Fast Convergence of Path Integrals for Many-body Systems

We generalize a recently developed method for accelerated Monte Carlo calculation of path integrals to the physically relevant case of generic many-body systems. This is done by developing an analytic procedure for constructing a hierarchy of effective actions leading to improvements in convergence of $N$-fold discretized many-body path integral expressions from 1/N to $1/N^p$ for generic $p$. In this paper we present explicit solutions within this hierarchy up to level $p=5$. Using this we calculate the low lying energy levels of a two particle model with quartic interactions for several values of coupling and demonstrate agreement with analytical results governing the increase in efficiency of the new method. The applicability of the developed scheme is further extended to the calculation of energy expectation values through the construction of associated energy estimators exhibiting the same speedup in convergence.Comment: 20 pages, 6 figures, 1 tabl

Fast Converging Path Integrals for Time-Dependent Potentials I: Recursive Calculation of Short-Time Expansion of the Propagator

In this and subsequent paper arXiv:1011.5185 we develop a recursive approach for calculating the short-time expansion of the propagator for a general quantum system in a time-dependent potential to orders that have not yet been accessible before. To this end the propagator is expressed in terms of a discretized effective potential, for which we derive and analytically solve a set of efficient recursion relations. Such a discretized effective potential can be used to substantially speed up numerical Monte Carlo simulations for path integrals, or to set up various analytic approximation techniques to study properties of quantum systems in time-dependent potentials. The analytically derived results are numerically verified by treating several simple models.Comment: 29 pages, 5 figure

Supplementary data for article : Konstantinović, J. M.; Selaković, M.; Srbljanovic, J.; Djurkovic-Djakovic, O.; Bogojević, K.; Sciotti, R.; Šolaja, B. A. Antimalarials with Benzothiophene Moieties as Aminoquinoline Partners. Molecules 2017, 22 (3). https://doi.org/10.3390/molecules22030343

Supplementary material for: [https://doi.org/10.3390/molecules22030343]Related to published version: [http://cherry.chem.bg.ac.rs/handle/123456789/2441

Consequences of increased longevity for wealth, fertility, and population growth

We present, solve and numerically simulate a simple model that describes the consequences of increased longevity on fertility rates, population growth and the distribution of wealth in developed societies. We look at the consequences of the repeated use of life extension techniques and show that they represent a novel commodity whose introduction will profoundly influence key aspects of economy and society in general. In particular, we uncover two phases within our simplified model, labeled as 'mortal' and 'immortal'. Within the life extension scenario it is possible to have sustainable economic growth in a population of stable size, as a result of dynamical equilibrium between the two phases.Comment: 13 pages, 5 figures, uses elsart.cl

Interna kontrola kvaliteta korišćenja referentnih materijala

Акредитована лабораторија је у обавези да испуни захтеве међународног стандарда за компетентност лабораторијских испитивања и еталонирања [1]. У раду су коришћени референтни материјали који су различито припремани у истим геометријама. Приказани су резултати мерења бета активности на алфа-бета пропорционалном гасном бројачу PIC-WPC-9550, сертификованог референтног материјала 90Sr који је на планшету нанет електродепозицијом и референтног материјала KCl који је на планшету нанет ручно и равномерно расподељен по површини уз помоћ органског растварача у коме је растворен полимер. На основу тих мерења израчунате су ефикасности за бета зрачење, чије је релативно одступање мање од 5%. С обзиром да се лабораторијски узорци не припремају електродепозицијом на плашети, већ ручним наношењем прашкасте супстанце, ова испитивња су потврдила оправданост коришћења сертификованог референтног материјала 90Sr за калибрацију алфа-бета бројачa. Такође су приказани резултати међународне интеркомпарације у организацији Међународне агенције за атомску енергију (ALMERA) за укупну бета активност у узорку воде, чиме је лабораторија потврдила своју компетентност испитивања, као и добру калибрацију алфа-бета бројача.This paper presents the Internal Quality Control (IQC) using reference materials KCl and 90Sr, in order to determine the efficiency of beta radiation of low background, alpha/beta gas proportional counter PIC WPC-9550. Relative deviation of beta radiation efficiency was 4.9%. The Laboratory uses certified reference material 90Sr, which was electrplted, regardless of the fact that laboratory samples are applied manually. The reason for using this certified reference material was its physical suitability, ie. there is no possible damage during use, as would be in the case of manually-applied KCl powder on a tablet. The results of proficiency test organized by the International Atomic Energy Agency (ALMERA) for the total beta activity of a water sample are also shown, which confirmed laboratory competence for tests, as well as good calibration of the alpha-beta counter

