Spinful bosons in an optical lattice

We analyze the behavior of cold spin-1 particles with antiferromagnetic interactions in a one-dimensional optical lattice using density matrix renormalization group calculations. Correlation functions and the dimerization are shown and we also present results for the energy gap between ground state and the spin excited states. We confirm the anticipated phase diagram, with Mott-insulating regions of alternating dimerized S=1 chains for odd particle density versus on-site singlets for even density. We find no evidence for any additional ordered phases in the physically accessible region, however for sufficiently large spin interaction, on-site singlet pairs dominate leading, for odd density, to a breakdown of the Mott insulator or, for even density, a real-space singlet superfluid.Comment: Minor revisions and clarification

Body weight and colorectal cancer risk in a cohort of Swedish women: relation varies by age and cancer site

The relation between relative body weight and colorectal cancer among women is unclear. In a large prospective cohort study, we found a positive association only for distal cancers among younger women that became attenuated at older ages. These results support previous reports in which results were stratified by age or colorectal cancer site. © 2001 Cancer Research Campaign http://www.bjcancer.co

Hållbart växtskydd. Analys av olika strategier för att minska riskerna med kemiska växtskyddsmedel

Risker som är förknippade med kemiska växtskyddsmedel kan sammanfattas i fem områden: risker för användare, risker för rester i livsmedel samt i yt- och grundvatten och risker för natursystemet (t.ex. förlorad biodiversitet). De viktigaste fördelarna med växtskyddsmedel är att de bidrar till skördeökningar och att de förbättrar möjligheten till stabila skördenivåer, oavsett årsmån. Det finns olika strategier för att hantera växtskyddet i dagens jordbruk och beroende på vilken strategi som väljs förändras riskerna som är förknippade med användningen av växtskyddsmedel. Syftet med MAT 21-projektet Hållbart Växtskydd har varit att analysera den miljömässiga hållbarheten i olika växtskyddsstrategier med hjälp av konkreta exempel. Ambitionen är att ge vägledning om genomförandet av politiska miljömål, tolkning av miljöanalyser och utveckling av kvalitets- och miljöledningssystem i livsmedelsföretag. I projektet har en varierad växtföljd setts som en viktig förebyggande åtgärd för att minska riskerna med växtskyddsmedel. En diversifierad växtföljd bidrar till att reducera vissa typer av ogräs och till att minska trycket av många svampsjukdomar. Mekanisk ogräsreglering ger tillsammans med förebyggande åtgärder möjligheter att minska användningen av växtskyddsmedel. Exempel på tekniska lösningar som kan minska riskerna är bandsprutning i kombination med radrensning eller ny bredsprutningsteknik med lufttillsats vilket reducerar vindavdriften vid en applikation med växtskyddsmedel. För att analysera riskerna som är förknippade med växtskyddsmedel användes modellen PRI-Farm som är en riskindikatormodell utvecklad av Kemikalieinspektionen. I modellen poängsätts faktorer för fara och exponering vid applikation av växtskyddsmedel. Farofaktorerna utrycker belastningen av de inneboende egenskaperna hos preparatens aktiva substans som persistens, bioackumulering och rörlighet. Exponeringsfaktorerna beaktar applikationsmetod, använd dos, markegenskaper och spruttidpunkt. Resultaten vägs samman i en poängsumma (ett miljöriskindex), där risk för transport till yt- och grundvatten väger tungt. Även ett hälsoriskindex kan beräknas, vilket inte gjorts i denna studie. Modellen kan inte användas för att kvantifiera risker utan är i stället ett verktyg för att kunna göra jämförande bedömningar mellan olika strategier för växtskyddsinsatser, identifiera problemanvändningar eller för att visa på risktrender över tiden. För att analysera andra miljöeffekter (t.ex. klimatpåverkan och energianvändning) användes metodiken för livscykelanalys (LCA). Detta är en metod som används för att göra miljöbedömningar av produkter och tjänster. Man genomför beräkningar för produktens potentiella bidrag till olika miljöeffekter, såsom växthuseffekt och försurning, och man summerar även den förbrukning av viktiga