Backbending and GammaGamma-Vibrations

We propose that the backbending phenomenon can be explained as a result of the disappearance of collective $gamma$-vibrational mode in the rotating frame. Using a cranking+random phase approximation approach for the modified Nilsson potential + monopole pairing forces, we show that this mechanism is responsible for the backbending in $^{156}$Dy, $^{158}$Er and obtain a good agreement between theoretical and experimental results.Comment: 5 pages, 4 figures, published versio

Bit for the core drilling of nonmetals

© 2015, Allerton Press, Inc. The design of tools for core drilling is considered, along with their applicability. The deficiencies of existing designs when machining composites and wood are analyzed, including flaking and scratching on the machined surface. A tool design with group teeth is proposed. This design effectively cuts fibers and permits chip removal. A benefit of the new tool design is improved quality of the machined surface

Energy planning in production shops with numerically controlled machine tools

© 2017, Allerton Press, Inc. A method is proposed for planning the energy expenditures in production buildings with numerically controlled machine tools. The calculations take account of the individual production operations, as well as the actual state of the machine-tool drives

Algorithm of calculation of energy consumption on the basis of differential model of the production task performed on machines with computer numeric control (CNC)

© Published under licence by IOP Publishing Ltd. The calculation algorithm, power consumption of all consumers involved in the operation and production tasks developed by the example of workplaces equipped with CNC machines is developed. The algorithm takes into account the actual status, operating modes and switching sequence of all electricity consumers

Families of spherical caps: spectra and ray limit

We consider a family of surfaces of revolution ranging between a disc and a hemisphere, that is spherical caps. For this family, we study the spectral density in the ray limit and arrive at a trace formula with geodesic polygons describing the spectral fluctuations. When the caps approach the hemisphere the spectrum becomes equally spaced and highly degenerate whereas the derived trace formula breaks down. We discuss its divergence and also derive a different trace formula for this hemispherical case. We next turn to perturbative corrections in the wave number where the work in the literature is done for either flat domains or curved without boundaries. In the present case, we calculate the leading correction explicitly and incorporate it into the semiclassical expression for the fluctuating part of the spectral density. To the best of our knowledge, this is the first calculation of such perturbative corrections in the case of curvature and boundary.Comment: 28 pages, 7 figure

Разработка гелиоаккумуляционной сушильной установки на основе теоретических исследований аккумуляции солнечной энергии

The process of heating a dewatered object in an infrared solar drying plant (with paraffin on the bottom) with solar energy storage is considered. To solve this problem, it is assumed that the heat capacity of paraffin exceeds the heat capacity of the dehydrated object. Infrared rays fall on the upper layer, and heat exchange takes place due to heat and mass transfer with the surface air located between the metal plate and the object to be dehydrated. The equations of thermal conductivity for a dewatered object are given, its relationship at the phase interface is determined using the equality of temperature and heat flow. For an exposure of overheating with a period of 6.5 h, the time of passage of the phase boundary in accordance with the law of motion of the spreading (hardening), was determined according to the formula of  ξ = α √6,5 h ≅ 12 h.The optimal thickness of the accumulating paraffin layer was ascertained. On the basis of the theoretical studies, experiments were conducted to study the temperature field of various heataccumulating materials in the laboratory of Tashkent State Technical University. It was found that of all heat-accumulating materials, paraffin has the best heat retention ability when its thickness is of 2–4 cm. The optimal variant of a solar accumulator drying plant with a heat accumulator, viz. paraffin has been designed. In particular, 2–4 cm of paraffin layer with a mass of 50 kg with a corresponding flat surface in terms of specific heat of evaporation is 2400 kJ/kg. The specific melting value of paraffin (150 kJ/kg) allows additional evaporation of 5.8 l of moisture when drying objects. The proposed solar accumulator drying plant can be used for dehydration of medicinal herbs.Рассмотрен процесс нагрева обезвоживаемого объекта в инфракрасной гелиосушильной установке (с парафином на дне) с аккумуляцией солнечной энергии. Для решения этой задачи принято, что теплоемкость парафина превосходит теплоемкость обезвоживаемого объекта. На верхний слой падают ИК-лучи, а также происходит теплообмен за счет тепломассообмена с поверхностным воздухом, находящимся между металлической пластиной и обезвоживаемым объектом. Приведены уравнения теплопроводности для обезвоживаемого объекта, определена его связь на границе раздела фаз с помощью равенства температур и потока теплоты. Для экспозиции перегрева с периодом 6,5 ч время прохождения границы раздела фаз, согласно закону движения границы расплавления (затвердения),определяли по формуле ξ = α √6,5 ч ≅ 12 ч.Получена оптимальная толщина слоя аккумулирующего парафина. На основе теоретических исследований проводились опыты по изучению температурного поля различных теплоаккумулирующих материалов в лаборатории Ташкентского государственного технического университета. Выявлено, что из всех теплоаккумулирующих материалов парафин обладает лучшей способностью удерживания теплоты при его толщине 2–4 см. Сконструирован оптимальный вариант гелиоаккумуляционной сушильной установки с аккумулятором теплоты – парафином. В частности, 2–4 см слоя парафина массой 50 кг с соответствующей плоской поверхностью в пересчете на удельную теплоемкость испарения – это 2400 кДж/кг. Удельное значение плавления парафина (150 кДж/кг) позволяет дополнительно испарять 5,8 л влаги при сушке объектов. Предлагаемая гелиоаккумуляционная сушильная установка может использоваться для обезвоживания лекарственных трав