Quality control of gamma spectrometry method for determination of radionuclides activity concentration in soil and sediment samples

Mnogi prirodni i veštački radionuklidi koji se mogu naći u zemljištu i sedimentima mogu imati uticaj na životnu sredinu i javno zdravlje te je njihova aktivnost faktor koji treba pratiti. Danas, jedna od najčešće korišćenih tehnika za određivanje aktivnosti radionuklida, gama emitera, je tehnika visokorezolucione gama spektrometrije pomoću poluprovodničkog HPGe detektora. Međunarodni standard ISO/IEC 17025:2005 obavezuje laboratorije za ispitivanje da osiguraju sledljivost i da procenjuju mernu nesigurnost, što je preduslov za pouzdanost rezultata laboratorijskih ispitivanja. Laboratorija mora sprovoditi kontrole kvaliteta rezultata svojih ispitivanja koje mogu biti interne i eksterne. U ovom radu prikazana je interna kontrola kvaliteta ispitivanja koja se odnosi na metodu za određivanje koncentracija aktivnosti prirodnih, veštačkih i radionuklida kosmogenog porekla, koji emituju gama zračenje u energetskom opsegu od 60 keV do 2 MeV (gamaspektrometrijsko ispitivanje) u uzorcima zemljišta i sedimenta. U tu svrhu kontrolisani su parametri preciznost i tačnost te je vršeno njihovo poređenje sa unapred definisanim kriterijumima prihvatljivosti. Za potrebe interne kontrole kvaliteta korišćen je uzorak sedimenta poznatih aktivnosti radionuklida (laboratorijski kontrolni uzorak) dobijen u okviru međunarodne interkomparacije ALMERA IAEA-TEL-2014-04. Gama spektrometrija je izvedena koristeći poluprovodnički HPGe detektor proizvođača Ortec, a dobijeni spektri obrađeni korišćenjem softvera GammaVision 32.Many natural and artificial radionuclides which can be found in soil and sediments can have an impact on the environment and public health so their activity concentration is a factor that needs to be monitored. Today, one of the most commonly used techniques for determination of the activity concentration of gamma emitters is high resolution gamma ray spectrometry using HPGe detectors. According to the international standard ISO/IEC 17025:2005 testing laboratories have to ensure traceability and evaluate the measurement uncertainty, which is a prerequisite for the reliability of the laboratory tests results. The laboratory shall have quality control procedures for monitoring the validity of tests undertaken. The quality controls can be internal and external. This paper describes an in-house quality control of gamma spectrometry method for determination of radionuclides emitting gamma radiation in the energy range of 60 keV to 2 MeV in soil and sediment samples. The evaluated parameters precision and accuracy were compared with pre-defined criteria. Sediment sample used for this purpose was obtained through the IAEA-ALMERA proficiency test (IAEA-TEL-2014-04). Gamma spectrometry was performed using the Ortec HPGe detector and the spectra were analyzed using the software GammaVision 32.Зборник радова : XXIX симпозијум ДЗЗСЦГ : Сребрно језеро, 27-29. септембар 2017. годин

Quality control of gamma spectrometry method for determination of radionuclides activity concentration in soil and sediment samples