resurser som produkten givit upphov till. Tanken är att dessa beräkningar skall kunna ge information som kan leda till att man kan minska miljöpåverkan från en viss produkt på ett effektivt sätt. Resultaten kan också ge vägledning vid val mellan produkter som är likvärdiga i övrigt. I fallstudien av den allsidiga växtodlingsgården jämfördes också nuläget med ett scenario där gården lades om till ekologisk produktion. I detta alternativ användes inga kemiska växtskyddsmedel. Omläggningen till ekologisk produktion påverkade även andra miljöeffekter, förutom riskerna med växtskyddsmedel. En negativ effekt av det ekologiska scenariot var att grödan kepalök fick utgå p.g.a. att risken bedömdes som för stor för ett stort skördebortfall utan tillgång på fungicider. På grund av en lägre skördenivå i ekologisk produktion behövdes en betydligt större yta för att producera en given mängd livsmedel. I en ekonomisk analys jämfördes nuläget på den allsidiga växtodlingsgården med ett ekologiskt scenario. Resultatet var likvärdigt för de två alternativen. För att ekologisk odling skall vara en ekonomiskt lyckad satsning på gårdar i intensiva slättbygder med odling av specialgrödor är det, med dagens nivå på miljöstödet för ekologisk produktion, helt nödvändigt att det finns ett bra merpris för produkterna. I en fallstudie av en allsidig växtodlingsgård jämfördes nuläget med ett scenario där olika strategier testades som minskade riskerna med växtskyddsmedel utan att skördenivån ändrades nämnvärt. Detta scenario (kallat Bästa Möjliga Teknik) innebar användning av mekanisk och/eller termisk behandling som alternativ till konventionell bekämpning i vissa grödor samt medvetna val av växtskyddsmedel som hade mindre dåliga miljöegenskaper. Fallstudien visade på flera olika möjligheter till att reducera riskerna i konventionell drift. Eftersom gården i studien hade många radodlade specialgrödor bedömdes bandsprutning kombinerat med radrensning vara en intressant förbättring. Att väsentligt reducera användningen av fungicider i potatis och lök utan att äventyra skördenivån bedömdes som mycket svårt i konventionell drift, även med bästa odlingsteknik. I fallstudien av den allsidiga växtodlingsgården jämfördes också nuläget med ett scenario där gården lades om till ekologisk produktion. Detta alternativ minskar riskerna med växtskydds-medel radikalt men påverkar även andra miljöeffekter. För många grödor minskade energianvändning, liksom utsläpp av växthusgaser vid en övergång till ekologisk odling. En negativ effekt av det ekologiska scenariot var att grödan kepalök fick utgå p g a att risken bedömdes som för stor för ett betydande skördebortfall utan tillgång till fungicider. Ur miljö- och resurssynpunkt var den mest negativa effekten att det ekologiska scenariot krävde mycket större yta för att producera en given mängd livsmedel. I en ekonomisk analys jämfördes nuläget på den allsidiga växtodlingsgården med ett ekologiskt scenario. Resultatet var likvärdigt för de två alternativen. För att ekologisk odling skall vara en ekonomiskt lyckad satsning på gårdar i intensiva slättbygder är det helt nödvändigt att det finns ett bra merpris för produkterna. Studien visar att det finns flera olika strategier för att minska riskerna med användningen av växtskyddsmedel. En varierad växtföljd är en grundläggande förutsättning i alla odlingssystem och inom detta område finns det mycket gammal kunskap som behöver väckas till liv. Miljöanalyserna visar också att många tekniska lösningar, som leder till minskat behov av växtskyddsmedel, kan tillämpas utan att andra miljöeffekter påverkas nämnvärt. Att välja bort växtskyddsmedel som har mindre goda miljöeffekter är en strategi som förefaller ha stor potential för att minska riskerna. PRI-Farm kan bli ett viktigt beslutsstöd i lantbrukets arbete för bättre produktval och säkrare växtskydd. Ekologisk produktion har goda förutsättningar att bli en viktig strategi för minskade risker i de utökade vattenskyddsområden som kommunerna nyligen har beslutat om. För att denna strategi skall bli lyckosam krävs att marknaden fortsätter att öka för ekologiska produkter i Sverige, så att produkternas merpris tillsammans med samhällets stöd via miljöersättningsprogram fortsätter att betala merkostnaden för denna produktionsform

