High performance computing of the matrix exponential

This work presents a new algorithm for matrix exponential computation that significantly simplifies a Taylor scaling and squaring algorithm presented previously by the authors, preserving accuracy. A Matlab version of the new simplified algorithm has been compared with the original algorithm, providing similar results in terms of accuracy, but reducing processing time. It has also been compared with two state-of-the-art implementations based on Fade approximations, one commercial and the other implemented in Matlab, getting better accuracy and processing time results in the majority of cases. (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.Ruíz Martínez, PA.; Sastre Martinez, J.; Ibáñez González, JJ.; Defez Candel, E. (2016). High performance computing of the matrix exponential. Journal of Computational and Applied Mathematics. 291:370-379. doi:10.1016/j.cam.2015.04.001S37037929

Efetividade dos direitos humanos, culturas jurídicas e movimentos sociais e direito do trabalho e eficácia dos direitos fundamentais no meio ambiente do trabalho

El siglo XXI ha comenzado con unos avances en la comunicación como no se había producido en ninguna otra época anterior. Como todo hecho que acaece en la sociedad, también este tiene reflejos en el ámbito jurídico. Por una parte, las nuevas formas de comunicar no constituyen sino nuevos modos de ejercer la libertad de expresión. Es posible, por tanto, lesionar otras libertades públicas u otros bienes jurídicos en caso de no hacer un uso responsable de este derecho. Una de las situaciones más susceptibles en que pueden producirse conflictos de este tipo la constituye el conocimiento de la intimidad de la persona y la difusión de conocimientos sobre ella. Estamos hablando, como es fácil de adivinar, de la necesaria garantía de la protección de los datos personales. Para ello es necesaria una cuidadosa legislación que, a pesar de las dificultades, prevea las situaciones en las que las tecnologías pueden entrar en ese ámbito de intimidad preservado de las injerencias de terceros y de la indeseada difusión de las correspondientes informaciones. Se trata de una tarea tan ardua como necesaria. Por otra parte, no puede escapársenos que las nuevas formas de comunicarnos, y también de argumentar, afectan al mismo funcionamiento de la Justicia. En efecto, la digitalización de los procesos, la posibilidad de transmitir información por medios telemáticos sin necesidad de la presencia física de las personas, o incluso avances tales como que las decisiones judiciales sean adoptadas por máquinas inteligentes, revolucionan el concepto de Administración de Justicia y del proceso. También implican un nuevo modo de argumentar, de tal modo que los oradores de los tiempos pasados, maestros de la palabra, son susceptibles de verse reemplazados por nuevos expertos del Derecho más lacónicos, más directos, o incluso –como adelantábamos- por máquinas. El tradicional humanismo, que era una de las características del Derecho y los juristas, puede que haya de ceder el paso a la técnica, el manejo del dato preciso, y al especialista cada vez menos abstracto y de miras generales y, en cambio, más centrado en lo concreto. A ello se une que los mismos avances técnicos y tecnológicos favorecen una movilidad creciente a las personas, con lo que los movimientos sociales y las migraciones se muestran como situaciones sin retroceso. También estas situaciones desembocan frecuentemente en nuevos conflictos jurídicos que habitualmente afectan a los derechos fundamentales de las personas. Las situaciones descritas requieren una reflexión sosegada y profunda para ofrecer soluciones realistas y a los problemas que plantea. Un encuentro interdisciplinar de juristas, como el que ha celebrado CONPEDI en la Facultad de Derecho de la Universidad de Zaragoza (España) durante los días 6 a 8 de septiembre de 2018, ha sido una excelente ocasión para debatir sobre estas cuestiones. En efecto, se han ofrecido propuestas de amplio alcance desde diferentes perspectivas del Derecho que han permitido una reflexión jurídica global. Su trascendencia no está llamada a agotarse en el solo espacio brasileño, sino que se proyectará necesariamente sobre otros contextos como el español y, más ampliamente, el europeo. A ello contribuirá sin duda también