Frequency shifts in gravitational resonance spectroscopy

Quantum states of ultracold neutrons in the gravitational field are to be characterized through gravitational resonance spectroscopy. This paper discusses systematic effects that appear in the spectroscopic measurements. The discussed frequency shifts, which we call Stern-Gerlach shift, interference shift, and spectator state shift, appear in conceivable measurement schemes and have general importance. These shifts have to be taken into account in precision experiments

A spectroscopy approach to measure the gravitational mass of antihydrogen

We study a method to induce resonant transitions between antihydrogen ($\bar{H}$) quantum states above a material surface in the gravitational field of the Earth. The method consists of applying a gradient of magnetic field, which is temporally oscillating with the frequency equal to a frequency of transition between gravitational states of antihydrogen. A corresponding resonant change in the spatial density of antihydrogen atoms could be measured as a function of the frequency of applied field. We estimate an accuracy of measuring antihydrogen gravitational states spacing and show how a value of the gravitational mass of the $\bar{H}$ atom could be deduced from such a measurement. We also demonstrate that a method of induced transitions could be combined with a free-fall-time measurement in order to further improve the precision

The origin of quasi-periodicities during circular ribbon flares

Solar flares with a fan-spine magnetic topology can form circular ribbons. The previous study based on H\alpha line observations of the solar flares during March 05, 2014 by Xu et al. (2017) revealed uniform and continuous rotation of the magnetic fan-spine. Preliminary analysis of the flare time profiles revealed quasi-periodic pulsations (QPPs) with similar properties in hard X-rays, H\alpha, and microwaves. In this work, we address which process the observed periodicities are related to: periodic acceleration of electrons or plasma heating? QPPs are analysed in the H\alpha emission from the centre of the fan (inner ribbon R1), a circular ribbon (R2), a remote source (R3), and an elongated ribbon (R4) located between R2 and R3. The methods of correlation, Fourier, wavelet, and empirical mode decomposition are used. QPPs in H\alpha emission are compared with those in microwave and X-ray emission. We found multi-wavelength QPPs with periods around 150 s, 125 s, and 190 s. The 150-s period is seen to co-exist in H\alpha, hard X-rays, and microwave emissions, that allowed us to connect it with flare kernels R1 and R2. These kernels spatially coincide with the site of the primary flare energy release. The 125-s period is found in the H\alpha emission of the elongated ribbon R4 and the microwave emission at 5.7 GHz during the decay phase. The 190-s period is present in the emission during all flare phases in the H\alpha emission of both the remote source R3 and the elongated ribbon R4, in soft X-rays, and microwaves at 4--8 GHz. We connected the dominant 150-s QPPs with the slipping reconnection mechanism occurring in the fan. We suggested that the period of 125 s in the elongated ribbon can be caused by a kink oscillation of the outer spine connecting the primary reconnection site with the remote footpoint. The period of 190 s is associated with the 3-min sunspot oscillations.Comment: Accepted for publication in A&

Morphological peculiarities of the ovaries of the fetuses from mothers with complicated pregnancy

Комплексне вивчення яєчників плодів від матерів, вагітність у яких ускладнена еклампсією, виявило такі особливості: достовірне зниження маси органу і показників основних його розмірів у порівнянні з такими в групі контрольних спостережень. Збільшення відносного об’єму інтерстиціальної тканини поряд зі зменшенням обсягу фолікулів. Виявлені особливості свідчать про внутрішньоутробне функціональне перенапруження яєчників плодів від матерів, вагітність у яких ускладнена еклампсією. Гістологічна будова органу відповідає гіперпластичному типу. Описані зміни у відповідності з даними літератури є ознакою полігландулярної ендокринопатії у плодів від матерів з еклампсією і у подальшому онтогенезі можуть сприяти порушенню гермінативної і ендокринної функцій організму.The complex investigation of the ovaries of the fetuses from the mothers whose pregnancy was complicated by eclampsia revealed a signifcant reduction of the organ mass and size as compared to those in the control group, an increase of the relative volume of the interstitial tissue, and a reduction of the follicle volume. The revealed changes suggest an intrauterine functional overstrain of the fetal ovaries from the mothers whose pregnancy was complicated by eclampsia. The histology fndings of the organ corresponded to the hyperplastic type. According to the literature, the aforementioned changes are the signs of polyglandularendocrinopathy in fetuses from mothers with eclampsia; in the further ontogenesis, they can promote disorders of the germentative and endocrine functions of the organism

