The ATLAS Transition Radiation Tracker (TRT) proportional drift tube: design and performance

A straw proportional counter is the basic element of the ATLAS Transition Radiation Tracker (TRT). Its detailed properties as well as the main properties of a few TRT operating gas mixtures are described. Particular attention is paid to straw tube performance in high radiation conditions and to its operational stability

The ATLAS TRT electronics

The ATLAS inner detector consists of three sub-systems: the pixel detector spanning the radius range 4cm-20cm, the semiconductor tracker at radii from 30 to 52 cm, and the transition radiation tracker (TRT), tracking from 56 to 107 cm. The TRT provides a combination of continuous tracking with many projective measurements based on individual drift tubes (or straws) and of electron identification based on transition radiation from fibres or foils interleaved between the straws themselves. This paper describes the on and off detector electronics for the TRT as well as the TRT portion of the data acquisition (DAQ) system

Improved functionalization of oleic acid-coated iron oxide nanoparticles for biomedical applications

Superparamagnetic iron oxide nanoparticles can providemultiple benefits for biomedical applications in aqueous environments such asmagnetic separation or magnetic resonance imaging. To increase the colloidal stability and allow subsequent reactions, the introduction of hydrophilic functional groups onto the particles’ surface is essential. During this process, the original coating is exchanged by preferably covalently bonded ligands such as trialkoxysilanes. The duration of the silane exchange reaction, which commonly takes more than 24 h, is an important drawback for this approach. In this paper, we present a novel method, which introduces ultrasonication as an energy source to dramatically accelerate this process, resulting in high-quality waterdispersible nanoparticles around 10 nmin size. To prove the generic character, different functional groups were introduced on the surface including polyethylene glycol chains, carboxylic acid, amine, and thiol groups. Their colloidal stability in various aqueous buffer solutions as well as human plasma and serum was investigated to allow implementation in biomedical and sensing applications.status: publishe

Effects of Once-Weekly Exenatide on Cardiovascular Outcomes in Type 2 Diabetes.

Abstract BACKGROUND: The cardiovascular effects of adding once-weekly treatment with exenatide to usual care in patients with type 2 diabetes are unknown. METHODS: We randomly assigned patients with type 2 diabetes, with or without previous cardiovascular disease, to receive subcutaneous injections of extended-release exenatide at a dose of 2 mg or matching placebo once weekly. The primary composite outcome was the first occurrence of death from cardiovascular causes, nonfatal myocardial infarction, or nonfatal stroke. The coprimary hypotheses were that exenatide, administered once weekly, would be noninferior to placebo with respect to safety and superior to placebo with respect to efficacy. RESULTS: In all, 14,752 patients (of whom 10,782 [73.1%] had previous cardiovascular disease) were followed for a median of 3.2 years (interquartile range, 2.2 to 4.4). A primary composite outcome event occurred in 839 of 7356 patients (11.4%; 3.7 events per 100 person-years) in the exenatide group and in 905 of 7396 patients (12.2%; 4.0 events per 100 person-years) in the placebo group (hazard ratio, 0.91; 95% confidence interval [CI], 0.83 to 1.00), with the intention-to-treat analysis indicating that exenatide, administered once weekly, was noninferior to placebo with respect to safety (P<0.001 for noninferiority) but was not superior to placebo with respect to efficacy (P=0.06 for superiority). The rates of death from cardiovascular causes, fatal or nonfatal myocardial infarction, fatal or nonfatal stroke, hospitalization for heart failure, and hospitalization for acute coronary syndrome, and the incidence of acute pancreatitis, pancreatic cancer, medullary thyroid carcinoma, and serious adverse events did not differ significantly between the two groups. CONCLUSIONS: Among patients with type 2 diabetes with or without previous cardiovascular disease, the incidence of major adverse cardiovascular events did not differ significantly between patients who received exenatide and those who received placebo. (Funded by Amylin Pharmaceuticals; EXSCEL ClinicalTrials.gov number, NCT01144338 .)

