Nonequilibrium quantum phase transitions in the Dicke model

We establish a set of nonequilibrium quantum phase transitions in the Dicke model by considering a monochromatic nonadiabatic modulation of the atom-field coupling. For weak driving the system exhibits a set of sidebands which allow the circumvention of the no-go theorem which otherwise forbids the occurrence of superradiant phase transitions. At strong driving we show that the system exhibits a rich multistable structure and exhibits both first- and second-order nonequilibrium quantum phase transitions.     

Experimental study of the time-dependent rate of K → πππ

The time-dependence of the decay rate of initially pure K⁰ into the final state (π⁺π⁻π⁰) has been studied in search for the decay k_S⁰→π⁺π⁻π⁰. No evidence is found in a sample of 384 observed events. The ratio of the CP -violating K_S⁰ amplitude and the K_L⁰ amplitude is η₊₋₀ = (0.13_−0.20^+0.17) + i(0.17_−0.26^+0.27); the ratio of the CP-conserving K_S⁰ amplitude and the K_L⁰ amplitude is < 0.4. The energy dependence of the K⁰→π⁺π⁻π⁰ matrix element is found to be a₊₋₀ = −0.31 ± 0.03.     

Experimental results on diffractive one-pion production at the CERN ISR

New experimental results are reported on diffractive dissociation of protons into (nπ⁺) in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of $\text{s}\text{= 45}\text{GeV}$. The data were obtained using the Split-Field-Magnet detector at the CERN Intersecting Storage Rings. We have searched for resonance contributions and found peaks at mass values of 1.5 GeV, 1.65 GeV, and 2.1 GeV. A dip in $\text{d}\text{σ}\text{d}\text{t}$ is observed at low t and low mass; it is most pronounced for events with neutrons emitted at 90° in the Gottfried-Jackson frame. The correlation between mass and slope depends strongly on θ_J. The cross section of the channel pp → pnπ⁺ is 400 ± 110 μb at $\text{s}\text{= 45}\text{GeV}$, giving an energy dependence of s^?0.30±0.07 for isospin exchange zero in this channel.     

A study of the charge-exchange reaction pp → nΔ++(1232) at ISR energies

We report on a study of the charge-exchange reaction pp → nΔ⁺⁺(1232) at the CERN intersecting storage rings (ISR) in the energy range √s = 23 to 53 GeV. From our analysis of the energy dependence of the total cross-section, of the differential cross-section dσ/dt and of the decay angular distributions we find evidence that pion exchange is dominant up to √s = 23 GeV and that (?+A₂) exchange dominates the reaction for √s ? 30 GeV, as described by simple Regge-pole models.     

Fluoreszenzspektroskopie mit Röntgenstrahlen

Zusammenfassung Die außerordentliche Einfachheit des Aufbaues der Röntgenspektren sowie ihre weitgehende Unempfindlichkeit gegen chemische Bindung lassen die Röntgenspektroskopie als das gegebene Verfahren der Spektralanalyse erscheinen. Daß sich die Praxis dennoch so selten dieses Hilfsmittels bedient, hat mehrere Ursachen. Vor allem wird häufig die zu untersuchende Probe auf die Anode der Röntgenröhre gebracht und mit Elektronen beschossen, wobei leicht verschiedene Mißstände auftreten. Erst in neuerer Zeit liefert die Industrie technische Apparaturen zur Fluoreszenzanregung außerhalb der Röntgenröhre. Auch im Institut des Verfassers wurde eine Spezialröhre für diesen Zweck gebaut. Grundsätzlich kann man bei Außenanregung in Luft nur die Elemente mit einer Ordnungszahl größer alsN=21 erfassen, da nur diese eineK-Serie liefern, die nicht schon in Luft fast vollständig absorbiert wird. Für Elemente relativ hoher Ordnungszahl wird man mit Erfolg dieL-Serie heranziehen. In allen Fällen ist aber das Anodenmaterial der Röntgenröhre so zu wählen, daß die Wellenlänge der Röntgenstrahlen um 150 bis 200, höchstens aber 600 XE kürzer ist als die Absorptionskante der Serie, die untersucht werden soll. Es wird darauf hingewiesen, daß es dem Verfasser mit Hilfe der Fluoreszenzanregung gelang, eine Fluoreszenzanalyse mit einer vergrößerten Abbildung, also mit einer Röntgenlupe zu verbinden. Bestrahlt man nämlich eine Probe, die Einschlüsse enthält, mit geeigneter Röntgenstrahlung, so senden die Einschlüsse verschieden intensive Fluoreszenzstrahlungen aus, die durch Lochkameraabbildung ein vergrößertes Bild der zu untersuchenden Probe und Lokalisation der Einschlüsse liefern. Die so erhaltene Aufnahme kann durch optische Nachvergrößerung noch den besonderen Zwecken der Praxis angepaßt werden.

