Analysis of the magnetic and dynamic structure of solar filaments

Los filamentos y protuberancias solares han sido el foco de muchos estudios desde hace más de 200 años por ser uno de los fenómenos más fascinantes del Sol. Sin embargo, no es hasta ahora, con la instrumentación actual, nuestra potencia de cálculo y una consolidada teoría de generación y transporte de radiación polarizada que podemos estudiar estas estructuras con mayor precisión. Las protuberancias aparecen como condensaciones de plasma frío suspendidas a gran altura, con una estructura filamentosa. En lugar de caer a la superficie debido a la aceleración gravitatoria, pueden permanecer varias semanas sin apenas cambios. El campo magnético es el que parece sostener estas estructuras y a pesar de ser un ingrediente fundamental, el conocimiento sobre su topología exacta y su conectividad con la fotosfera es escaso hoy día. Después de todos estos años de estudio, los filamentos continúan presentando un desafío para el análisis observacional. La razón principal es la dificultad para obtener datos espectropolarimétricos con una precisión que haga posible estudiar las señales de polarización débiles que generan e inferir su campo magnético a partir de ellas. Dado que en este trabajo no estudiamos los filamentos como eventos aislados sino también su conexión con el medio, presentamos desde el comienzo de esta tesis una descripción general de la estructura del Sol y de los fenómenos característicos de cada capa. Esto nos permite entender la relación entre los filamentos y su entorno. También revisamos los aspectos más relevantes de los filamentos y su naturaleza magnética. El objetivo principal de este trabajo radica en la inferencia del campo magnético en filamentos a través de las señales de polarización de las líneas espectrales. Para ello hacemos una pequeña introducción sobre las ideas básicas de transporte radiativo y cómo utilizar el potencial de las líneas espectrales para inferir las propiedades del plasma. Además, discutimos en profundidad las propiedades de las líneas espectrales usadas en este trabajo: el multiplete He I 10830 Å y la línea Ca II 8542 Å; así como la instrumentación y los métodos utilizados para lograr los resultados de este trabajo. Para hacernos una idea de cómo se genera la polarización y hacer una correcta interpretación física de las observaciones, sintetizamos los parámetros de Stokes de algunos escenarios interesantes y estudiamos las señales del triplete He I 10830 Å. En concreto, analizamos cómo cambian las señales si tenemos varias estructuras en la línea de visión, un fenómeno común cuando observamos el “césped” de espículas en el limbo donde cada una contribuye a la polarización observada. Este efecto también es importante en observaciones en el disco donde estructuras (como los filamentos) están iluminadas desde abajo por una superficie solar que tiene, en principio, propiedades diferentes. Hasta la fecha, las señales de polarización provenientes de los filamentos en regiones activas se analizaban como si procedieran directamente de él, asignando valores de campo muy superiores (∼700 G) a los esperados de similares filamentos en zonas de Sol en calma (∼20 G). Basándonos en la idea de que un filamento iluminado por una región activa muy magnetizada podría generar una interpretación errónea, proponemos un modelo de dos componentes atmosféricas en la misma línea de visión. Este modelo permite además explicar de forma mucho más natural las señales de polarización observada. La conclusión importante de este experimento sugiere que los filamentos son transparentes a la radiación que proviene de la superficie. Consecuentemente, los valores altos de campo magnético podrían pertenecer al campo magnético producido por la cromosfera activa debajo del filamento y no al filamento en sí, cuestionando las intensidades exactas del campo magnético de estas estructuras medidas anteriormente. A continuación, estudiamos la topología magnética de un filamento de región activa mediante ob- servaciones espectropolarimétricas adquiridas con el instrumento GREGOR Infrared Spectrograph en el telescopio solar GREGOR. Su rango espectral nos permite mapear simultáneamente la cromosfera con la línea de He I 10830 Å y la fotosfera con la línea de Si I 10827 Å. Empezamos usando un modelo de una sola componente para inferir las propiedades magnéticas del filamento. Dado que el filamento se encuentra sobre la granulación, uno no esperaría una fuerte contaminación desde abajo. Sin embargo, hemos encontrado evidencias observacionales de la necesidad de modelos más complejos para explicar las observaciones. Con esto demostramos de nuevo que el filamento es transparente incluso a la polarización circular generada por una cromosfera de apenas unos 200 G. Finalmente, en un esfuerzo por estudiar la viabilidad de las inversiones de dos componentes, mostramos que el modelo es demasiado flexible y puede reproducir las observaciones con un alto número de configuraciones de campos magnéticos, lo que hace la interpretación mucho más compleja. Hasta ahora, el estudio magnético de filamentos y protuberancias se ha realizado usando los multipletes de He I en 10830 Å y 5876 Å. En la última parte de la tesis exploramos el potencial de la línea de Ca II en 8542 Å para el estudio de las propiedades magnéticas y dinámicas de filamentos solares. Para ello hemos utilizado el Swedish Solar Telescope, que consigue imágenes de una resolución espacial excelente y nos permite realizar mediciones espectropolarimétricas de la línea Ca II 8542 Å con el instrumento CRisp Imaging SpectroPolarimeter. Inferimos las propiedades de un filamento solar observado con este telescopio y discutimos la validez de los resultados debido a la suposición de equilibrio hidrostático usualmente incluida en los códigos de inversión. Para estudiar la dinámica global de la región y la evolución del filamento hemos utilizado otros telescopios como el Chromospheric Telescope y el Solar Dynamics Observatory. Mostramos que los métodos comúnmente usados en la fotosfera, como el Local Correlation Tracking, pueden no ser adecuados para estudiar el movimiento del plasma en la cromosfera. Finalmente, mostramos cómo un filamento solar a diferentes alturas puede generar perfiles de intensidad similares, demostrando que su altura no puede ser inferida a partir de inversiones espectroscópicas. Finalmente, contextualizamos los resultados de este trabajo con la idea de buscar nuevas estrategias de observación que ayuden a determinar el campo magnético de los filamentos solares de una manera más fiable en el futuro