este libro. Por cuanto se refiere al concreto aspecto de la efectividad de los derechos humanos, las culturas jurídicas y los movimientos sociales –temática que da título a este volumen-, se han recogido varias aportaciones de interés. Andre Garcia Alves Cunha y María de Fátima Schumacher Wolkmer presentan un capítulo titulado “A manutenção da soberanía estatal brasileira na gestão dos recursos hídricos como forma de auxiliar a satisfação do direito humano à água”. Allí se conjuga con maestría el concepto del agua como bien de titularidad pública, a la vez que se propone que el acceso a este recurso constituye un auténtico derecho humano. A continuación, Rodrigo Garcia Schwarz y Juliana de Oliveira son autores del capítulo titulado “Os direitos sociais fundamentais no marco do Estado democrático de Direito: a dignidade humana e o `mínimo existencial ́, fundamentos dos direitos humanos fundamentais”. Allí se muestra un alto concepto de los derechos sociales. No se trata de un añadido de segundo orden en las Constituciones modernas o un complemento de los derechos humanos, sino que se propone un concepto de los mismos como verdaderos derechos fundamentales sobre los que necesariamente han de basarse las democracias. Se trata, por tanto, de un artículo que relaciona con agilidad los conceptos de derechos sociales, derechos humanos, y la dignidad de la persona que sustenta ambas categorías. Por su parte, Ricardo Antonio Lucas Camargo y Maria Cristina Cereser Pezzella ofrecen una interesante aproximación al ámbito de los “Dereitos humanos fundamentais, democracia e políticas econômicas”. Los autores pretenden adentrarse en las transformaciones del ordenamiento jurídico brasileño –a partir de las contribuciones de Rui Barbosa- en el ámbito de la sociedad de la información. Se centrarán particularmente en el posible retorno al liberalismo económico, inspirador de la Constitución de 1891. Alex Daniel Barreto Ferreira y Gabriela Maia Rebouças presentan un estudio sobre “As lutas sociais pela efetivação do direito à verdade e à memoria: uma análise a partir das experiências da Argentina, Chile e Brasil”. Desde luego que se trata de una cuestión de creciente actualidad, pues son ya varios los países que están realizando una revisión de su Historia. Si juzgar el pasado es una tarea ardua, más aún lo es cuando un parlamento o un gobierno acometen en esta tarea. Se plantean problemas jurídicos como dilucidar si esa es la tarea que corresponde a estos órganos, qué derechos deben reconocerse o qué obligaciones imponerse, o afloran nuevos debates como si se está limitando la libertad de expresión de los ciudadanos y, en particular, de los historiadores, pues pueden encontrar coartada su capacidad de investigar. En este capítulo se abordan estas cuestiones, así como las iniciativas sociales que ha habido para dilucidar los hechos históricos, centrándose fundamentalmente en Brasil, Argentina, y Chile. Finalmente, “Trabalho escravo: traços críticos na contemporaneidade” es el título del capítulo de Letícia da Silva Almeida y de Laiane Aparecida Dantas de Oliveira. Aunque esté formalmente abolido en los países democráticos, el trabajo esclavo sigue siendo una lamentable realidad en varios de ellos. Las autoras esclarecen cómo se produce este fenómeno, sus características principales, y las omisiones de las autoridades públicas e incluso de la ciudadanía que lo favorecen. Una vez más, es la dignidad de la persona la que se encuentra en riesgo de ser vulnerada. Se trata de un conjunto de obras presididas por el rigor científico. La bibliografía utilizada, las referencias normativas y jurisprudenciales, una metodología jurídica adecuada, y la coherencia de los razonamientos expuestos, aseguran al lector tener un conocimiento preciso de los temas tratados. Estos textos le ofrecerán nuevos motivos de reflexión en distintos ámbitos que tienen como punto de conexión el afán de garantizar la incolumidad de los derechos fundamentales y la dignidad de la persona en la era de las comunicaciones, los movimientos de pueblos y personas, y de unos avances tecnológicos que ofrecen un gran poder de transformación de la realidad a los hombres del s. XXI. Precisamente por ello, la reflexión, la responsabilidad, y una sabia prudencia como la que muestran los autores, son particularmente importantes en la actualidad