Quantifying human genome parameters in aging

Healthy human longevity is a global goal of the world health system. Determining the causes and processes influencing human longevity is the primary fundamental goal facing the scientific community. Currently, the main efforts of the scientific community are aimed at identifying the qualitative characteristics of the genome that determine the trait. At the same time, when evaluating qualitative characteristics, there are many challenges that make it difficult to establish associations. Quantitative traits are burdened with such problems to a lesser extent, but they are largely overlooked in current genomic studies of aging and longevity. Although there is a wide repertoire of quantitative trait analyses based on genomic data, most opportunities are ignored by authors, which, along with the inaccessibility of published data, leads to the loss of this important information. This review focuses on describing quantitative traits important for understanding aging and necessary for analysis in further genomic studies, and recommends the inclusion of the described traits in the analysis. The review considers the relationship between quantitative characteristics of the mitochondrial genome and aging, longevity, and age-related neurodegenerative diseases, such as the frequency of extensive mitochondrial DNA (mtDNA) deletions, mtDNA half-life, the frequency of A>G replacements in the mtDNA heavy chain, the number of mtDNA copies; special attention is paid to the mtDNA methylation sign. A separate section of this review is devoted to the correlation of telomere length parameters with age, as well as the association of telomere length with the amount of mitochondrial DNA. In addition, we consider such a quantitative feature as the rate of accumulation of somatic mutations with aging in relation to the lifespan of living organisms. In general, it may be noted that there are quite serious reasons to suppose that various quantitative characteristics of the genome may be directly or indirectly associated with certain aspects of aging and longevity. At the same time, the available data are clearly insufficient for definitive conclusions and the determination of causal relationships

Активация наночастиц фталоцианина алюминия для локальной флуоресцентной спектроскопии в стоматологии

Early diagnosis of caries and tooth enamel microcracks is of great importance for preventing the destruction of healthy tooth enamel. Inorder to detect microcracks in the enamel and pathogenic microflora foci that can cause caries, nanoform of aluminum phthalocyanine (AlPc) can be used as a marker. In a colloidal solution, the nanoparticles do not fluoresce, unlike their molecular form. To convert the particle into its molecular form, it is necessary to have a solvent or specific environment (bacteria, macrophages, etc.). That is why the hydrophobic nanoparticles of aluminum phthalocyanine (nAlPc) can act as markers for detecting hidden pathogenic microflora during fluorescent diagnostics. Further reduction of the diagnosis time and increase the efficiency can be achieved by using biologically compatible surfactants as additional activators of nAlPc.In order to carry out local fluorescence spectroscopy of enamel microcracks and pathogenic microflora foci on the enamel surface, a model compound containing surfactants, auxiliary components and nAlPc colloid at a concentration of 10 mg/l was prepared.Studies on the interaction of the model compound with nAlPc and Protelan MST-35 with tooth enamel ex vivo have shown this surfactant to be a promising auxiliary activator of the nanoparticles, allowing conducting local fluorescence spectroscopy of the tooth enamel surface 3 min after application. In addition, statistical processing of the results showed the effectiveness of using the model compound for local fluorescence spectroscopy of the enamel surface in order to detect the enamel microcracks and the pathogenic microflora accumulation foci that can lead to the development of a cariogenic process.Для выявления микротрещин эмали и очагов скопления патогенной микрофлоры, которые могут стать причиной развития кариеса, в качестве маркера используется фталоцианин алюминия (AlPc) в виде наночастиц. В коллоидном растворе наночастицы не обладают собственной флуоресценцией, в отличие от молекулярной формы. Для перевода частицы в молекулярную форму необходимо присутствие растворителя или специфического окружения (бактерии, макрофаги и др.). Поэтому гидрофобные наночастицы фталоцианина алюминия (nAlPc) могут выступать в качестве маркера для обнаружения скрытых очагов скопления патогенной микрофлоры во время проведения флуоресцентной диагностики. Для сокращения времени диагностики и увеличения эффективности в качестве дополнительных активаторов nAlPc могут быть использованы биологически совместимые поверхностно-активные вещества (ПАВ).Для проведения локальной флуоресцентной спектроскопии микротрещин эмали и очагов скопления патогенной микрофлоры на поверхности эмали была приготовлена модельная смесь, содержащая ПАВ, вспомогательные компоненты и коллоида nAlPc в концентрации 10 мг/л.Исследования по взаимодействию модельной смеси с nAlPc и протеланом с эмалью зубов ex vivo показали перспективность использования этого ПАВ для дополнительной активации наночастиц, что позволяет проводить локальную флуоресцентную спектроскопию поверхности эмали зубов через 3 мин после нанесения. Также статистическая обработка результатов показала эффективность использования модельной смеси для локальной флуоресцентной спектроскопии поверхности эмали для выявления микротрещин эмали и очагов скопления патогенной микрофлоры, которая может привести к развитию кариесогенного процесса

