The Geant4 Hadronic Verification Suite for the Cascade Energy Range

A Geant4 hadronic process verification suite has been designed to test and optimize Geant4 hadronic models in the cascade energy range. It focuses on quantities relevant to the LHC radiation environment and spallation source targets. The general structure of the suite is presented, including the user interface, stages of verification, management of experimental data, event generation, and comparison of results to data. Verification results for the newly released Binary cascade and Bertini cascade models are presented.Comment: Talk from the 2003 Computing in High Energy and Nuclear Physics (CHEP03), La Jolla, Ca, USA, March 2003, 5 pages, LaTeX, 3 eps figures. PSN MOMT00

Phase diffusion and charging effects in Josephson junctions

The supercurrent of a Josephson junction is reduced by phase diffusion. For ultrasmall capacitance junctions the current may be further decreased by Coulomb blockade effects. We calculate the Cooper pair current by means of time-dependent perturbation theory to all orders in the Josephson coupling energy and obtain the current-voltage characteristic in closed form in a range of parameters of experimental interest. The results comprehend phase diffusion of the coherent Josephson current in the classical regime as well as the supercurrent peak due to incoherent Cooper pair tunneling in the strong Coulomb blockade regime.Comment: 4 pages, 3 figures, RevTe

Towards the observation of phase locked Bloch oscillations in arrays of small Josephson junctions

We have designed an experiment and performed extensive simulations and preliminary measurements to identify a set of realistic circuit parameters that should allow the observation of constant-current steps at I=2ef in short arrays of small Josephson junctions under external AC drive of frequency f. Observation of these steps demonstrating phase lock of the Bloch oscillations with the external drive requires a high-impedance environment for the array, which is provided by on-chip resistors close to the junctions. We show that the width and shape of the steps crucially depend on the shape of the drive and the electron temperature in the resistors

Current and universal scaling in anomalous transport

Anomalous transport in tilted periodic potentials is investigated within the framework of the fractional Fokker-Planck dynamics and the underlying continuous time random walk. The analytical solution for the stationary, anomalous current is obtained in closed form. We derive a universal scaling law for anomalous diffusion occurring in tilted periodic potentials. This scaling relation is corroborated with precise numerical studies covering wide parameter regimes and different shapes for the periodic potential, being either symmetric or ratchet-like ones

Determination of the Weak Axial Vector Coupling from a Measurement of the Beta-Asymmetry Parameter A in Neutron Beta Decay

We report on a new measurement of the neutron beta-asymmetry parameter $A$ with the instrument \perkeo. Main advancements are the high neutron polarization of $P = 99.7(1)$ from a novel arrangement of super mirror polarizers and reduced background from improvements in beam line and shielding. Leading corrections were thus reduced by a factor of 4, pushing them below the level of statistical error and resulting in a significant reduction of systematic uncertainty compared to our previous experiments. From the result $A_0 = -0.11996(58)$, we derive the ratio of the axial-vector to the vector coupling constant $\lambda = g_\mathrm{A}/g_\mathrm{V} = -1.2767(16)$Comment: 5 pages, 4 figure

Quantum Brownian Motion With Large Friction

Quantum Brownian motion in the strong friction limit is studied based on the exact path integral formulation of dissipative systems. In this limit the time-nonlocal reduced dynamics can be cast into an effective equation of motion, the quantum Smoluchowski equation. For strongly condensed phase environments it plays a similar role as master equations in the weak coupling range. Applications for chemical, mesoscopic, and soft matter systems are discussed and reveal the substantial role of quantum fluctuations.Comment: 11 pages, 6 figures, to appear in: Chaos: "100 years of Brownian motion

Quantum charge diffusion in underdamped Josephson junctions and superconducting nanowires

The effect of quantum fluctuations on the current-voltage characteristics of Josephson junctions and superconducting nanowires is studied in the underdamped limit. Quantum fluctuations induce transitions between a Coulomb--blockade and a supercurrent branch, and can significantly modify the shape of current-voltage characteristics in the case of a highly resistive environment. Owing to the phase-charge duality, our results can be directly extended to the opposite overdamped limit.Comment: 6 pages, 2 figures, replaced with published versio