Measuring system of strain monitoring of bridge structural components and bridge clearance

At present, the automated systems of strain monitoring (ASSM) are in demand; they are widely implemented and used in Ukraine and abroad. The aim of this paper is to determine the most effective methods and measuring systems to monitor the strains of bridge components and bridge clearance. On the basis of the application of optic methods and systems to measure bridge structure strains and the principle of laser beam sweep in horizontal and vertical planes, this paper describes the devices, which are designed by the authors of the article, to monitor bridge structure strains and bridge clearance that can be used in the ASSM. The proposed devices have a laser (laser diode) that permanently radiates a beam in an infrared (IR) range of a certain wavelength. An optical collimator and a scanning unit to radiate a laser beam towards photodetectors, which are fixed on a bridge span girder, are installed sequentially with a laser. It guarantees the parallelism of a laser beam. The laser, optical collimator and the unit of laser beam sweep are installed on a platform that is fixed on a step motor shaft at a certain distance from a bridge. The laser beam sweep unit, which uses the programmer of the step motor control unit, turns the shaft and the platform one-step (angle) further. The step motor is a mass production motor having a step of 0.90 or 1.80. A laser beam, which sweeps vertically, sequentially runs through all the n photodetectors, which are fixed on a bridge span girder, and the n photodetectors, which are fixed at a certain distance from the bridge in the same plane as the n photodetectors on the bridge span girder. The time span of a beam moving from one photodetector to the other photodetector corresponds to the length of a bridge clearance; the difference between the time of laser beam moving from one photodetector to the other photodetector without bridge strain and with bridge strain determines the value of a bridge structure strain. The described devices can be used in the ASSM; it enables us to effectively monitor the state of a bridge structure, shift and buckling that take place as a result of natural and climatic effects, intensive traffic as well as in cases when trains and aircraft apply large dynamic loads.

СИСТЕМА ВИМІРЮВАННЯ ДЛЯ КОНТРОЛЮ ДЕФОРМАЦІЇ СТРУКТУРНИХ ЕЛЕМЕНТІВ ВЕЛИКОГО РОЗМІРУ

The methodology and the bridge structure deformation measuring system, containing optical scanning systems, laser radiation photodetectors that are used as strain gauges and analog-digital converters «linear displacements – time – code» for digitization and further use in an automated system for monitoring the bridge structure deformation, are proposed.Предложена методика и измерительная система деформаций мостовых конструкций с применением оптических развертывающих систем, фотоприемников лазерного излучения, используемых в качестве датчиков деформаций и аналого-цифровых преобразователей “линейные перемещения – время – код” для оцифровки и дальнейшего использования в автоматизированной системе мониторинга деформаций мостовых конструкций.Близько 250000 мостів, що знаходяться в експлуатації у світі, вимагають обстеження і ремонту, мониторингу та контролю стану конструкції. Зовнішні умови такі, як добова зміна температури, зміна сили і напряму вітру, кількість опадів, сейсмічні поштовхи і транспортне навантаження (кількість, вага і швидкість руху автотранспорту, що знаходиться на мосту), є найбільш вагомими факторами, які впливають на деформації мостової споруди. Метою цієї статті є визначення найбільш ефективних методів та вимірювальної системи для моніторингу деформацій елементів конструкцій великих розмірів. Для технічної реалізації цієї задачі треба розробити вимірювальну систему, яка забезпечить контроль параметрів деформації мостових конструкцій у складі автоматизованої системи моніторингу деформацій (АСДМ). Застосування вимірювальної системи, до складу якої входять вузол розгортки лазерного променю та аналого-цифрові перетворювачі (АЦП), дозволяє всі виміри деформацій об'єктів різної протяжності оцифровувати АЦП “лінійні переміщення – час – код”, після чого перетворена інформація надходить у  комп'ютер для подальшої обробки та зберігання, або для використання в АСУ ТП, АСДМ і ін. Застосування АСДМ дозволить оперативно контролювати стан мостових конструкцій, прогини, що виникають в результаті впливу зовнішніх природно-кліматичних впливів, а також інтенсивного транспортного навантаження. Розроблена методика та вимірювальна система деформації мостових споруд  у складі АСДМ, що містить лазер, оптичний коліматор,  n фотоприймачі, вузол розгортки лазерного променю, блок комутації, перетворювач “лінійні переміщення – час – код” та реєстратор,  причому всі n фотоприймачів представляють собою  n  послідовно розташованих датчиків деформації, які знаходяться на опорах, розташованих на деякій певній рівній відстані один від одного по горизонталі впродовж конструкції, жорстко закріплених на конструкції, що деформується, перший і  n - ий фотоприймачі, лазер, оптичний коліматор і вузол розгортки лазерного променю винесені за межі конструкції, що деформується. Подібна методика та запропонована система виміру деформацій конструкцій великих розмірів пропонується вперше. Розроблена вимірювальна система деформацій може бути застосована в АСДМ мостових конструкцій, інших елементів конструкцій великих розмірів

