Many-body effects in the electron spectroscopies of incompletely filled bands

Summary Photoemission and Auger line shapes from almost completely filled bands have been widely discussed in recent years within a simplified model based on an Anderson Hamiltonian in which the virtual level shift due to the interactions is suitably compensated for. Up to now, the theory has been much more successful with XPS than with AES, and the reason for this was obscured by the lack of an exact solution and by the difficulty to assess the degree of validity of various approximate treatments that have been proposed. Here we present a Green’s function formalism that allows us to extend the closed band solution to the partially occupied case and lends itself to the exact numerical treatment of finite systems. By applying the theory to 27 and 125 atom clusters, we analyse the dependence of the spectra on hole-hole repulsionU with a degree of unfillingn _h≤0.25. We also consider the case when one of the spin subbands is full as a rough model for ferromagnetic metals. Correlation effects on the one-hole density of states produce a narrowing of the band region, while a split-off structure develops below the band forU comparable to the band width. The low-density approximation is good agreement with the exact results forn _h=0.1 and also forn _h=0.25 for small and moderateU. Our results on the Auger line shapes justify somewhat the suggestion by Haak and Bennetet al. that split-off states observed in photoemission must be discarded before computing the two-hole spectrum. Indeed self-energy corrections must be excluded also in bandlike cases, when the simple procedure of cutting off the unwanted structure is not applicable. This arises because, in a wide range of physical situations, the Auger line shape reflects the mutual scattering of undressed final-state holes.

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Riassunto Il modello teorico piú usato negli ultimi anni per le forme di riga di fotoemissione ed Auger di bande quasi completamente occupate si basa su un hamiltoniano di Anderson in cui lo spostamento del livello virtuale dovuto alle interazioni è opportunamente compensato. Finora la teoria ha dato risultati molto migliori per la fotoemissione che per lo spettro Auger. Le ragioni di ciò non sono chiare poiché non si dispone di una soluzione esatta ed è difficile valutare l’attendibilità delle varie approssimazioni note. Pertanto noi proponiamo un formalismo basato sulle funzioni di Green che permette, nel caso di aggregati finiti di atomi, di estendere la soluzione esatta, nota nel caso di bande chiuse, al caso di bande parzialmente occupate. Applicando il metodo a sistemi di 27 e 125 atomi, analizziamo la dipendenza degli spettri dalla repulsioneU tra lacune, per una concentrazione di lacunen _h≤0.25. Abbiamo considerato anche il caso in cui una delle sottobande di spin è completamente occupata come una prima approssimazione al problema di metalli ferromagnetici. Gli effetti di correlazione restringono il continuo nella densità di stati ad una particella e producono una struttura discreta sotto la banda seU è confrontabile con la larghezza della stessa. L’approssimazione di bassa densità è in buon accordo coi risultati esatti pern _h=0.1 ed anche pern _h=0.25 seU è piccolo o moderato. I nostri risultati sulla forma di riga Auger legittimano in qualche modo quanto suggerito da Haak e Bennetet al., e cioè che il picco satellite di fotoemissione deve essere soppresso nel calcolo della forma di riga Auger. Anzi, tutte le correzioni al propagatore ad un corpo, dovute agli effetti di correlazione, debbono essere escluse anche nel caso di spettri di tipo banda, dove, per l’assenza della struttura satellite in fotoemissione, il procedimento di Bennettet al. non è piú applicabile: infatti nella maggior parte dei casi d’interesse fisico, la forma di riga Auger riflette la dinamica di lacune non rinormalizzate.

     

Plane and cylindrical shock waves in magnetogasdynamics

Summary The Chisnell-Chester-Whitham method has been used to study the propagation of diverging plane and cylindrical shock waves through an ideal gas in the presence of a magnetic field having only constant axial and azimuthal components, simultaneously for both weak and strong cases. By assuming an initial density distribution ϱ₀ = ϱ′r ^−W , where ϱ′ is the density at the plane/axis of symmetry andw is a constant, the analytical expressions for shock velocity and shock strength have been obtained. The expressions for the pressure, the density and the particle velocity immediately behind the shock have been derived for both the cases.

