Cohesive and anharmonic elastic properties of mixed fluorite crystals

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

---

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

---

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

     

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.

     

Time series variation analysis with Fourier vector amplitudes

Summary A method is presented here to detect hidden trains of recurrences or periodicities in a time series ofN equispaced data. The complex amplitudes of the harmonic components of period τ of subseries of lengthT are computed along the series in a moving way with the fast Fourier transform. Then the progressive sums of the corresponding complex amplitudes or of their phases are plotted and compared with the analogous plots of a series of random data.

---

Riassunto è qui presentato un metodo per rivelare treni di ricorrenze o periodicità nascosti in una serie di dati equispaziati. Le ampiezze complesse della comoonente armonica di periodo τ di ogni subserie di lunghezzaT>-τ sono calcolate lungo la serie nella maniera mobile per mezzo della trasformata veloce di Fourier. Il grafico della somma progressiva dei corrispondenti vettori delle ampiezze complesse o delle fasi è poi confrontato con quello ottenuto da una serie di dati casuali.

---

Резюме В работе предлагается метод для определния ряда рекуррентных соотношений или периодичностей во временных последовательностяхN равнорасположенных данных. Подвижным образом с помошью быстрого преобразования Фурье вычисльются комплексные амплитуды дль гармонических компонент с периодом т для последователвности длиныT. Затем вычерчиваются графики прогрессивных сумм соответствуюших комплексных амплитуд или их фаэ. Полученные результаты сравниваются с аналогичным графиком для последователвности случайных данных.

     

Radar characterization of summer thunderstorms in the western Po Valley

Summary Data taken by aC-band conventional weather radar during 1979, 1980 and 1981 summer campaigns conducted in the western Po Valley, have been analysed in comparison with surface reports of hailfalls, indicating the location, time and estimated losses for each event. The aim of this paper is to determine the signature of thunder-storms on radar data,vs. the presence or absence of hail on the ground. Hail percentages of occurrence greater than 75% of all cases are experienced when reflectivity values of 55 dBZ are detected above 8000m. Detection criteria of this kind are easy to implement in real-time surveillance systems and can be used to elaborate short-time warnings.

---

Riassunto Si presenta un'analisi di dati rilevati con un radar meteorologico tradizionale in bandaC durante campagne di osservazioni condotte nella parte occidentale della Valle Padana nelle estati 1979, 1980 e 1981. I dati a terra sono costituiti dallo segnalazioni di grandinate che specificano la località, l'ora e la stima dei danni arrecati alle colture agricole. S'intende con questo lavoro determinare criteri di discriminazione fra le caratte-ristiche dei segnali radar provenienti da eventi temporaleschi per cui sia stata segnalata grandine, rispetto ai casi di assenza di grandine. Percentuali di eventi grandinigeni maggiori del 75% sono state riscontrate quando valori di riflettività di almeno 55 dBZ sono stati rilevati sopra gli 8000 m di quota. Criteri di discriminazione di questo tipo sono di semplice implementazione in sistemi di sorveglianza in tempo reale e possono essere usati per elaborare messaggi di allarme a breve periodo.

---

Резюме Проводится анализ данных, полученных при метеорологических радарных исследованиях в зонеC в период летних кампаний 1979, 1980 и 1981 г.г. в западной части долины По. Полученные данные сопоставляются с наземными сообщениями о выпадании града, отмечая месторасположение, время и расчетные потори для каждого события. Цель этой статьи— определить сигнатуру для гроз по радарным данным в зависимости от наличия или отсутствия града на земле. Вероятность вышадания града превышает 75% в том случае, когда детектируется величина отражательной способности ∼55 dBZ выше 8000 м. Критерии определения такого типа легко использовать в системах наблюдения в реальном времени и могут служить для предупреждения за короткий промежуток времени.

     

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.

     

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.

     

Electrostatic interaction on purple membrane: a spin label study onpH and ionic-strength effects

Summary The effects ofpH and ionic strength on the thermotropic phase transition behaviour of lipids of purple membrane have been investigated by electron spin resonance spectroscopy using the spinlabelling technique. The spin label 5-nitroxyl stearic acid located into the polar-head region of the lipid membrane shows atpH 5.0 and in the absence of 1:1 electrolyte an ordered → fluid phase transition at the temperature ofT _t≃40°C which decreases to ≃36°C when thepH of the dispersion is increased to 9.0. The down-shift ofT _t is more pronounced if the purple membrane is dispersed at bothpHs in 3 M NaCl. The shifts observed strongly suggest that ions affect the electrical properties of the negatively charged lipids of the membrane and, therefore, the structure of the polar region. On the other hand, the system of hydrocarbon chains of purple membrane results unaffected by charge variations on the membrane surface induced bypH and ionic-strength variations.

