Comment on "Multidisciplinary investigation on a lava fountain preceding a flank eruption: The 10 May 2008 Etna case" by A. Bonaccorso et al.

The paper "Multidisciplinary investigation on a lava fountain preceding a flank eruption: The 10 May 2008 Etna case", by Bonaccorso et al. (2011), presents a multi-parameter dataset encompassing the eruptive episode featured in the title. Through the dataset at their disposal, the authors tried to set constraints on the coupled phenomena which governed the paroxysmal event and subsequent flank eruption. Even though the joint analysis of different data offers considerable potential to extract additional information on the dynamics behind the observed phenomena, the most obvious implication is the risk of not treating all the available information with due care, which may lead to misinterpretation of the data. In the following, we discuss issues concerning the analysis and interpretation of gravity and tilt data in Bonaccorso et al. (2011) and show why, in our opinion, the conclusion that "all the data concur in indicating that the 10 May lava fountain was generated by the fragmentation of a foam layer trapped at the top of a shallow reservoir" is not soundly based

Topology induced anomalous defect production by crossing a quantum critical point

We study the influence of topology on the quench dynamics of a system driven across a quantum critical point. We show how the appearance of certain edge states, which fully characterise the topology of the system, dramatically modifies the process of defect production during the crossing of the critical point. Interestingly enough, the density of defects is no longer described by the Kibble-Zurek scaling, but determined instead by the non-universal topological features of the system. Edge states are shown to be robust against defect production, which highlights their topological nature.Comment: Phys. Rev. Lett. (to be published

Topology induced anomalous defect production by crossing a quantum critical point

We study the influence of topology on the quench dynamics of a system driven across a quantum critical point. We show how the appearance of certain edge states, which fully characterise the topology of the system, dramatically modifies the process of defect production during the crossing of the critical point. Interestingly enough, the density of defects is no longer described by the Kibble-Zurek scaling, but determined instead by the non-universal topological features of the system. Edge states are shown to be robust against defect production, which highlights their topological nature.Comment: Phys. Rev. Lett. (to be published

Optical imaging of resonant electrical carrier injection into individual quantum dots

We image the micro-electroluminescence (EL) spectra of self-assembled InAs quantum dots (QDs) embedded in the intrinsic region of a GaAs p-i-n diode and demonstrate optical detection of resonant carrier injection into a single QD. Resonant tunneling of electrons and holes into the QDs at bias voltages below the flat-band condition leads to sharp EL lines characteristic of individual QDs, accompanied by a spatial fragmentation of the surface EL emission into small and discrete light- emitting areas, each with its own spectral fingerprint and Stark shift. We explain this behavior in terms of Coulomb interaction effects and the selective excitation of a small number of QDs within the ensemble due to preferential resonant tunneling paths for carriers.Comment: 4 page

Shear wave splitting changes associated with the 2001 volcanic eruption on Mt. Etna

The time delays and polarizations of shear wave splitting above small earthquakes show variations before the 2001 July 17–August 9 2001 flank eruption on Mt Etna, Sicily. Normalized time delays, measured by singular value decomposition, show a systematic increase starting several days before the onset of the eruption. On several occasions before the eruption, the polarization directions of the shear waves at Station MNT, closest to the eruption, show 90◦- flips where the faster and slower split shear waves exchange polarizations. The last 90◦-flip being 5 days before the onset of the eruption. The time delays also exhibit a sudden decrease shortly before the start of the eruption suggesting the possible occurrence of a ‘relaxation’ phenomena, due to crack coalescence. This behaviour has many similarities to that observed before a number of earthquakes elsewhere

Localizzazione probabilistica 3D (NonLinLoc) applicata all’area calabro-peloritana

Sono presentati e discussi i risultati preliminari relativi ad una ri-localizzazione probabilistica non-lineare 3D dei terremoti dell’area compresa tra il Tirreno meridionale e l’Arco Calabro-Peloritano (Italia meridionale). Scopo del lavoro è dimostrare che l’applicazione di un’approccio probabilistico non-lineare nella localizzazione dei terremoti può fornire dei risultati più accurati ai fini della sorveglianza, ovviando al problema degli outlier, rispetto alle tecniche di localizzazione lineari (e.g. Hypoellipse), che minimizzano simultaneamente tutti i residui tra fasi osservate e calcolate. Il programma utilizzato è NonLinLoc [Lomax, et al., 2000; Lomax, et al., 2001; Lomax, 2005; http://www.alomax.net/nlloc; NonLinLoc di seguito] il quale permette di effettuare un’efficiente ricerca globale dello spazio dei parametri ipocentrali (coordinate spaziali e tempo origine) ottenendo una stima della funzione densità di probabilità (pdf, probability density function) a posteriori. La pdf fornisce una descrizione completa della localizzazione e delle sue incertezze; il campionamento dello spazio dei parametri ipocentrali è stato fatto mediante la tecnica Oct-tree nella regione compresa tra 37.75 e 39.40 N in latitudine e tra 14.80 e 16.80 E in longitudine, e utilizzando tutti gli eventi con profondità H ≤30 km. La struttura dell’Oct-tree è stata imposta in 100,000 celle ed un insieme di queste celle viene poi salvata in modo da poter rappresentare graficamente la pdf mediante nubi di punti a diversa densità. Il dataset utilizzato per le nostre analisi è composto da 1,304 terremoti, di 1.0<M<4.3, registrati nel periodo compreso tra il 1994 e il 2006; il modello di velocità 3D adottato è stato ottenuto da Barberi et al., 2008 [poster presentato a questo convegno] invertendo lo stesso dataset, mediante l’utilizzo del software TomoDD. I risultati ottenuti sono stati confrontati sia con le localizzazioni 1D (Hypoellipse) che con quelle 3D. Si evidenzia una maggiore clusterizzazione degli eventi e, soprattutto, un evidente miglioramento della qualità delle localizzazioni utilizzando il modello di velocità crostale 3D. Per cui riteniamo che, l’applicazione del metodo probabilistico associato ad un buon modello di velocità 3D, può essere utilizzato ai fini di sorveglianza