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Riassunto Il metodo di Chisnell-Chester-Whitham è stato usato per studiare la propagazione di onde d’urto divergenti cilindriche e piane attraverso un gas ideale in presenza di un campo magnetico che ha solo componenti costanti assiali e azimutali, contemporaneamente per casi deboli e forti. Assumendo una distribuzione di densità iniziale ϱ₀ = ϱ′r ^−W , dove ϱ′ è la densità al piano/asse di simmetria ew è una costante, si sono ottenute le espressioni analitiche per la velocità d’urto e la forza d’urto. Le espressioni per la pressione, la densità e la velocità delle particelle immediatamente dopo l’urto sono state determinate per entrambi i casi.

     

Preliminary results on the operation of a 2270 kg cryogenic gravitational-wave antenna with a resonant capacitive transducer and a d.c. SQUID amplifier

Summary In November 1985 the gravitational-wave antenna of the Rome group, installed at CERN, has started operating. It consists of a 5056 aluminium cilinder 3 m long, 2270 kg heavy, cooled at 4.2 K. The antenna vibrations are detected by means of a resonant capacitive transducer that together with the bar makes a two-coupled-oscillator system. The low-noise amplification is obtained with a d.c. SQUID amplifier. The frequencies of the two resonant modes are:v _-=907.116 Hz andv ₊=923.083 Hz, with merit factorsQ ₋=3.2·10⁶ andQ ₊=5.6·10⁶. The sensitivity to short gravitational bursts, expressed in terms of effective noise temperature, is 18 mK. This corresponds to a change in the metric tensor whose Fourier transform isH=1.1·10⁻²¹ Hz⁻¹. For monochromatic waves the antenna is sensitive (SNR=1) toh∼2·10⁻²⁵ in a band width of about 1/3 Hz, with a three months integration time.

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Riassunto Nel novembre 1985 è stata messa in funzione l'antenna gravitazionale del gruppo di Roma, installata al CERN. Questa consiste di un cilindro d'alluminio 5056 lungo 3 m e pesante 2270 kg, raffeeddato a 4.2 K. Le vibrazioni dell'antenna vengono rivelate mediante un transduttore capacitivo risonante, che assieme alla sbarra forma un sistema di due oscillatori accoppiati. L'amplificazione a basso rumore è ottenuta con un amplificatore a d.c.-SQUID. Le frequenze dei due modi risonanti sono:v _-=907.116 Hz ev ₊=923.083 Hz, con fattori di meritoQ ₋=3.2·10⁶ eQ ₊ =5.6·10⁶. La sensibilità per brevi fiotti di onde gravitazionali, espressa in termini di temperatura efficace di numore, è 18 mK. Questa corrisponde a una variazione di tensore metrico con trasformata di Fourier:H=1.1·10⁻²¹ Hz. Per le onde monocromatiche l'antenna è sensibile (SNR=1) ah∼2·10⁻²⁵ in una banda di circa 1/3 Hz, con tempo d'integrazione di tre mesi.

     

Experimental structure factor of liquid mercury by neutron diffraction

Summary The experimental determination of the static structure factor of liquid mercury at room temperature has been done by employing a neutron beam from a steady source (Triga reactor at Casaccia, Rome). The anomalous behaviour of the structure factor has been found enough in agreement with previous X-ray measurements. The present data have been used to test a potential function including Friedel oscillations, by a Monte Carlo simulation.

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Riassunto Il fattore di struttura statico del mercurio liquido è stato misurato a temperatura ambiente per mezzo della diffrazione di neutroni termici. L'esperimento è stato realizzato presso la sorgente continua della Casaccia (Reattore Triga, Casaccia, Roma). Il comportamento anomalo del fattore di struttura, trovato in esperimenti di diffrazione di raggi X, è confermato dalla presente misura di neutroni. I dati sperimentali sono stati usati per verificare l'ipotesi di un potenziale interatomico contenente le oscillazioni di Friedel. I risultati di una simulazione Monte Carlo sono presentati.

     

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.

     

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).