ЗІТКНЕННЯ ЧАСТИНОК У ОБМЕЖЕНОМУ ПРОСТОРІ ПРИ АНАЛІЗІ МОЛЕКУЛЯРНИМИ ДИНМІЧНИМИ МЕТОДАМИ

Goal. The objective of this work is to propose a model that allows one to obtain velocity and direction of spherical hard-bodies after a collision, using Molecular Dynamics (MD) methods. Molecular simulations are employed to compute the properties and predict behaviors of solids, liquids and gases; the consideration of collisions between particles is fundamental, since they represent a change of energy in the system. Collisions are also associated with a wide range of applications such as robotics, car traffic safety, videogames, materials science, colloids, among others; some of them can be interpreted as elastic collisions between hard-spheres. Problem. Some algorithms of MD use periodic boundaries, in which the particles can move, instead of a restricted space. However, more realistic applications require algorithms to model collisions in closed spaces. Originality. Equations to model the collision in restricted spaces were developed to obtain the velocities of the spheres that collide with the wall(s) of the container; these formulas are valid when the walls are straight, for example in cylinders and cubes. Methodology. A simulation of a hard-sphere system in a cylinder was developed using the fundamentals of MD and the proposed equations to model collisions, in MATLAB. Properties of the system were computed: the atomic packing fraction (APF), which represents the space occupied by atoms in the container; and the equilibrium structure was characterized by the radial distribution function g(r) (RDF), which is proportional to the probability of finding two atoms separated by the distance r + Dr. Results. The APF of the system was 0.2%, and the frequency of collisions in the equilibrium stage was 2.2810×103Hz, while in the production stage was 1.3995×105Hz. Practical value-This model can be used not only for atoms/molecules that collide, but also for some rigid bodies. In a future work, particle collisions in irregular-shape containers will be modeled since in real systems, the channels are constricted spaces.Целью настоящей работы является: предложить модель для получения скорости и направлений, когда столкновения сферических твердых тел осуществляется с помощью молекулярной динамики (МД). Молекулярное моделирование используется для вычисления свойств и прогнозирования поведения твердых веществ, жидкостей и газов; рассмотрение коллизий между частицами является фундаментальным, поскольку они ведут к изменению энергии в системе.Метою цієї роботи є запропонувати модель для отримання швидкості та напрямків, коли зіткнення сферичних твердих тіл здійснюється за допомогою молекулярної динаміки (МД). Молекулярне моделювання використовується для обчислення властивостей та прогнозування поведінки твердих речовин, рідин та газів; розгляд колізій між частинками є фундаментальним, оскільки вони являють собою зміну енергії в системі. Колізії також пов'язані з широким спектром додатків, таких як робототехніка, безпека автомобільного руху, відеоігри, матеріалознавство, колоїди та ін., деякі з них можна інтерпретувати як пружні зіткнення між жорсткими сферами. Деякі алгоритми МД використовують періодичні межі, в яких частки можуть рухатися, а не обмежене простору. Проте для більш реалістичних додатків потрібні алгоритми моделювання колізій у замкнутих просторах. Рівняння для моделювання зіткнення в обмежених просторах були розроблені для отримання швидкостей сфер, які стикаються зі стіною (контейнерами); ці формули справедливі, коли стіни є прямими, наприклад, у циліндрах та кубах. Симуляція системи твердіх сфер в циліндрі була розроблена з використанням основних принципів MD та пропонованих рівнянь для моделювання колізій в MATLAB. Знайдено властивості системи: фракція атомної упаковки (APF), яка представляє простір, зайнятий атомами в контейнері; і рівноважна структура характеризувалася функцією радіального розподілу g(r) (RDF), яка пропорційна ймовірності знаходження двох атомів, розділених відстані r + Dr. APF системи становила 0,2%, а частота зіткнень на стадії рівноваги становила 2,2810 × 103 Гц, тоді як на етапі виробництва 1,3995 × 105 Гц. Ця модель може бути використана не тільки для атомів / молекул, які стикаються, але також для деяких твердих тіл. У подальшій роботі зіткнення частинок у контейнерах з неправильною формою будуть моделюватися, оскільки в реальних системах канали є стисненими просторами