Влияние кальция на удельную теплоемкость и изменение термодинамических функций алюминиевого проводникового сплава AlTi0.1

Aluminum in terms of electrical conductivity among all known metals ranks fourth after silver, copper and gold. The electrical conductivity of annealed aluminum is approximately 62% IACS of the electrical conductivity of annealed standard copper, which at 20 °C. is taken as 100% IACS. However, due to its low specific gravity, aluminum has a conductivity per unit mass 2 times greater than copper. This property of aluminum gives us an idea of the economic viability of using it as a material for conductors. With equal conductivity (the same length), the aluminum conductor has a cross-sectional area 60% larger than copper, and its mass is only 48% of the mass of copper. In most cases, in electrical engineering, the use of aluminum as a conductor is difficult, and often simply impossible due to its low mechanical strength. An increase in the mechanical strength of aluminum is possible due to the introduction of alloying additives, i.e. creating alloys. In such a case, the mechanical strength increases, causing a noticeable decrease in electrical conductivity. The heat capacity of the aluminum conductor alloy AlTi0.1 (Al + 0.1 wt.% Ti) with calcium in the “cooling” mode was determined from the known heat capacity of the standard aluminum sample. Equations are obtained that describe the cooling rates of specimens made from an aluminum conductor alloy AlTi0.1 with calcium and a reference. Based on the calculated values of the cooling rates of the samples, the equations for the temperature dependence of the heat capacities of the alloys and the standard were formed. The temperature dependences of changes in enthalpy, entropy, and Gibbs energy for the aluminum alloy AlTi0.1 with calcium are calculated by integrating the specific heat capacity. The heat capacity, enthalpy, and entropy of the AlTi0.1 alloy decrease with increasing calcium concentration, and increase with increasing temperature, while the value of the Gibbs energy has an inverse relationship.Среди всех известных металлов, таких как серебро, золото, медь, алюминий по электропроводности занимает четвертое место. Электропроводность меди при 20 °C принимается за 100 % IACS, алюминия в отожженном состоянии она составляет 62 % IACS. Однако, если учесть удельный вес алюминия, то на единицу массы его проводимость в 2 раза больше, чем у меди. Из этого следует, на сколько выгодно применение алюминия в качестве материала для проводников. При одинаковой проводимости (одна и та же длина) проводник из алюминия имеет площадь поперечного сечения на 60 % больше, чем медь. При этом его масса составляет всего 48 % массы меди. Из-за низкой механической прочности в ряде случаев в электротехнике использование в качестве проводника алюминия затруднено или просто невозможно. Легированием другими металлами алюминия можно повысить его механическую прочностью, несмотря на заметное снижение электропроводности. В статье представлены результаты исследования теплоемкости алюминиевого проводникового сплава AlTi0.1 (Al + 0,1 % (мас.) Ti) с кальцием. Исследование проведены в режиме «охлаждения» с использованием в качестве эталона алюминия марки А5N (99,999 % Al). Получены полиномы, описывающие скорости охлаждения образцов из сплавов и эталона. По рассчитанным значениям скоростей охлаждения образцов из исследуемых сплавов сформированы уравнения, описывающие температурную зависимость термодинамических функций (энтальпия, энтропия, энергия Гиббса) сплавов путем интегрирования зависимостей их теплоемкостей. Установлено, что термодинамические функции и теплоемкость сплавов с ростом температуры увеличиваются, а от концентрации кальция уменьшаются.