Mnogi prirodni i veštački radionuklidi koji se mogu naći u zemljištu i sedimentima mogu imati uticaj na životnu sredinu i javno zdravlje te je njihova aktivnost faktor koji treba pratiti. Danas, jedna od najčešće korišćenih tehnika za određivanje aktivnosti radionuklida, gama emitera, je tehnika visokorezolucione gama spektrometrije pomoću poluprovodničkog HPGe detektora. Međunarodni standard ISO/IEC 17025:2005 obavezuje laboratorije za ispitivanje da osiguraju sledljivost i da procenjuju mernu nesigurnost, što je preduslov za pouzdanost rezultata laboratorijskih ispitivanja. Laboratorija mora sprovoditi kontrole kvaliteta rezultata svojih ispitivanja koje mogu biti interne i eksterne. U ovom radu prikazana je interna kontrola kvaliteta ispitivanja koja se odnosi na metodu za određivanje koncentracija aktivnosti prirodnih, veštačkih i radionuklida kosmogenog porekla, koji emituju gama zračenje u energetskom opsegu od 60 keV do 2 MeV (gamaspektrometrijsko ispitivanje) u uzorcima zemljišta i sedimenta. U tu svrhu kontrolisani su parametri preciznost i tačnost te je vršeno njihovo poređenje sa unapred definisanim kriterijumima prihvatljivosti. Za potrebe interne kontrole kvaliteta korišćen je uzorak sedimenta poznatih aktivnosti radionuklida (laboratorijski kontrolni uzorak) dobijen u okviru međunarodne interkomparacije ALMERA IAEA-TEL-2014-04. Gama spektrometrija je izvedena koristeći poluprovodnički HPGe detektor proizvođača Ortec, a dobijeni spektri obrađeni korišćenjem softvera GammaVision 32.Many natural and artificial radionuclides which can be found in soil and sediments can have an impact on the environment and public health so their activity concentration is a factor that needs to be monitored. Today, one of the most commonly used techniques for determination of the activity concentration of gamma emitters is high resolution gamma ray spectrometry using HPGe detectors. According to the international standard ISO/IEC 17025:2005 testing laboratories have to ensure traceability and evaluate the measurement uncertainty, which is a prerequisite for the reliability of the laboratory tests results. The laboratory shall have quality control procedures for monitoring the validity of tests undertaken. The quality controls can be internal and external. This paper describes an in-house quality control of gamma spectrometry method for determination of radionuclides emitting gamma radiation in the energy range of 60 keV to 2 MeV in soil and sediment samples. The evaluated parameters precision and accuracy were compared with pre-defined criteria. Sediment sample used for this purpose was obtained through the IAEA-ALMERA proficiency test (IAEA-TEL-2014-04). Gamma spectrometry was performed using the Ortec HPGe detector and the spectra were analyzed using the software GammaVision 32.Зборник радова : XXIX симпозијум ДЗЗСЦГ : Сребрно језеро, 27-29. септембар 2017. годин