Adaptación de la madera de Eucalyptus globulus a la normativa europea de durabilidad natural

La madera de Eucalyptus globulus en algunos países como Australia es recomendada para situaciones de riesgo de ataque de organismos xilófagos por su elevada durabilidad. En Galicia esta madera ha sido utilizada desde hace muchas décadas en estructuras y carpinterías, que aún hoy perduran. Sin embargo, la norma europea EN-350-2 encuadra la especie E. globulus en la peor categoría de durabilidad natural, situación que no se corresponde con la realidad. El objetivo de este proyecto es constatar la durabilidad de esta especie frente a hongos de pudrición e insectos xilófagos y modificar en consecuencia la clase de durabilidad asignada en la norma europea. Con este fin se están realizando los correspondientes ensayos frente a hongos e insectos xilófagos, tanto en laboratorio como en campo. Los resultados que se han obtenido con los hongos de pudrición fibrosa y pudrición blanda indican que, efectivamente, el duramen es durable (clase 2), mientras que la albura no es durable (clase 4) y la madera juvenil es medianamente durable (clase 3). De este modo, se confirma la elevada durabilidad del duramen de eucalipto, a la espera de finalizar los ensayos en curso y obtener los resultados finales.__________________________In some countries as Australia the wood of Eucalyptus globulus is recommended for its high durability in risk situations where attack by organisms is likely to occur. In Galicia this species has been utilised since many decades for timber structures, which are still in service. But the European Standard EN-350-2 qualifies Eucalyptus globulus with the worst category of natural durability, situation that does not correspond with the reality. The objetive of this project is to determine the durability of the species against wood decay fungi and wood boring insects and to accordingly classify E. globulus in the mentioned standard. To achieve this objective laboratory and field tests against fungi and insect attack are carried out. The preliminary results of the laboratory tests with white and soft rot indicate that the heartwood is durable (class 2), sapwood is not durable (class 4) and juvenil wood is moderately durable (class 3). These results confirm the high durability of the heartwood of this species, pending the end of the remaining tests

Physical properties of bright Ca II K fibrils in the solar chromosphere

Broad-band images of the solar chromosphere in the Ca II H&K line cores around active regions are covered with fine bright elongated structures called bright fibrils. The mechanisms that form these structures and cause them to appear bright are still unknown. We aim to investigate the physical properties, such as temperature, line-of-sight velocity, and microturbulence, in the atmosphere that produces bright fibrils and to compare those to the properties of their surrounding atmosphere. We used simultaneous observations of a plage region in Fe I 6301-2 \r{A}, Ca II 8542 \r{A}, Ca II K, and H$\alpha$ acquired by the CRISP and CHROMIS instruments on the Swedish 1-m Solar Telescope. We manually selected a sample of 282 Ca II K bright fibrils. We compared the appearance of the fibrils in our sample to the Ca II 8542 \r{A} and H$\alpha$ data. We performed non-local thermodynamic equilibrium (non-LTE) inversions using the inversion code STiC on the Fe I 6301-2 \r{A}, Ca II 8542 \r{A}, Ca II K lines to infer the physical properties of the atmosphere. The line profiles in bright fibrils have a higher intensity in their K$_2$ peaks compared to profiles formed in the surrounding atmosphere. The inversion results show that the atmosphere in fibrils is on average $100-200$~K hotter at an optical depth log$(\tau) = -4.3$ compared to their surroundings. The line-of-sight velocity at chromospheric heights in the fibrils does not show any preference towards upflows or downflows. The microturbulence in the fibrils is on average 0.5 km s$^{-1}$ higher compared to their surroundings. Our results suggest that the fibrils have a limited extent in height, and they should be viewed as hot threads pervading the chromosphere

[Paz de Artajerjes con Grecia]

Precede al tít.: "Nu [sic] 203"Los datos de impresión constan en el colofónSign.: A-D4, E2Texto en verso y a dos col

Relative contribution of pre- and post-synaptic effects to the neostigmine-induced recovery of neuromuscular transmission blocked by vecuronium