Accurate matrix exponential computation to solve coupled differential models in engineering

NOTICE: this is the author’s version of a work that was accepted for publication in Mathematical and Computer Modelling. Changes resulting from the publishing process, such as peer review, editing, corrections, structural formatting, and other quality control mechanisms may not be reflected in this document. Changes may have been made to this work since it was submitted for publication. A definitive version was subsequently published in Mathematical and Computer Modelling [Volume 54, Issues 7–8, October 2011] DOI: 10.1016/j.mcm.2010.12.049The matrix exponential plays a fundamental role in linear systems arising in engineering, mechanics and control theory. This work presents a new scaling-squaring algorithm for matrix exponential computation. It uses forward and backward error analysis with improved bounds for normal and nonnormal matrices. Applied to the Taylor method, it has presented a lower or similar cost compared to the state-of-the-art Padé algorithms with better accuracy results in the majority of test matrices, avoiding Padé's denominator condition problems. © 2011 Elsevier Ltd.This work has been supported by Universidad Politecnica de Valencia grants PAID-05-09-4338, PAID-06-08-3307 and Spanish Ministerio de Educacion grant MTM2009-08587.Sastre, J.; Ibáñez González, JJ.; Defez Candel, E.; Ruiz Martínez, PA. (2011). Accurate matrix exponential computation to solve coupled differential models in engineering. Mathematical and Computer Modelling. 54(7-8):1835-1840. https://doi.org/10.1016/j.mcm.2010.12.049S18351840547-

In vivo potential of recombinant granulysin against human melanoma

9-kDa granulysin is a protein expressed into the granules of human cytotoxic T lymphocytes (CTL) and natural killer (NK) cells. It has been shown to exert cytolysis on microbes and tumors. We showed previously that 9-kDa granulysin exerted cell death by apoptosis in vitro on hematological tumor cell lines and also on cells from B-cell chronic lymphocytic leukemia (B-CLL) patients. In addition, we have shown the anti-tumor efficiency of granulysin as a single agent in two in vivo models of human tumor development in athymic mice, the MDA-MB-231 mammary adenocarcinoma and the NCI-H929 multiple myeloma, without signs of overt secondary effects by itself. In this work, we have tested recombinant 9-kDa granulysin in an in vivo and especially aggressive model of melanoma development, xenografted UACC62 cells in athymic mice. Recombinant granulysin was administered once UACC62-derived tumors were detectable and it substantially retarded the in vivo development of this aggressive tumor. We could also detect apoptosis induction and increased NK cell infiltration inside granulysin-treated tumor tissues. These observations are especially interesting given the possibility of treating melanoma by intra-tumor injection

Fast Frictionless Expansion of an Optical Lattice

We investigate fast frictionless expansion of an optical lattice with dynamically variable spacing (accordion lattice). We design an expansion trajectory that yields a final state identical to the initial state up to an irrelevant phase factor. We discuss the effect of additional force and nonlinear interaction on the fast frictionless expansion.Comment: To be published in PL

Efficient computation of the matrix cosine

Trigonometric matrix functions play a fundamental role in second order differential equation systems. This work presents an algorithm for computing the cosine matrix function based on Taylor series and the cosine double angle formula. It uses a forward absolute error analysis providing sharper bounds than existing methods. The proposed algorithm had lower cost than state-of-the-art algorithms based on Hermite matrix polynomial series and Padé approximants with higher accuracy in the majority of test matrices.This work has been supported by Universitat Politecnica de Valencia Grant PAID-06-011-2020.Sastre, J.; Ibáñez González, JJ.; Ruiz Martínez, PA.; Defez Candel, E. (2013). Efficient computation of the matrix cosine. Applied Mathematics and Computation. 219:7575-7585. https://doi.org/10.1016/j.amc.2013.01.043S7575758521

Capability of 19-litre polycarbonate plastic water cooler containers for efficient solar water disinfection (SODIS): field case studies in India, Bahrain and Spain.

