On the other hand, when ions desorb from ionic crystals with a large Madelung energy, the bond-breaking process may approach the sudden limit. A strongly nonadiabatic behaviour is then predicted, including a correlation-induced enhancement ofP by several orders of magnitude, even in bandlike situations. This rapid variation leads to suggestions for a new experiment that should enable us to see the effects of a fine tuning of the electronic parameters.

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Riassunto Il meccanismo di Knotek e Feibelman di desorbimento è studiato nel contesto di una teoria quantistica dinamica che è stata recentemente proposta ed è applicabile al caso di sistemi con bande chiuse. Al fine di mettere in luce il contenuto fisico delle equazioni generali, si sono scelte alcune situazioni modello per le quali si è ottenuta analiticamente la dipendenza della probabilitàP di desorbimento ionico dal tempo caratteristico di desorbimentot _o. Benchè tipicamentet _o risulti molto piú lungo della larghezza inversaW _B ⁻¹ del livello, i risultati dimostrano cheP può deviare in modo molto significativo dal limite di velocità basse. Infatti,P è determinato principalmente non dalla larghezza del livello, ma dalle strutture (picchi e singolarità) che sono contenute nel continuo. Questi aspetti sono ignorati completamente nell'approccio consueto, che rappresenta il continuo con una lorentziana, ma sono inclusi in questa teoria in modo naturale. Una possibile origine di strutture nel continuo è rappresentata da una posizione del livello eccentrica rispetto alla banda del substrato; un'altra, dalla correlazione buca-buca. Se ne risultano stati disereti isolati dal continuo,P può essere dell'ordine dell'unità anche nel limite di velocità basse, e questo è appunto il ≪collo di bottiglia≫ che impedisce la rineutralizzazione secondo Knotek e Feibelman; questo non avviene, però, se lo stato discreto è riassorbito dal continuo nel corso del desorbimento. Di tale fenomeno è fornito un esempio esplicito. D'altra parte, quando gli ioni desorbono da cristalli ionici con un'elevata energia di Madelung, il processo di rottura del legame può avvicinarsi al limite repentino. La teoria allora predice un comportamento fortemente non adiabatico, in cuiP è accresciuta di ordini di grandezza dagli effetti di correlazione, anche in situazioni in cui lo spettro è di tipo banda. Questa rapida variabilità diP porta a suggerimenti utili per verificare, con un nuovo esperimento, gli effetti di piccoli aggiustamenti dei parametri elettronici.

     

Infra-red properties of bulk heavily doped silicon

Summary In this work reflectance (R) and thermoreflectance (TR) spectra in the infra-red of bulk P and B heavily doped silicon samples are reported and discussed. The values of the scattering time and of the effective mass, as well as the temperature derivative of the plasma frequency, scattering time and high-frequency dielectric constant are extracted from the data and analysed in terms of free-carrier-photon and free-carrier-impurity interaction.

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Riassunto In questo lavoro sono riportati e discussi gli spettri di riflettanza (R) e termoriflettanza (TR) in infrarosso di campioni di silicio drogati pesantemente per diffusione con P e B. Dai dati sono ricavati i valori dei tempi di rilassamento e della massa effettiva, come pure la derivata in temperatura della frequenza di plasma, del tempo di rilassamento e della costante dielettrica ad alta frequenza, che sono analizzati sulla base delle interazioni fra portatori liberi e fononi e fra portatori liberi e impurezze.

     

A physical approach to air pollution climatological modelling in a complex site

Summary A Gaussian climatological model which takes into account physical factors affecting air pollutant dispersion, such as nocturnal radiative inversion and mixing height evolution, associated with land breeze and sea breeze regimes, respectively, has been applied to the topographically complex area of La Spezia (a basin surrounded by hilly terrain, located on the Italian coast). Results from the measurements of the dynamic and thermodynamic structure of the lower atmosphere, obtained by a series of field experiments, are utilized in the model to calculate SO₂ seasonal average concentrations. The model has been tested on eight three-monthly periods by comparing the simulated values with the ones measured at the SO₂ stations of the local air pollution monitoring network. Comparison of simulated and measured values was very satisfactory and proved the applicability of the implemented model for urban planning and establishment of air quality strategies also at a topoghraphically complex site.

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Riassunto Si presenta un modello climatologico gaussiano, completato con informazioni di tipo fisico atte a caratterizzare le proprietà di dispersione degl'inquinanti nell'atmosfera, per il sito a topografia complessa di La Spezia. Fattori come l'evoluzione dell'inversione termica notturna da irraggiamento e l'evoluzione dell'altezza di rimescolamento associate alla brezza di terra e di mare, rispettivamente, sono stati ricavati dai risultati di una serie di campagne sperimentali. Il modello è stato provato su otto trimestri confrontando i valori della concentrazione della SO₂ simulati dal modello con i valori misurati nelle otto stazioni di rilevamento della rete locale. L'accordo tra i valori simulati e misurati è alquanto soddisfacente e dimostra l'applicabilità del modello per la pianificazione degl'impianti che comportino l'emissione di SO₂ e per l'istituzione di una strategia di controllo della qualità dell'aria in un sito costiero a topografia complessa.

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Work carried out while the author was with IBM Italy, Scientific Center of Rome.     

A linear investigation on separation in laminar and turbulent boundary layers over low hills and valleys

Summary Laminar and turbulent linear models of stratified flow over small-slope topography have been compared and used to estimate separation features for a single two-dimensional hill and for a valley made by a pair of hills. As far as single symmetric hills are concerned, the importance of the obstacle shape have been evidenced. For the near field, the local slope characteristic of the terrain profile are of overwhelming importance. For the two-hill case, the dependence of the separation site on valley width and stratification is very different for the two models. Ventilation in the valley is modulated by the ratio between the valley width and the buoyancy wave-length only in the laminar case, whereas the turbulent model does not show these features for the realistic roughness values considered here.

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Riassunto Si fa un confronto tra modelli linearizzati di flussi turbolenti e laminari su ostacoli bidimensionali con pendenze piccole, in varie condizioni di stratificazione. Tali modelli sono usati per stimare le condizioni di separazione per una collina o per una valle compresa tra due colline. Nel primo caso si è notata l'importanza della forma dell'ostacolo scelto. Le caratteristiche locali di pendenza della forma del terreno risultano determinanti per il campo di perturbazioni prossimo all'ostacolo. Nel caso della valle si è studiata la collocazione del sito di prima separazione in funzione dell'ampiezza della valle e della stratificazione ed è stata riscontrata una notevole differenza tra i due modelli. Si ha ventilazione nella valle quando la sua ampiezza è un multiplo intero della lunghezza d'onda di galleggiamento, solo nel caso laminare; il modello turbolento non mostra queste caratteristiche per valori realistici di rugosità.

     

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.