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.

     

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.

     

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.

     

On the vibration modes of the air-water interface in the presence of surface films

Summary A numerical method is described which allows one to obtain the solutions of the linearized Navier-Stokes equation for the case of wave motion at the air-water interface in the presence of both soluble and insoluble films. The results are shown, and we discuss evidence of two vibration modes,i.e. transversal and longitudinal waves. Their behaviour appears to be closely linked, especially in the case of insoluble films.

---

Riassunto Viene descritto un metodo numerico che permette di ottenere le soluzioni dell'equazione di Navier-Stokes linearizzata nel caso di moto ondoso all'interfaccia aria-acqua in presenza di film solubili ed insolubili. Sono mostrati i risultati e si discute l'evidenza di due modi vibrazionali,i.e. onda longitudinale e trasversale. Il loro comportamento appare strettamente correlato, specialmente nel caso di film insolubili.

---

Резюме Описывается численный метод, который позволяет получить решения линеаризованного уравнения Навье-Стокса для случая волнового движения границы раздела воздух-вода при наличии растворимых и нерастворимых пленок. Приводятся результаты, и мы обсуждаем появление двух колебательных мод, т.е. поперечных и продольных волн. Показывается, что их поведение тесно связано, особенно в случае нерастворимых пленок.

     

Planetary cratering: Statistical recognition of secondary-crater fields

Summary A statistical model of cratered planetary surface has been developed in the case of i) primary impact events, ii) secondary-crater field. A test about the tendency to grouping of craters has been carried out in both cases by means of the method of the ?strictly reflexive closeness? of the crater centres. The results obtained show the differences of behaviour, with respect to the grouping probability, between a population of fictitious primary craters and that including a secondary field. The method has been applied to actual planetary surfaces in order to check the influence of secondary events in crater statistics and to avoid it. Several crater surfaces on Mars and Mercury have been studied by this method allowing the identification of an upper limit for the value of the crater density (i.e. a lower limit for the crater diameter) useful to avoid the disturbance caused by the presence of secondary craters in a given area. This density (diameter) value obviously depends on the resolution of the available imagery.

---

Riassunto Si è sviluppato un modello statistico di una superficie planetaria craterizzata nel caso di i) eventi primari di impatto, ii) campi di crateri secondari. In entrambi i casi si è effettuato un test sulla tendenza al raggruppamento dei crateri per mezzo del metodo della stretta riflessività della vicinanza dei centri dei crateri. I risultati ottenuti mostrano che il comportamento di una popolazione di crateri primari fittizi è diverso, rispetto alla probabilità di raggruppamento, da quello di un campo di secondari. Il metodo è sato applicato a superfici planetarie reali allo scopo di eliminare l'influenza degli eventi secondari nelle statistiche di crateri. Sono stati esaminati molti casi di superfici di Marte e Mercurio ed i risultati ottenuti permettono d'identificare un limite superiore per il valore della densità di crateri (cioè un limite inferiore per il diametro dei crateri) che deve essere scelto per eliminare il disturbo causato dalla presenza di crateri secondari in una data area. Tale valore di densità (diametro) dipende ovviamente dalla risoluzione della ricopertura fotografica disponible.

---

Резюме Развивается статистическая модель поверхности планеты, покрытой кратерами, в следующих сличаях: 1) первичные события соударений, 2) поля вторичных кратеров. Проводится проверка тенденции группирования кратеров в обоих случаях, используя метод ?точно рефлексивной близости? для центров кратеров. Полученные результаты обнаруживают различия в поведении относи-тельно вероятности группирования между заполнением фиктивных первичных кратеров и заполнением с учетом вторичных кртеров. Предложенный метод применяется к истинным поверхостям планет, чтобы проверить влияние вторичных событий на статистику кратеров и исключить влияние вторчных кратеров. Исследуются некоторые поверхности кратеров на Марсе и Меркурии с помощью предложенного метода, который позроляет идентифицировать верхний предел величины члотности кратеров (т.е. инжний предел для диаметра кратеров), полезной для исключения возмущений, вызванных наличием вторичных кратеров в заданной области. Такая величина плотности (диаметра) очевидно зависит от разрешающей способности имеющихся изображений.

---

---

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

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

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

---

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

---

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

     

A simplified model for study of gamma-ray-induced damage in lipid membranes

Summary A simplified model of gamma-ray-induced damage in lipid membranes has been studied with EPR and DSC techniques. The model consists of a water dispersion of a lysophospholipid and undergoes a transition from lamellar to micellar structure as temperature rises. The characteristics of these two structures are discussed on the ground of EPR results. Appreciable and permanent modifications are evident starting at doses very much lower than those causing clear damage effects in lipid membranes previously studied. The complex thermotropic transition taking birth in irradiated specimens seems to concern a number of lysophospholipid molecules that becomes smaller as the dose increases.

---

Riassunto Viene presentato un modello semplificato, costituito da una dispersione in acqua di lisofosfolipide, per lo studio dei danni da radiazioni gamma su membrane lipidiche. Tecniche EPR e DSC sono state utilizzate per l'analisi della transizione, dalla struttura lamellare a quella micellare, subita da ciascun campione all'aumentare della temperatura. Le caratteristiche delle due strutture vengono discusse sulla base dei risultati ottenuti. Vengono evidenziate modificazioni, apprezzabili e permanenti, prodotte dalle radiazioni gamma fin da dosi molto inferiori a quelle necessarie per avere danni altrettanto evidenti nelle membrane lipidiche precedentemente studiate. La complessa transizione termotropica sembra coinvolgere un numero di molecole lisofosfolipidiche tanto minore quanto più alta è la dose assorbita.

---

Резюме Используя технику EPR и DSC, исследуется упрощенная модель для описания повреждений в липидных мембранах, индуцированная гамма-лучами. Молель включает дисперию воды и претерпевает переход из ламинарной в мицеллярную структуру при повышении температуры. Обсуждаются характеристики этих двух структур на основе EPR результатов. Обнаружены заметхые и перманентные изменения при дозах, значительно меньших, чем дозы при которых ранее изучались явные радиационные повреждения в липидных мембранах. Комплексный термотропный перешод, возникающий при облучении образцов, повидимомы. связан с числом лисофосфолидных молекул, которое уменьщается при увеличении досы.