Радиоактивност животне средине Републике Србије у периоду 1985-2015. године

Laboratorija za ispitivanje radioaktivnosti, Instituta za medicinu rada Srbije”dr Dragomir Karajović”, preko 50 godina vrši kontinuirana merenja u okviru Programa monitoringa radioaktivnosti životne sredine Republike Srbije. U radu su prikazani rezultati merenja ukupne beta aktivnosti, kao i specifične aktivnosti 137Cs i 90Sr, različitih uzoraka iz životne sredine, u periodu 1985–2015. godine, koji obuhvata i černobilјski akcident, koji se dogodio u aprilu 1986. godine. Određivanje aktivnosti 137Cs, vršeno je gamaspektrometrijskom metodom pomoću HPGe-detektora efikasnosti 24% i 40%. Za određivanje aktivnosti 90Sr korišćena je radiohemijska metoda odvajanja 90Sr koja se zasniva na oksalatnom izdvajanju Ca i Sr, žarenju do oksida i korišćenju aluminijuma kao povlačivača za 90Y. Merenje aktivnosti 90Sr i ukupne beta aktivnosti vršeno je na: 1) antikoincidentnom alfa-beta brojaču “Countmaster” efikasnosti 24% i 2) automatskom niskofonskom alfa-beta proporcionalnom gasnom brojaču PIC-WPC-9550, efikasnosti 42%. Analizirani su reprezentativni uzorci zemlјišta, vazduha, padavina, vode za piće, kao i različitih vrsta prehrambenih proizvoda, sa lokacija predviđenih Programom monitoringa. Uzorci zemlјišta za ispitivanje sadržaja radionuklida uzimani su u Beogradu, Zaječaru, Nišu, Novom Sadu, Subotici, Vranju i Užicu. Uzorci vazduha za ispitivanje sadržaja radionuklida uzimani su u Beogradu (Karađorđev park i Zeleno brdo), Subotici i Nišu, neprekidno u toku 24 sata, svakog dana prosisavanjem najmanje 300 m3 vazduha kroz filter papir poznate efikasnosti, na visini od 1 m iznad tla. Uzorci čvrstih i tečnih padavina uzimani su u Beogradu (Karađorđev park i Zeleno brdo), Kragujevcu, Zaječaru, Zlatiboru, Nišu, Novom Sadu, i Subotici, svakodnevno u toku 24 sata na visini 1 m iznad tla. Uzorci vode za piće iz vodovoda uzimani su svakodnevno (Beograd, Kragujevac, Kraljevo, Niš, Novi Sad, Subotica, i Čačak). Uzorci životnih namirnica i mleka uzeti su sa lokacija u Beogradu, Subotici, Novom Sadu, Nišu, Užicu (Zlatibor), Zaječaru i Vranju. Sadržaj radionuklida u ljudskoj hrani ispitivan je na uzorcima mleka, mesa, hleba (pšeničnog, kukuruznog), dve vrste sezonskog voća i tri vrste sezonskog povrća. Uzorci ljudske hrane uzimaju se iz primarne proizvodnje i sadržaj radionuklida ispituje se prema dozrevanju vegetacije i uzgoju (za meso). Uzorci mleka uzimani su svakodnevno, a analizirani su zbirni mesečni uzorci. Institut je do 2011. godine radio kompletan monitoring u Republici Srbiji po programu koji je propisan zakonskom regulativom. Od 2011. godine uzorkovane su vode za piće, padavine, vazduh i zemlja na teritoriji opštine Beograd, a uzorci hrane su uzorkovani po programu monitoringa u Republici Srbiji. Rezultati su pokazali nagli porast radioaktivnosti u životnoj sredini u 1986. godini, neposredno posle černobilјskog akcidenta. Najveće prosečne godišnje vrednosti koncentracije radionuklida izmerene su 1986. i 1987. godine. Aktivnost radionuklida 137Cs u prehrambenim proizvodima bila je maksimalna u uzorcima žitarica i iznosila je 244,3 Bq/kg. Aktivnost radionuklida 90Sr bila je maksimalna u mlečnim proizvodima - 6,44 Bq/kg. U vodi za piće aktivnosti 137Cs i 90Sr bile su 0,054 i 0,072 Bq/l, respektivno. U 1986. godini, srednje godišnje vrednosti u padavinama, ukupne beta aktivnosti, specifične aktivnosti 90Sr i 137Cs iznosile su: 1078 Bq/m2, 8,59 Bq/m2 i 202 Bq/m2, respektivno. Srednja godišnja vrednost ukupne beta aktivnosti u vazduhu u 1986. godini