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Summary The extraordinary simplicity of the structure of röntgen spectra as well as their marked insensitivity toward chemical binding makes it likely that röntgen spectroscopy is the procedure most suited for spectral analysis. However, this method is used seldom in actual practice for several reasons. Above all, the sample is frequently placed on the anode of the röntgen tube and bombarded with electrons and this easily leads to various disadvantages. Only in recent times the industry has made available technical equipment for fluorescence activation outside the x-ray tube. A special tube for this purpose has been built also in the author's laboratory. Fundamentally, when the excitation is carried out externally in the air, only the elements with atomic numbers larger thanN=21 can be detected, since they alone give aK-series which is not almost completely absorbed merely in the air. For elements of relatively higher atomic numbers, theL-series can be employed with success. However, in all cases, the anode material of the röntgen tube must be so chosen that the wave length of the tube is 150 to 200, at most, however, 600 XE shorter than the absorption edge of the series which is to be investigated. It is pointed out that with the aid of fluorescence activation, it is possible to combine a fluorescence analysis with an enlarged picture, i. e., with a röntgen lens. If, for example, a sample which contains inclusions, is irradiated with a suitable x-ray beam, the inclusions emit fluorescence radiations of various intensities, which furnish, by means of a camera image, an enlarged picture of the sample being studied and of the localization of the inclusions. The photograph obtained in this manner can be enlarged optically and adapted to the special needs of industry.

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Résumé La grande simplicité de structure des spectres de rayonsX ainsi que leur non-dépendance vis-à-vis des liaisons chimiques, font de la spectrographie de rayonsX un procédé d'analyse particulièrement intéressant. Actuellement cependant, on utilise rarement en pratique cette méthode pour diverses raisons. Tout d'abord l'échantillon est fréquemment placé sur l'anode et bombardé directement par les électrons; ceci entraine plusieurs inconvénients. Depuis peu de temps on dispose d'un équipement industriel permettant d'exciter la fluorescence extérieurement au tube à rayonsX. Dans ce but on a construit dans le laboratoire de l'auteur un tube spécial. En principe, lorsque l'excitation a lieu extérieurement, donc dans l'air; seuls les éléments de numéro atomique supérieur àZ=21 peuvent être détectés car ce sont les seuls dont la sérieK ne soit pas presque complètement absorbée par l'air. On peut employer avec succès la sérieL pour les éléments de numéro atomique élevé. Cependant, dans tous les cas, on doit choisir l'anticathode du tube à rayonsX de telle sorte que la radiation émise par le tube est une longueur d'onde comprise entre 150 et 200UX mais plus courte au plus de 600UX que la discontinuité d'absorption de la série qui doit être étudiée. On souligne la possibilité, lorsqu'on excite la fluorescence, de combiner l'analyse par fluorescence avec l'agrandissement du diagramme, c'est-à-dire avec une lentille à rayonsX. Par exemple si on irradie avec un faisceau convenable de rayonsX un échantillon contenant des inclusions, les inclusions émettent des radiations de fluorescence d'intensités différentes qui fournissent par le moyen d'une chambre photographique, une image agrandie de l'échantillon étudié sur laquelle on peut localiser les inclusions. La photographie ainsi obtenue peut être agrandie optiquement suivant les exigences spéciales de l'industrie.

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Den HarrenH. Herglotz sowieW. Haidinger bin ich für die Durchführung der Aufnahmen zu Dank verpflichtet.     

Effect of radiative cooling on collapsing charged grains

The effect of the radiative cooling of electrons on the gravitational collapse of cold dust grains with fluctuating electric charge is investigated. We find that the radiative cooling as well as the charge fluctuations, both, enhance the growth rate of the Jeans instability. However, the Jeans length, which is zero for cold grains and nonradiative plasma, becomes finite in the presence of radiative cooling of electrons and is further enhanced due to charge fluctuations of grains resulting in an increased threshold of the spatial scale for the Jeans instability.