---

Riassunto Mediante risonanza di spin elettronico e la tecnica della marcatura di spin sono stati studiati gli effettti delpH e della forza ionica sulla transizione di fase termotropica dei lipidi della membrana purpurea del batterio H. halobium. Lo spin-label 5-NSA localizzato nella regione polare dei lipidi di membrana mostra apH 5.0 ed in assenza di elettroliti 1:1 una transizione di fase stato ordinato → stato fluido alla temperaturaT _t≃40°C che scende a ≃36°C quando ilpH della dispersione è aumentato a 9.0. Lo spostamento osservato nella temperatura di transizione è piú pronunciato se la membrana purpurea è dispersa in una soluzione 3 M NaCl ai due valori dipH. L'effetto osservato indica che gli ioni influenzano le proprietà elettriche dei lipidi di membrana carichi negativamente e di conseguenza la struttura della regione polare del doppio strato. Al contrario, il nucleo idrofobico del doppio strato non risulta influenzato nè da variazioni dipH che di forza ionica.

---

Резюме ВлияниеpH и ионной силы раствора на поведение липидов пурпурной мембраны при термотропных фазовых переходах исследовалось методом электронного спинового резонанса с использованием методики спиновой метки. Введение меченой 5-нитроксил стеариновой кислоты в области полярных головок липидов мембраны обнаруживает приpH=5.0 и в отсутствии 1:1 электролита ?упорядоченный → жидкость? фазовый переход при температуреT _t≃40°C, которая уменьшается до ≃36°C, когдаpH увеличивается до 9.0 Сдвиг температурыT _t наиболее резко выражен, если пурпурная мембрана находится при тех ЗеpH в 3 M растворе NaCl. Наблюдаемые сдвиги указывают, что ионы влияют на электрические свойства отрицательно заряженных липидов мембраны и, следовательно, на структуру полярной области. С другой стороны, система гидрокарбонатных цепочек пурпурной мембраны не подвержена воздействию изменений заряда на поверхности мембраны, которые обусловлены изменениямиpH и ионной силы раствора.

     

Curie temperature of Ni−Fe alloys in the region (24÷35)% Ni from Mössbauer experiments

Summary The ferromagnetic-transition temperatureT _c of carefully homogeneized Ni−Fe alloys has been determined by means of M?ssbauer transmission experiments down to liquid-nitrogen temperature, for Ni contents ranging between 24% and 35% (atomic). The results show thatT _c decreases rapidly with decreasing Ni concentration, according to a nonlinear behaviour different from the linear one usually observed in other Ni alloys. The present data agree with the ones of other authors, but differ from other data probably obtained in less homogeneized samples.

---

Riassunto La temperatura di transizione ferromagneticaT _c di leghe Fe−Ni preparate in laboratorio con cura particolare per garantire l'omogeneità è stata misurata mediante misure M?ssbauer fino alla temperatura dell'azoto liquido per concentrazioni di Ni variabili tra 24 e 35% (atomico). I risultati mostrano cheT _c è una funzione rapidamente decrescente al diminuire della concentrazione di Ni con un andamento non lineare caratteristico di tali leghe e diverso da quello lineare osservato su altre leghe di Ni. I dati ottenuti sono in accordo con quelli di altri autori, ma differiscono da altri risultati probabilmente ottenuti su campioni non sufficientemente omogenei.

---

Реэюме Проводится иэмерение температуры ферромагнитного переходаT _c в сплавах Ni−Fe с контролируемой однородностъю. Иэмерения проводятся с помощъю мессбауэровских экспериментов при температурах вплоть до температуры жидкого азота и для концентраций никеля в области от 24 до 35 атомных процентов. Полученные результаты показывают, чтоT _c уменьшается быстро с уменьшением концентрации Ni, согласно нелинейному поведению, которое отлично от линейного поведения, обычно наблюдаемого в других сплавах никеля. Полученные данные согласуются с даннымн других авторов, но отличаются от других данных, которые, вероятно, получены на менее однородных образцах.