je bila 468 mBq/m3. Najveće specifične aktivnosti 90Sr u zemlјištu izmerene su 1986. godine na dubini 0-5 cm - srednja godišnja vrednost iznosila je 3,5 Bq/kg. Najveće specifične aktivnosti 137Cs u zemlјištu Srbije izmerene su 1988. godine na dubini 0-5 cm - srednja godišnja vrednost iznosila je 128,7 Bq/kg. Najveće specifične aktivnosti 137Cs u zemlјištu izmerene su 1988 i 1989. godine na Zlatiboru gde su srednje godišnje vrednosti iznosile 229,8 Bq/kg i 324,8 Bq/kg, respektivno. U naredne tri godine usledio je brzi pad radioaktivnosti, da bi se do 1991. godine, u najvećem broju uzoraka, koncentracije ispitivanih radionuklida stabilizovale na prečernobilјske vrednosti, osim 137Cs koji se, zbog dugog vremena poluraspada (30,17 godina) i količina deponovanih kao posledica akcidenta, još uvek može naći u uzorcima zemlјišta.Radioecology Department of the Serbian Institute of Occupational Health, "Dr Dragomir Karajović", is over 50 years engaged in continuous measurements of radioactivity, in the framework of the program of radioactivity monitoring in the environment of the Republic of Serbia. The paper presents the results of measurements of the total beta, 137Cs and 90Sr activity concentrations in different samples in the period 1985-2015, which includes the Chernobyl accident, that occurred in April 1986. Determination of 137Cs activity concentrations was carried out by gamma spectrometric method using HPGe-detectors having efficiencies of 24% and 40%. For the determination of 90Sr radiochemical separation technique was used. Measurement of 90Sr and total beta activity was carried out by: 1) anticoincidence alpha-beta counter "Countmaster" with the efficiency of 24% and 2) automatic low background, alpha/beta gas proportional counter PIC-WPC-9550, with 42% beta efficiency. Until 2011, complete radioactivity survey in the Republic of Serbia was carried out by our Institute, according to the official radioactivity monitoring program. Since 2011 samples of drinking water, precipitation, air and soil, were collected from the territory of Belgrade, and food samples were collected according to the monitoring program of Serbia. The results showed a sharp rise in the environmental radioactivity in 1986, shortly after the Chernobyl accident. The highest average annual value of radionuclide activity concentrations were measured in 1986 and 1987. The activity of the radionuclide 137Cs in food products was maximized in samples of cereals and amounted to 244,3 Bq/kg. The activity of the radionuclide 90Sr was maximized in dairy products 6,44 Bq/kg. In drinking water 137Cs and 90Sr were 0,054 Bq/l and 0,072 Bq/l, respectively. In 1986, mean annual values of total beta activity, activity concentrations of 90Sr and 137Cs, in precipitation were 1078 Bq/m2, 8,59 Bq/m2 and 202 Bq/m2, respectively. The average annual value of total beta activity in the air in 1986 was 468 MBq/m3. The highest activity concentrations of 90Sr in the soil were measured in 1986, annual average value was 3,5 Bq/kg. The largest activity concentration of 137Cs in the soil was measured in 1988, and average annual value was 128,7 Bq/kg. In the next three years, a rapid decline of radioactivity occurred, and so, by 1991, in the majority of tested samples, the radionuclide concentrations were stabilized at pre-Chernobyl values except for 137C which, due to the long half-life (30 years) and quantities deposited as a consequence of the accident, can still be found in the soil samples.Article is part of: [http://vinar.vin.bg.ac.rs/handle/123456789/8230