     

High-energy gravitational antennas: A theoretical approach

Summary Devices exploiting nuclear resonances are believed to be very promising in detecting weak gravitational-wave perturbations. The main difficulty with these systems is that the high-energy photons which induce the nuclear transitions need to travel over distances comparable with the gravity wave wave-lengths (∼100 km) in order to lead to the absorption the largest frequency shift, due to gravitational radiation. Here we show that, if these high-energy photons are not produced by nuclear de-excitation, but by inverse Compton scattering of laser light with ultrarelativistic electrons, a deviation from the resonant frequencies of the order of the gravity wave amplitude is still attained without the photon travel time being comparable with the gravitational-wave periods.

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Riassunto L'uso di apparati che sfruttano i processi di risonanza nucleare sembra essere promettente nella rivelazione delle onde gravitazionali. La difficoltà maggiore in questi apparati è che i fotoni di alta energia che inducono le risonanze devono viaggiare per distanze confrontabili con la lunghezza d'onda delle onde gravitazionali (∼100 km) per poter risentire della variazione di frequenza massima dovuta all'interazione con le onde gravitazionali. Qui si mostra che se questi fotoni di alta energia sono prodotti non dalla diseccitazione nucleare ma da urti Compton inverso di laser con particelle relativistiche, una deviazione dalla frequenza di risonanza dell'ordine dell'ampiezza delle onde gravitazionali è ottenuta senza che il tempo di volo dei fotoni sia confrontabile con il periodo delle onde gravitazionali stesse.

     

On the 3391 superstimulation and its competition with the 633 laser oscillations

Summary Competition between the 3391 radiation emitted by a long He−Ne tube and the 633 laser oscillations was investigated experimentally. the results were analysed by means of the balance equations of populations. The absolute values of populations of the 5s′[1/2] ₁ ⁰ and 4p′[3/2]₂ levels, the excitation rates of the levels and the rates of induced transitions were computed. A new experiment on the 3391 radiation generated by the long He−Ne tube showed a negligible value of the radiation in the middle of the tube.

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Riassunto Si è studiata sperimentalmente la competizione tra la radiazione 3391 emessa da un lungo tubo a He−Ne e l'oscillazione dellaser 633. I risultati sono stati analizzati per mezzo dell'equazioni di bilanciamento delle popolazioni. Sono stati calcolati i valori assoluti delle popolazioni dei livelli 5s′[1/2] ₁ ⁰ e 4p′[3/2]₂, i valori di eccitazione dei livelli e i valori delle transizioni indotte. Un nuovo esperimento sulla radiazione 3391 generata dal lungo tubo a He−Ne ha mostrato un valore trascurabile della radiazione nel centro del tubo.

     

Calibration with experimental data of a 2D sea breeze model by heating parametrization

Summary A new scheme of vertical distribution of sensible heat flux has been introduced in a bidimensional numerical sea breeze model which uses a prescribed flux at the ground. The scheme has been suggested by inspection of thermal and dynamical fields observed during a case study along the coast of northern Adriatic Sea. Agreement with data is shown to be considerably increased.

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Riassunto Un nuovo schema per la distribuzione verticale del flusso di calore sensibile è stato introdotto in un modello bidimensionale di brezza di mare in cui l’input termico è dato dal valore al suolo del flusso stesso. Lo schema è stato suggerito dall’analisi dei campi termici e dinamici osservati durante un ?case study? nel comprensorio Alto Adriatico, ed ha contribuito a migliorare sensibilmente i risultati della simulazione.

     

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.     

Sea wave spectra by electromagnetic techniques

Summary Sea wave measurements have been carried out in the Sicilian Channel using a navigational radar for the lower-frequency component and a teflon-coated wire (Goubau line) for the high-frequency component. The results are discussed and the continuity of the complete spectrum is clearly proved.

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Riassunto Mediante nuove tecniche elettromagnetiche è stata misurata l'ondosità del mare nel Canale di Sicilia. è stato ottenuto lo spettro completo del mare, dalla banda di gravità a quella capillare, grazie all'impiego congiunto di un radar di navigazione che fornisce la componente a bassa frequenza, e di un nuovo ondametro a microonde a filo che misura in modo assoluto la componente a bassa frequenza. Si discutono i risultati ottenuti e si dimostra la validità dei sistemi impiegati.

     

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.

     

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.