Spintronics: Fundamentals and applications

Spintronics, or spin electronics, involves the study of active control and manipulation of spin degrees of freedom in solid-state systems. This article reviews the current status of this subject, including both recent advances and well-established results. The primary focus is on the basic physical principles underlying the generation of carrier spin polarization, spin dynamics, and spin-polarized transport in semiconductors and metals. Spin transport differs from charge transport in that spin is a nonconserved quantity in solids due to spin-orbit and hyperfine coupling. The authors discuss in detail spin decoherence mechanisms in metals and semiconductors. Various theories of spin injection and spin-polarized transport are applied to hybrid structures relevant to spin-based devices and fundamental studies of materials properties. Experimental work is reviewed with the emphasis on projected applications, in which external electric and magnetic fields and illumination by light will be used to control spin and charge dynamics to create new functionalities not feasible or ineffective with conventional electronics.Comment: invited review, 36 figures, 900+ references; minor stylistic changes from the published versio

Фотодинамическая терапия в нейроонкологии

Literature review reflects the current status and development status of intraoperative photodynamic therapy in neurooncology and discusses the results of the most important studies on photodynamic  therapy (PDT). We searched the Pubmed, EMBASE, Cochrane Library and eLibrary data-bases for publications  published  between January 2000 and December 2022. Found 204 publications  in foreign sources and 59 publications  in domestic editions, dealing with the issues of photodynamic  therapy in neurooncology. An analysis of the literature has shown that intraoperative PDT in neurooncology is an important tool that contributes to increasing the radicality of the operation and local control. The basic rationale for the effectiveness of PDT lies in the study of the pathways leading to the complete devitalization of a malignant tumor, the study of the mechanisms of the local and systemic immune response. In addition, subcellular targets in PDT are determined by the properties of photosensitizers (PS). Second generation PSs have already been introduced into clinical practice. The effectiveness of PDT using photoditazine, 5-aminolevulinic acid has been demonstrated. The mechanisms of action and targets of these PS have been established. In Russia, a number of studies have repeatedly shown and proved the clinical effectiveness of PDT in groups of neurooncological patients with glial tumors and secondary metastatic tumors, but so far, the method has not been included in the clinical guidelines for the provision of high-tech neurosurgical care. There is certainly a need for further development of PTD techniques in neurooncology, especially in patients at high risk of recurrence and aggressive CNS tumors.Выполнен обзор литературы, отражающий современное состояние и степень разработанности  методики интраоперационной  фотодинамической терапии (ФДТ) в нейроонкологи. Представлены к обсуждению результаты наиболее значимых исследований, посвященных ФДТ в нейроонкологии. Проведен анализ научных публикаций по данной тематике в базах данных Pubmed, EMBASE, Cochrane Library и eLibrary, опубликованных в промежуток времени с января 2000 г. по декабрь 2022 г. Найдено 204 публикации в зарубежных источниках  и 59 публикаций в отечественных  изданиях, в которых рассматриваются  вопросы применения ФДТ в нейроонкологии. Анализ литературы показал, что в клинической практике интраоперационная  ФДТ в нейроонкологии  является важным инструментом, способствующим увеличению радикальности операции и локального контроля. Фундаментальное обоснование эффективности ФДТ заключается в изучении путей, ведущих к полной девитализации злокачественной  опухоли, изучении механизмов локального и системного  иммунного ответа. При этом субклеточные  мишени при ФДТ обусловлены свойствами  фотосенсибилизаторов (ФС). В многочисленных  исследованиях  показана противоопухолевая эффективность  использования  ФДТ с ФС на основе  хлорина  е6, 5-аминолевулиновой  кислоты, производных  порфиринов.  Установлены механизмы действия и мишени этих ФС. В России  в ряде исследований подтверждена клиническая эффективность  ФДТ у групп нейроонкологических пациентов с глиальным опухолями и вторичными метастатическими опухолями, однако до сих пор метод не включён в клинические рекомендации по оказанию высокотехнологичной  нейрохирургической помощи. Безусловно, необходима дальнейшая разработка методики ФДТ в нейроонкологии, особенно у пациентов с высоким риском рецидива и агрессивными опухолями ЦНС