Evidence of Josephson-coupled superconducting regions at the interfaces of Highly Oriented Pyrolytic Graphite

Transport properties of a few hundreds of nanometers thick (in the graphene plane direction) lamellae of highly oriented pyrolytic graphite (HOPG) have been investigated. Current-Voltage characteristics as well as the temperature dependence of the voltage at different fixed input currents provide evidence for Josephson-coupled superconducting regions embedded in the internal two-dimensional interfaces, reaching zero resistance at low enough temperatures. The overall behavior indicates the existence of superconducting regions with critical temperatures above 100 K at the internal interfaces of oriented pyrolytic graphite.Comment: 6 Figures, 5 page

Синтез та діуретична дія 8-амінозаміщених 7-(2-гідрокси-3-п-метоксифеноксипропіл-1)-3-метилксантину

It has been found that natural xanthines, as well as their synthetic analogs, possess the diuretic effect. Analysis of the literature proves that there is a great opportunity of applying synthetic derivatives of N-methylated xanthines as potential diuretics.Aim. To develop preparative methods of the synthesis of 8-aminosubstituted of 7-(2-hydroxy-3-p-metoxyphenoxypropyl-1)-3-methylxanthine and study their physical, chemical and biological properties. Results. The synthesis of a series of 8-aminosubstituted of 7-(2-hydroxy-3-p-metoxyphenoxypropyl-1)-3-methylxanthine was carried out. According to the results of the biological testing the compounds synthesized belong to the toxicity of class IV. 7-(2-Hydroxy-3-p-methoxyphenoxypropyl-1)-8-(furyl-2-methylamino)-3-methylxanthine xanthine shows the highest diuretic activity, and hence, requires a more in-depth study since it is twice more active than hydrochlorothiazide. It should be emphasized that all compounds synthesized exhibit a marked diuretic effect. Experimental part. 8-Bromo-7-(2-hydroxy-3-p-methoxyphenoxypropyl-1)-3-methylxanthine was obtained by heating 8-bromo-3-methylxanthine with p-methoxyphenoxymethyloxirane in butanol-1 and in the presence of N,N-dimethylbenzylamine. 8-Aminosubstitutied of 7-(2-hydroxy-3-p-metoxyphenoxypropyl-1)-3-methylxanthine was obtained by boiling of bromoalcohol with the primary and secondary amines. The structure of the compounds synthesized was unambiguously confirmed by NMR-spectroscopy. The acute toxicity of the compounds obtained was studied by Kerber method. The study of the diuretic activity of the compounds was carried out using Ye. Berkhin method. Hydrochlorothiazide was used as a reference substance. Conclusions. Simple methods for the synthesis of 8-amino-7- (2-hydroxy-3-p-methoxyphenoxypropyl-1)-3-methylxanthines have been developed. The structure of the compounds synthesized has been confirmed by the method of NMR 1H-spectroscopy. The acute toxicity and the diuretic activity of the compounds obtained have been studied.Известно, что как природные ксантины, так и их синтетические аналоги обладают диуретическим действием. Анализ данных литературы свидетельствует о значительной перспективе использования синтетических производных N-метилированных ксантинов в качестве потенциальных диуретических средств. Цель данной работы – разработка препаративных методов синтеза 8-аминозамещенных 7-(2-гидрокси-3-п-метоксифеноксипропил-1)-3-метилксантина и изучение их физико-химических и биологических свойств. Результаты и их обсуждение. Синтезирован ряд 8-аминозамещенных 7-(2-гидрокси-3-п-метоксифеноксипропил-1)-3-метилксантина. По результатам биологических испытаний синтезированные соединения относятся к IV классу токсичности. 