     

Relaxation of young modulus by thermal treatment in metglas ribbons

Summary The Young modulus dependence on thermal treatment and magnetization state was analysed on various metallic glasses. Propagation of standing magnetoelastic waves was used as an investigation technique. A simple model was elaborated to predict the magnetoelastic coupling. The explanation of the results was suggested on the basis of macroscopic and microscopic relaxation effects and is also revealed by the measurement of internal friction and magnetoelastic-coupling constant.

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Riassunto Si è studiato il comportamento del modulo di Young nei vetri metallici in dipendenza del trattamento termico e dello stato di magnetizzazione dei provini. La tecnica sperimentale è basata sulla rilevazione delle onde magnetoelastiche stazionarie. Un semplice modello è usato per spiegare l'accoppiamento magnetoelastico. L'interpretazione dei risultati è data sulla base degli effetti di rilassamento macroscopici e microscopici che sono stati evidenziati da misure di frizione interna e di costante di accoppiamento magnetoelastico.

     

A diffusion-kinetic approach for the physical understanding of solid-state silicide formation in thin and thick films

Summary The phase formation in planar binary systems is discussed in terms of the diffusion-kinetic approach. Application to Pt and Ni silicide thin and thick films confirms this approach and permits to interpret experimental data in terms of the physical mechanisms involved. A temperature-dependent critical thicknessW _c for the transition of a compound to its subsequent one is discussed and expressed in terms of the activation energies for the growth and reaction rate.

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Riassunto La formazione delle fasi in sistemi binari è analizzata in termini di un modello cinetico-diffusivo. L’analisi della cinetica di formazione dei siliciuri di Pt e Ni a film sottile e a film spesso secondo i meccanismi di diffusione permette d’interpretare i dati sperimentali. Si discute inoltre sullo spessore critico o di esistenza di un determinato composto e sulla transizione da un composto al successivo in funzione della temperatura che è sempre tale da interessare esclusivamente processi allo stato solido.

     

Atmospheric tides and periodic variations in the precipitation field

Summary The analysis of daily precipitation data at many weather stations in Alpes and Po Valley gives evidence of a “tidal” influence from luni-solar gravitational fields. Periodicities in the 13–15 and 27–30 day time interval have been frequently extracted from data series (ENEL data: 1970–1981 years; SMR data: 1961–1980 years), by using distinct methods. The tidal influence does not appear to be strictly constant with time, as the possible result of a modulation effect of luni-solar cycles having similar periods. Time variations of daily precipitation data as a function of some particular cycles show that gravitational tides affect heavy rainfalls more than mean precipitation values. The different contribution of “semi-monthly” oscillations with season underlines a more distinguishable regime of vertical motions in Winter with respect to Summer. In investigating joint effects of different luni-solar components, the inverse Fourier transform method points out superimposed influences in correspondence to some years (1966 and 1976), climatologically very interesting, and this might assist in the previsional studies of extreme precipitation.

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Riassunto I risultati delle analisi dei dati giornalieri di precipitazione, raccolti presso molte stazioni dell'arco alpino e della pianura padana (dati ENEL: anni 1970–1981 e dati SMR: anni 1961–1980) mettono in mostra un'influenza ?mareale? dei campi gravitazionali luni-solari. Anche utilizzando metodi distinti, è solitamente evidenziata la presenza di componenti periodiche nelle finestre temporali di 13–15 e 27–30 giorni. L'effetto mareale non appare rigidamente costante nel tempo, potendo risultare dalla modulazione di cicli luni-solari aventi periodi simili. Le variazioni nel tempo dei dati giornalieri di precipitazione in funzione di alcuni cicli particolari mostrano che l'influenza mareale ha un effetto maggiore sulle precipitazioni piú forti che non sui valori medi di precipitazione. Il diverso contributo di componenti ?semi-mensili? con la stagione sta ad indicare che l'azione di marea è meglio identificabile in inverno che non in estate. Nelle indagini sugli effetti congiunti di differenti componenti luni-solari, il metodo dell'antitrasformata di Fourier rivela influenze sovrapposte nel campo delle precipitazioni soprattutto in corrispondenza di alcuni anni particolarmente interessanti sotto il profilo climatologico (anni 1966 e 1976), e in tal senso questo metodo può essere utile in studi previsionali delle precipitazioni piú forti.