Shear wave splitting time variation by stress-induced magma uprising at Mount Etna volcano

Shear wave splitting exhibits clear time variations before the July 17th – August 9th, 2001 flanK eruption at Mount Etna. The normalized time delays, Tn, detected through an orthogonal transformation of singular value decomposition, exhibit a clearincrease starting 20 days before the occurrence of the eruption (July 17th); the qS1 polarization direction, obtained using a 3D covariance matrix decomposition, shows a 90°-flip several times during the analyzed period: the last flip 5 days before the occurrence of the eruption. Both splitting parameters also exhibit a relaxation phase shortly before the starting of the eruption. Our observations seem in agreement with Anisotropic Poro Elasticity (APE) modelling, suggesting a tool for the temporal monitoring of the build up of the stress leading to the occurrence of the 2001 eruption at Mt. Etna

Intrinsic Qp at Mt. Etna from the inversion of rise times of 2002 microearthquake sequence

About three-hundred microearthquakes, preceeding and accompanying the 2002-2003 Mt. Etna flank eruption, were considered in this study. On the high-quality velocity seismograms, measurements of the first half cycle of the wave, the so-called rise time τ, were carried out. By using the rise time method, these data were inverted to infer an estimate of the intrinsic quality factor Qp of P waves and of the source rise time τ0 of the events, which represents an estimate of the duration of the rupture process. Two kind of inversions were carried out. In the first inversion τ0 was derived from the magnitude duration of the events, assuming a constant stress drop and Qp was inferred from the inversion of reduced rise times τ−τ0. In the second inversion both τ0 and Qp were inferred from the inversion of rise times. To determine the model parameters that realize the compromise between model simplicity and quality of the fit, the corrected Akaike information criterion was used. After this analysis we obtained Qp=57±42. The correlation among the inferred τ0 and Qp, which is caused by some events which concomitantly have high τ0 (>30 ms) and high Qp (>100) indicates that the technique used is able to model rise time versus travel time trend only for source dimensions less than about 80 m

Entanglement crossover close to a quantum critical point

We discuss the thermal entanglement close to a quantum phase transition by analyzing the concurrence for one dimensional models in the quantum Ising universality class. We demonstrate that the entanglement sensitivity to thermal and to quantum fluctuations obeys universal $T\neq 0$--scaling behaviour. We show that the entanglement, together with its criticality, exhibits a peculiar universal crossover behaviour.Comment: 12 pages; 5 figures (eps). References added; to be published in Europhysics Letter

Localizzazione probabilistica 3D (NonLinLoc) applicata all’area calabro-peloritana

Sono presentati e discussi i risultati preliminari relativi ad una ri-localizzazione probabilistica non-lineare 3D dei terremoti dell’area compresa tra il Tirreno meridionale e l’Arco Calabro-Peloritano (Italia meridionale). Scopo del lavoro è dimostrare che l’applicazione di un’approccio probabilistico non-lineare nella localizzazione dei terremoti può fornire dei risultati più accurati ai fini della sorveglianza, ovviando al problema degli outlier, rispetto alle tecniche di localizzazione lineari (e.g. Hypoellipse), che minimizzano simultaneamente tutti i residui tra fasi osservate e calcolate. Il programma utilizzato è NonLinLoc [Lomax, et al., 2000; Lomax, et al., 2001; Lomax, 2005; http://www.alomax.net/nlloc; NonLinLoc di seguito] il quale permette di effettuare un’efficiente ricerca globale dello spazio dei parametri ipocentrali (coordinate spaziali e tempo origine) ottenendo una stima della funzione densità di probabilità (pdf, probability density function) a posteriori. La pdf fornisce una descrizione completa della localizzazione e delle sue incertezze; il campionamento dello spazio dei parametri ipocentrali è stato fatto mediante la tecnica Oct-tree nella regione compresa tra 37.75 e 39.40 N in latitudine e tra 14.80 e 16.80 E in longitudine, e utilizzando tutti gli eventi con profondità H ≤30 km. La struttura dell’Oct-tree è stata imposta in 100,000 celle ed un insieme di queste celle viene poi salvata in modo da poter rappresentare graficamente la pdf mediante nubi di punti a diversa densità. Il dataset utilizzato per le nostre analisi è composto da 1,304 terremoti, di 1.0<M<4.3, registrati nel periodo compreso tra il 1994 e il 2006; il modello di velocità 3D adottato è stato ottenuto da Barberi et al., 2008 [poster presentato a questo convegno] invertendo lo stesso dataset, mediante l’utilizzo del software TomoDD. I risultati ottenuti sono stati confrontati sia con le localizzazioni 1D (Hypoellipse) che con quelle 3D. Si evidenzia una maggiore clusterizzazione degli eventi e, soprattutto, un evidente miglioramento della qualità delle localizzazioni utilizzando il modello di velocità crostale 3D. Per cui riteniamo che, l’applicazione del metodo probabilistico associato ad un buon modello di velocità 3D, può essere utilizzato ai fini di sorveglianza