7-(2-Гидрокси-3-п-метоксифеноксипропил-1)-8-(фурил-2-метиламино)-3-метилксантин имеет наибольшую диуретическую активность, а следовательно необходимо доскональное изучение, поскольку он более чем в 2 раза активнее  гидрохлортиазида. Необходимо подчеркнуть, что все синтезированные соединения оказывают выраженное диуретическое действие. Экспериментальная часть. 8-Бром-7-(2-гидрокси-3-п-метоксифенокси­пропил-1)-3-метилксантин получен нагреванием 8-бром-3-метилксантина с п-метоксифеноксиметилоксираном в бутаноле-1 в присутствии N,N-диметилбензиламина. 8-Аминозамещенные 7-(2-гидрокси-3-п-метокси­феноксипропил-1)-3-метилксантина синтезированы путем кипячения бромоспирта с первичными и вторичными аминами. Структура синтезированных соединений однозначно доказана методом ПМР-спектроскопии. Острая токсичность синтезированных соединений изучалась по методу Кербера. Изучение диуретической активности полученных соединений проводили по методу Берхина Е. Б. В качестве эталона сравнения использовали гидрохлортиазид. Выводы. Разработаны простые в выполнении методики синтеза 8-аминозамещенных 7-(2-гидрокси-3-п-метоксифеноксипропил-1)-3-метилксантина. Структура синтезированных соединений доказана методом ПМР-спектроскопии. Изучена острая токсичность и диуретическая активность полученных веществ.Відомо, що як природні ксантини, так і їх синтетичні аналоги виявляють діуретичну дію. Аналіз даних літератури свідчить про значну перспективу використання синтетичних похідних N-метильованих ксантинів в якості потенційних діуретичних засобів. Метою даної роботи є розробка препаративних методів синтезу 8-амінозаміщених 7-(2-гідрокси-3-п-метоксифеноксипропіл-1)-3-метилксантину та вивчення їх фізико-хімічних та біологічних властивостей. Результати та їх обговорення. Був синтезований ряд 8-амінозаміщених 7-(2-гідрокси-3-п-метоксифеноксипропіл-1)-3-метилксантину. За результатами біологічних випробувань синтезовані сполуки відносяться до IV класу токсичності. 7-(2-Гідрокси-3-п-метоксифеноксипропіл-1)-8-(фурил-2-метиламіно)-3-метилксантин виявляє найвищу діуретичну активність, а отже потребує більш досконалого вивчення, оскільки він більш ніж у 2 рази активніший за гідрохлортіазид. Необхідно підкреслити, що всі синтезовані сполуки виявляють виразну діуретичну дію.Експериментальна частина. 8-Бромо-7-(2-гідрокси-3-п-метоксифеноксипропіл-1)-3-метилксантин отримали нагріванням 8-бромо-3-метилксантину з п-метоксифеноксиметилоксираном у бутанолі-1 в присутності N,N-диметилбензиламіну. 8-Амінозаміщені 7-(2-гідрокси-3-п-метоксифеноксипропіл-1)-3-метилксантину синтезовані шляхом кип’ятіння бромоспирту з первинними та вторинними амінами. Структура синтезованих сполук була однозначно доведена методом ПМР-спектроскопії. Гостра токсичність синтезованих сполук була вивчена за методом Кербера. Вивчення діуретичної дії отриманих сполук проводили за методом Берхіна Є. Б. В якості еталону порівняння використовували гідрохлортіазид. Висновки. Були розроблені прості у виконанні методики синтезу 8-амінозаміщених 7-(2-гідрокси-3-п-метоксифеноксипропіл-1)-3-метилксантину. Структура синтезованих сполук була доведена методом ПМР-спектроскопії. Вивчена гостра токсичність та діуретична активність отриманих речовин

Resistively-shunted superconducting quantum point contacts

We have studied the Josephson dynamics of resistively-shunted ballistic superconducting quantum point contacts at finite temperatures and arbitrary number of conducting modes. Compared to the classical Josephson dynamics of tunnel junctions, dynamics of quantum point contacts exhibits several new features associated with temporal fluctuations of the Josephson potential caused by fluctuations in the occupation of the current-carrying Andreev levels.Comment: 5 pages, RevTex, 3 postscript figures include