The relative contribution of the pre- and post-synaptic effects to the neostigmine-induced recovery of neuromuscular transmission blocked by vecuronium was studied. A conjunction of myographical and electrophysiological techniques was employed. The preparation was the sciatic nerve-extensor digitorum longus muscle of the rat, in vitro. The physiological variables recorded were nerve-evoked twitches (generated at 0.1 Hz), tetanic contractions (generated at 50 Hz) and end-plate potentials (epps), generated in trains of 50 Hz. The epps were analyzed in: amplitude of first epp in the train; mean amplitude of the 30th to the 59th epp in the train (epps-plateau); half-decay time of the epp; early tetanic rundown of epps in the train; plateau tetanic rundown of epps in the train; quantal content of the epps and quantal size. In myographical experiments, a concentration of vecuronium was found (0.8 mu m) that affected both twitches and tetanic contractions and a concentration of neostigmine was found (0.048 mu m) that completely restored the twitch affected by vecuronium. The cellular effects of vecuronium and neostigmine, studied alone or in association, in the above-mentioned concentrations, were scrutinized by means of electrophysiological techniques. These showed that vecuronium alone decreased the peak amplitude, the quantal content of epps and the quantal size and reinforced the tetanic rundown of epps. Neostigmine alone increased the peak amplitude, the quantal content and the half-decay time of the epps. When employed in the presence of vecuronium, neostigmine increased both the quantal content of the epps (via a presynaptic effect) and the half-decay time of the epps (via a postsynaptic effect). Seeing the pre- and the post-synaptic effects of neostigmine were of similar magnitude, they permit to conclude that both these effects contributed significantly to the restoration by neostigmine of the neuromuscular transmission blocked by vecuronium.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)FAPESPConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)CNPqCAPESCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES

Caracterización de la madera de E. globulus para uso estructural

Los bosques de Eucalyptus globulus ocupaban en 1995 en España una superficie de 629.141 hectáreas, principalmente en Galicia, Asturias, Cantabria y la provincia de Huelva (Montoya, J. M.. 1995). Aunque, cuantitativamente, el uso principal de la madera de esta especie es la fabricación de pasta de papel y tableros de fibras, sus elevadas propiedades mecánicas ofrecen buenas posibilidades para aplicaciones estructurales. El objetivo del presente estudio de investigación ha sido caracterizar y normalizar la madera de la especie Eucalyptus globulus para su uso estructural, siguiendo el método establecido por la normativa europea y especialmente por las normas UNE-EN 384 y UNE-EN 408. Para ello se han seleccionado cuatro muestras representativas de la procedencia española y su variabilidad, de las que se han preparado y ensayado un total de 452 probetas de dimensiones 120 x 40 x 2280 mm y 150 x 54 x 2850 mm. Los ensayos, cálculos y asignaciones a clases resistentes han sido realizados según las normas citadas anteriormente y además UNE-EN 338. De acuerdo con el método de caracterización de la madera estructural establecido por la normativa europea, todo el material de ensayo ha sido clasificado en diferentes lotes de calidad. Dada la inexistencia de normas de clasificación de este material se ha elaborado una norma de clasificación visual para las frondosas españolas y en particular para la especie Eucalyptus globulus. La norma propuesta sigue los principios establecidos en la norma armonizada de la madera aserrada estructural, UNE-EN 14081-1, y considera una sola calidad visual (MEF). Siguiendo el procedimiento descrito por la normativa europea ha sido posible asignar la única clase visual de la norma de clasificación (MEF) a una clase de resistencia (según UNE-EN 338) de D40. Los resultados del presente trabajo fueron presentados ante el comité TG1 del CEN TC 124/WG1 “Madera estructural” quien, una vez analizados y aprobados, ha propuesto su inclusión en la norma europea UNE-EN 1912, que es la que recoge todas las combinaciones especie-calidad-clase resistente que son de aplicación para la madera estructural comercializada en el ámbito del CEN.________________________________________The forests of Eucalyptus globulus covered 629.141 hectares in 1995 in Spain. These forests are mainly located in Galicia, Asturias, Cantabria and in the province of Huelva (Montoya, JM; 1995). Although the current main use of the species is chipping to obtain pulp and fibre boards, its relevant mechanical properties provide great potential for structural aplications. The objective of the present study is to characterize and standardize the timber of the species Eucalyptus globulus for structural use. For doing this work 452 test pieces out of four samples, representative of the Spanish provenience and its variety, have been manufactured and tested. Tests and calculations have been carried out in accordance to the methodology established by the standards EN 408 and EN 384. Taking into account the structural values obtained and the own characteristics of the timber of the species one visual grade has been proposed, namely MEF. Table 2, included further on, details the quality specifications for the visual structural grade proposed. Following the methodology described by the Eurocode 5, the strength grade D40 of EN 338 has been obtained for the proposed visual grade. As a final result a national standard for visual sorting of hardwoods, and specifically for Eucalyptus globulus, has been elaborated and proposed to the Spanish standardization board. The species and its structural grade D40 have been added to EN 1912

Three-dimensional magnetic field structure of a flux-emerging region in the solar atmosphere

We analyze high-resolution spectropolarimetric observations of a flux-emerging region (FER) in order to understand its magnetic and kinematic structure. Our spectropolarimetric observations in the He