The small treated volume (typically ~2 litres) associated with polyethylene terephthalate (PET) bottles that are most frequently used in solar water disinfection (SODIS), is a major obstacle to uptake of this water treatment technology in the developing world. In order to address this problem we have conducted a series of experiments in Spain, Bahrain and India, to assess the efficacy of large volume (19 litres) transparent plastic (polycarbonate) water cooler/dispenser containers (WDCs) as SODIS reactors to inactivate Escherichia coli and Enterococcus faecalis, under strong natural sunlight. Reduction values of 6 log10 units (LRV = 6.0) have been observed using WDCs in each location. Additional comparisons between 2-L PET bottles and 19-L indicate that WDCs provide bacterial inactivation similar in both systems. SODIS disinfection experiments in turbid water (100 NTU) in both reactors showed very good inactivation efficiency. LRVs of 7.2 and 7.8 were obtained for E. coli in WDC and 2-L PET bottles, respectively, and in the case of E. faecalis LRV = 5.7 and 7.9 were observed. These studies demonstrate that under conditions of strong sunlight and mild temperature, 19 litre water dispenser containers can be used to provide adequate volumes of SODIS treated water for households or larger community applications such as schools or clinics in the developing world

Efficient orthogonal matrix polynomial based method for computing matrix exponential

The matrix exponential plays a fundamental role in the solution of differential systems which appear in different science fields. This paper presents an efficient method for computing matrix exponentials based on Hermite matrix polynomial expansions. Hermite series truncation together with scaling and squaring and the application of floating point arithmetic bounds to the intermediate results provide excellent accuracy results compared with the best acknowledged computational methods. A backward-error analysis of the approximation in exact arithmetic is given. This analysis is used to provide a theoretical estimate for the optimal scaling of matrices. Two algorithms based on this method have been implemented as MATLAB functions. They have been compared with MATLAB functions funm and expm obtaining greater accuracy in the majority of tests. A careful cost comparison analysis with expm is provided showing that the proposed algorithms have lower maximum cost for some matrix norm intervals. Numerical tests show that the application of floating point arithmetic bounds to the intermediate results may reduce considerably computational costs, reaching in numerical tests relative higher average costs than expm of only 4.43% for the final Hermite selected order, and obtaining better accuracy results in the 77.36% of the test matrices. The MATLAB implementation of the best Hermite matrix polynomial based algorithm has been made available online. © 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.This work has been supported by the Programa de Apoyo a la Investigacion y el Desarrollo of the Universidad Politecnica de Valencia PAID-05-09-4338, 2009.Sastre, J.; Ibáñez González, JJ.; Defez Candel, E.; Ruiz Martínez, PA. (2011). Efficient orthogonal matrix polynomial based method for computing matrix exponential. Applied Mathematics and Computation. 217(14):6451-6463. https://doi.org/10.1016/j.amc.2011.01.004S645164632171

Four Generations: SUSY and SUSY Breaking

We revisit four generations within the context of supersymmetry. We compute the perturbativity limits for the fourth generation Yukawa couplings and show that if the masses of the fourth generation lie within reasonable limits of their present experimental lower bounds, it is possible to have perturbativity only up to scales around 1000 TeV. Such low scales are ideally suited to incorporate gauge mediated supersymmetry breaking, where the mediation scale can be as low as 10-20 TeV. The minimal messenger model, however, is highly constrained. While lack of electroweak symmetry breaking rules out a large part of the parameter space, a small region exists, where the fourth generation stau is tachyonic. General gauge mediation with its broader set of boundary conditions is better suited to accommodate the fourth generation.Comment: 27 pages, 5 figure