     

Charm hadroproduction cross-section up to 100 TeV from measurements of the cosmic-ray muon angular distribution. Results of the Mont Blanc experiment

Summary Accurate calculations of the angular distributions of underground conventional and prompt muons have been performed. The dependence of the angular enhancement functions on the primary spectrum, cross-sections, inclusive distributions, K/π ratio and survival probability have been studied and found to be negligible. The results have been used to interpret the data from the Mont Blanc experiment in the depth range (4200ρ5800) hg/cm². Since the measurements extend over a limited angular range (<60°) the ratio between the flux of prompt to conventional muons of higher energy (>1 TeV) is obtained with large associated statistical errors. In order to obtain the charm production cross-section in the energy region (50ρ100) TeV, accurate measurements over a very large angular range (>70°) at depths higher than 5000 hg/cm² are required.

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Riassunto Sono state calcolate le distribuzioni angolari di muoni convenzionali e pronti sottoterra ed è stata studiata la loro dipendenza, risultata trascurabile, dalla forma dello spettro primario, sezione d'urto, distribuzioni inclusive, rapporto di produzione K/π e probabilità di sopravvivenza. Questi risultati sono stati usati per interpretare i dati ottenuti nell'esperimento del Monte Bianco nell'intervallo di profondità (4200ρ5800) hg/cm². Poiché le misure si estendono solo sino a 60° il rapporto tra muoni pronti e convenzionali di alta energia (>1 TeV) è ottenuto con grande errore statistico. Se ne conclude che per derivare la sezione d'urto di produzione di charm nell'intervallo di energia (50ρ100) TeV sono necessarie misure accurate ad alta profondità (>5000 hg/cm²) ed estese sino ad oltre 70°.

     

Investigation of a gap in the AFMR spectrum in the quasi-one-dimensional hexagonal antiferromagnet CsMnBr3

The low-frequency part of the magnetic resonance spectrum of the hexagonal six-sublattice quasi-one-dimensional antiferromagnet CsMnBr₃ at temperatures which are low compared with T _N =8.3 K is investigated experimentally. A temperature-dependent gap Δ(T) is found in the spectrum ω _e (H) of the lower AFMR branch; this gap is due to the hyperfine interaction of the nuclear spins with the electronic spins of the (⁵⁵Mn)²⁺ ions. The spectrum of the low-lying resonance frequencies of such a system is calculated taking this interaction into acount in the approximation of fluctuationless spin hydrodynamics for the electronic branch of the oscillations. The computational results are in good qualitative and satisfactory quantitative agreement with experiment. Pis’ma Zh. éksp. Teor. Fiz. 64, No. 6, 433–437 (25 September 1996)     

Hydraulic simulation of negatively buoyant plumes

Summary The results of a hydraulic simulation of denser-than-air plumes in a neutral atmosphere are presented and discussed. The behaviour of these amission is of particular practical interest in connection with problems of geothermal drilling. The experimental data, concerning the height and the horizontal distance from the source of the maximum plume rise, as well as the distance where the plume touches ground, were compared with simple analytical formulae available in the literature. It was found that plume rise is described with sufficient accuracy by Meroney's model; for touchdown distance an empirical formula, obtained fitting the data from the present experiment, is proposed. It was seen, moreover, that in the examined range of variability of the emission parameters the best value to be adopted for the entrainment coefficient is β=0.4.

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Riassunto Si presentano e discutono i risultati di uno studio in vasca idraulica del comportamento in atmosfera neutra di getti piú densi dell'aria, di particolare interesse in relazione a problemi di perforazione di pozzi geotermici. I dati sperimentali, riguardanti il massimo sovrainnalzamento dei pennacchi, la distanza orizzontale dalla ciminiera a cui tale massimo viene raggiunto, nonché la distanza alla quale il pennacchio ricade al suolo, sono stati confrontati con semplici formule analitiche reperibili in letteratura. Si è trovato che il ?plume rise? è descritto con sufficiente accuratezza dal modello di Meroney, mentre per la distanza di ricaduta si propone una formula empirica ottenuta per interpolazione dei dati di questo esperimento. Si è visto inoltre che nell'intervallo qui esaminato di variabilità dei parametri di emissione il valore piú opportuno da assegnare al coefficiente di ?entrainment? à β=0.4.

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