Температурная зависимость теплоемкости и изменение термодинамических функций сплава АЖ4.5 с оловом

It is known that commercial aluminum with a high content of iron, silicon and other impurities has no industrial application because of low performance. Hence, the development of new alloy compositions based on such a metal is a very urgent task. Promising compositions in the Al—Fe diagram are the (a-Al + A3Fe) eutectic and hypereutectic compositions that correspond to an iron content of 2—5 wt.% due to a minimum range of crystallization temperature. An alloy with the composition Al + 4,5 % Fe (AlFe4,5) was taken as a model alloy and subjected to modification with tin. The paper experimentally determined the dependence of specific heat of the Al + 4,5 % Fe alloy doped with tin with the calculation of changes in its thermodynamic functions. Studies were carried out in a «cooling» mode using computer equipment and the Sigma Plot program. The polynomials of the temperature dependence of the specific heat and changes in thermodynamic functions (enthalpy, entropy, and Gibbs energies) were determined for Al + 4,5 % Fe alloys doped with tin and basic reference standard (Cu) defined by the correlation coefficient Rcorr = 0,999. It was found that the heat capacity of the initial alloy decreases with an increasing tin content and increases as temperature rises. The enthalpy and entropy of the Al + 4,5 % Fe alloy increase with rising tin content and temperature, while the Gibbs energy decreases.Известно, что технический алюминий с повышенным содержанием железа, кремния и других примесей из-за низких эксплуатационных характеристик не может найти применение в промышленности. Отсюда разработка новых составов сплавов на основе такого металла весьма актуальна. На диаграмме Al—Fe перспективными являются эвтектика (a-Al + + Al3Fe) и заэвтектические составы, которые, имея минимальный интервал кристаллизации, соответствуют содержанию железа 2—5 мас.%. Сплав состава Al + 4,5 % Fe (АЖ4.5) был принят нами в качестве модельного и подвергался модифицированию оловом. Была экспериментально определена температурная зависимость теплоемкости сплава АЖ4.5, легированного оловом, и выполнен расчет изменений его термодинамических функций. Исследования проводились в режиме охлаждения с применением компьютерной техники и программы «Sigma Plot». Установлены полиномы температурной зависимости теплоемкости и изменения термодинамических функций (энтальпии, энтропии и энергии Гиббса) сплава АЖ4.5, легированного оловом, и эталона (Cu), характеризуемые коэффициентом корреляции Rкорр = 0,999. Установлено, что с ростом содержания олова теплоемкость исходного сплава уменьшается, а с увеличением температуры — повышается. Энтальпия и энтропия сплава АЖ4.5 с ростом содержания олова и температуры растут, а значения энергии Гиббса — снижаются