Reduction of the sign problem using the meron-cluster approach

The sign problem in quantum Monte Carlo calculations is analyzed using the meron-cluster solution. The concept of merons can be used to solve the sign problem for a limited class of models. Here we show that the method can be used to \textit{reduce} the sign problem in a wider class of models. We investigate how the meron solution evolves between a point in parameter space where it eliminates the sign problem and a point where it does not affect the sign problem at all. In this intermediate regime the merons can be used to reduce the sign problem. The average sign still decreases exponentially with system size and inverse temperature but with a different prefactor. The sign exhibits the slowest decrease in the vicinity of points where the meron-cluster solution eliminates the sign problem. We have used stochastic series expansion quantum Monte Carlo combined with the concept of directed loops.Comment: 8 pages, 9 figure

The Best Laid Plans: Access to the Rajiv Aarogyasri community health insurance scheme of Andhra Pradesh

This paper is a qualitative assessment of a public health insurance scheme in the state of Andhra Pradesh, south India, called the Rajiv Aarogyasri Community Health Insurance Scheme (or Aarogyasri), using the case-study method. Focusing on inpatient hospital care and especially on surgical treatments leaves the scheme wanting in meeting the health care needs of and addressing the impoverishing health expenditure incurred by the poor, especially those living in rural areas. Though well-intentioned, people from vulnerable sections of society may find the scheme ultimately unhelpful for their needs. Through an in-depth qualitative approach, the paper highlights not just financial difficulties but also the non-financial barriers to accessing health care, despite the existence of a scheme such as Aarogyasri. Narrative evidence from poor households offers powerful insights into why even the most innovative state health insurance schemes may not achieve their goals and systemic corrections needed to address barriers to health care

One-dimensional phase transitions in a two-dimensional optical lattice

A phase transition for bosonic atoms in a two-dimensional anisotropic optical lattice is considered. If the tunnelling rates in two directions are different, the system can undergo a transition between a two-dimensional superfluid and a one-dimensional Mott insulating array of strongly coupled tubes. The connection to other lattice models is exploited in order to better understand the phase transition. Critical properties are obtained using quantum Monte Carlo calculations. These critical properties are related to correlation properties of the bosons and a criterion for commensurate filling is established.Comment: 14 pages, 8 figure

Ground state of the random-bond spin-1 Heisenberg chain

Stochastic series expansion quantum Monte Carlo is used to study the ground state of the antiferromagnetic spin-1 Heisenberg chain with bond disorder. Typical spin- and string-correlations functions behave in accordance with real-space renormalization group predictions for the random-singlet phase. The average string-correlation function decays algebraically with an exponent of -0.378(6), in very good agreement with the prediction of $-(3-\sqrt{5})/2\simeq -0.382$, while the average spin-correlation function is found to decay with an exponent of about -1, quite different from the expected value of -2. By implementing the concept of directed loops for the spin-1 chain we show that autocorrelation times can be reduced by up to two orders of magnitude.Comment: 9 pages, 10 figure

Matrix product decomposition and classical simulation of quantum dynamics in the presence of a symmetry

We propose a refined matrix product state representation for many-body quantum states that are invariant under SU(2) transformations, and indicate how to extend the time-evolving block decimation (TEBD) algorithm in order to simulate time evolution in an SU(2) invariant system. The resulting algorithm is tested in a critical quantum spin chain and shown to be significantly more efficient than the standard TEBD.Comment: 5 pages, 4 figure

Dynamics and Instabilities of Planar Tensile Cracks in Heterogeneous Media

The dynamics of tensile crack fronts restricted to advance in a plane are studied. In an ideal linear elastic medium, a propagating mode along the crack front with a velocity slightly less than the Rayleigh wave velocity, is found to exist. But the dependence of the effective fracture toughness $\Gamma(v)$ on the crack velocity is shown to destabilize the crack front if $(d\Gamma)/(dv)<0$. Short wavelength radiation due to weak random heterogeneities leads to this instability at low velocities. The implications of these results for the crack dynamics are discussed.Comment: 12 page