A Non-Singular Black Hole

We present a completely integrable deformation of the CGHS dilaton gravity model in two dimensions. The solution is a singularity free black hole that at large distances asymptoticaly joins to the CGHS solution.Comment: 11 pages, 1 figure, Latex 2

Određivanje izotopa plutonijuma u prizemnim slojevima vazduha na lokaciji Vinča-Beograd u periodu černobiljskog akcidenta

Током друге половине двадесетог века у циљу редовног праћења концентрације радионуклида у аеросолима, вршена су узорковања ваздуха на четири места на локацији Института за нуклеарне науке „Винча“. У време узорковања одређивана је укупна бета активност дневних узорака аеросола на филтер папиру. Како је бета спектрометрија/бројање недеструктивна метода исти узорци су касније искоришћени за алфаспектрометријска мерења. У узорцима ваздуха из периода интензивних надземних нуклеарних проба, као и из периода непосредно након чернобиљског акцидента, током 90-тих година двадесетог века у Лабораторији за нуклеарну и плазма физику одређивана је концентрација изотопа плутонијума алфаспектрометријском методом. Узорковање ваздуха вршено је помоћу пумпе са филтерима. Две године након Чернобиља узорци ваздуха прикупљани током маја 1986. године, су прво мерени на полупроводничком HPGe спектрометру и детектовани су следећи вештачки радионуклиди: 137Cs, 134Cs, 106Ru, 125Sb, 144Ce и 110mAg. Максималне концентрације цезијумових изотопа детектоване су у периоду 02-03. маја, док је други максимум детектован 06. маја. Након гамаспектрометријских, урађена су и алфаспектрометријска мерења. Максималне концентрације 238Pu и 239,240Pu детектоване су у периоду 01-07. маја 1986. године, што одговара хронолошки максимално измереним концентрацијама цезијума. Добијени резултати били су у сагласности са доступним резултатима измереним на локацијама Прага, Минхена и Париза за исти временски период. У узорцима сакупљаним током 1987. и 1989. године, концентрације изотопа плутонијума биле су на граници детекције, осим у пролећном периоду када има највише падавина. Непосредно након чернобиљског акцидента, највећи допринос укупној активности плутонијума у околини потицао је од 241Pu, чистог бета емитера. Мерење овог изотопа може се вршити течним сцинтилационим детектором или масеним спектрометром, који нису били доступни у Институту, те овај радионуклид није ни мерен. Међутим, исти електродепоновани алфа извори плутонијума, припремани почетком деведесетих година прошлог века, поново су мерени алфаспектрометријски током 2004. и 2005. године. Како је од сепарације плутонијума из узорака ваздуха прошло десетак година, што је поредиво са релативно кратким периодом полураспада 241Pu, створени су услови да се концентрација 241Pu у ваздуху одреди преко његовог потомка - 241Am. Активност насталог америцијума одређивана је на основу измерене активности 228Th, и прорачунатог доприноса потомака трасера 236Pu помоћу Bateman-ових једначина. Добијени односи 241Pu/239,240Pu налазе се у границама цитираним у литератури. Резултати вишегодишњих мерења објављени су у више публикација у међународним часописима, као и у саопштењима на домаћим и међународним конференцијама. У овом раду је дата свеобухватна анализа поступака за припрему узорака, процедура радиохемијке сепарације изотопа плутонијума из узорака ваздуха, технике припреме алфаспектроскопски танких извора, специфичности поступака анализе снимљених спектара, као и анализа добијених резултата за специфичне активности изотопа 238Pu, 239,240Pu и 241Pu.For the purpose of regular monitoring of the concentration of radionuclides in aerosols, air sampling was carried out during the second half of XX century in four places at the Institute „Vinča“ site. Gross beta activities of the aerosols were determined daily. Since beta counting is not destructive method, these samples were subsequently used for the alpha spectrometric measurements. Determination of fallout plutonium, as well as plutonium originated from the Chernobyl accident were performed by alpha spectrometry in the Laboratory for nuclear and plasma physics. Air sampling was performed by pumps with filters. Air samples collected during May 1986 were measured by semiconductor HPGe spectrometer, and the following artificial radionuclides: 137Cs, 134Cs, 106Ru, 125Sb, 144Ce and 110mAg were detected. Maximal concentration of cesium isotopes were observed on 02-03 May, while second maximum was detected on 06 May. Alphaspectrometric measurements of plutonium isotopes indicated also that maximal concentration of 238Pu and 239,240Pu occurred in the period 01-07 May. Obtained results were in agreement with ones reported in literature for locations of Prague, Munich, and Paris for the same period. Monitoring of air during 1987 and 1989 showed that plutonium isotopes concentrations were below minimal detectable values, except in spring time due to abundant precipitation. The same plutonium sources, prepared during the 90s were re-measured in 2004 and 2005, in order to determine concentration of 241Pu (pure beta emitter) by alpha spectrometry using “Am in-growth Method”. Activity of in-growth americium was determined experimentally, based on measured activity of 228Th, and additionally calculated using the contribution of 236Pu (used as a tracer) descendants obtained by the Bateman’s equations. Obtained activity ratios 241Pu/239,240Pu were within the limits cited in the literature. The result of perennial measurement have been published in several publications in international journals, and presented at numerous national and international conferences. Comprehensive analysis of sample preparation, radiochemical procedure of plutonium separation from air samples, alpha - sources preparation techniques, analysis of recorded spectra, as well as analysis of obtained results for 238Pu, 239,240Pu and 241Pu concentrations are presented in this paper.Article is part of: [http://vinar.vin.bg.ac.rs/handle/123456789/8230