Изменения электрической активности головного мозга у пациентов с различной тяжестью поражения коронарного русла через один год после коронарного шунтирования

Aim.To examine the brain electrical activity changes with the quantitative electroencephalogram (qEEG) indicators (the spectral power) in patients at 1 year after on-pump coronary artery bypass grafting (CABG) depending on the severity of the coronary lesions.Methods.65 patients were included in the study. Before performing CABG, they were divided into two groups depending on the severity of coronary artery disease according to the SYNTAX score: patients with mild coronary artery lesions – SYNTAX ≤22, (n = 28) and patients with severe coronary lesions – SYNTAX ≥ 23, (n = 37). EEG studies were performed in the preoperative period (at days 3–5 before GABG) and 1 year after surgery. Variance analysis with repeated comparisons (ANOVA) was used to compare pre-and postoperative EEG spectral power indicators in five clusters of the right and left hemispheres.Results.Patients with SYNTAX ≥23 had higher theta rhythm power values as compared with patients with SYNTAX ≤22 (p = 0.018) at 1 year after CABG, whereas these groups were comparable before the surgery. In addition, patients with severe lesions of the coronary arteries (SYNTAX ≥23) demonstrated an increase of theta rhythm power at 1 year after surgery in comparison to preoperative values (p = 0.017), this effect was not detected in patients with SYNTAX ≤22.Conclusion.One year after CABG, patients with severe coronary lesions (SYNTAX ≥23), demonstrated qEEG changes that resembled cortical dysfunction, showing significance of severity of coronary atherosclerosis, assessed by the SYNTAX score, as an integral indicator, indirectly characterizing neurophysiological status of patients.Цель. Изучить изменения электрической активности мозга по данным мощности биопотенциалов электроэнцефалограммы (ЭЭГ) в отдаленном периоде (1 год) коронарного шунтирования (КШ) в зависимости от степени поражения коронарных артерий.Материалы и методы. В проспективное когортное исследование включены 65 пациентов, которые разделены на две группы в зависимости от степени поражения коронарных артерий по шкале SYNTAX: первая группа (n = 28) – пациенты с умеренным поражением коронарных артерий, SYNTAX ≤22; вторая группа (n = 37) – с тяжелым поражением коронарных артерий, SYNTAX ≥23. Исследования ЭЭГ проводились в предоперационном периоде (за 3–5 дней до КШ) и через год после вмешательства. Дисперсионный анализ с повторными сравнениями (ANOVA) использован для сравнения до- и послеоперационных показателей спектральной мощности биопотенциалов ЭЭГ в пяти кластерах правого и левого полушарий.Результаты. Через год после КШ пациенты с показателем по шкале SYNTAX ≥23 имели более высокие значения мощности биопотенциалов тета1-ритма по сравнению с пациентами с SYNTAX ≤22 (р = 0,018), тогда как до операции межгрупповых различий по показателям тета1-ритма не наблюдалось. Кроме того, у пациентов с тяжелым поражением коронарных артерий (SYNTAX ≥23) наблюдалось увеличение мощности тета1-ритма через год после операции по сравнению с предоперационными значениями (р = 0,017), тогда как у пациентов с SYNTAX ≤22 такого результата не выявлено.Заключение. У пациентов с тяжелой патологией коронарных артерий (SYNTAX ≥23) через год после КШ выявлены изменения количественной ЭЭГ, отражающие проявления кортикальной дисфункции. Продемонстрирована значимость тяжести коронарного атеросклероза, оцениваемой по шкале SYNTAX, как интегрального показателя, косвенно характеризующего нейрофизиологический статус пациентов

Immunohistochemical peculiarities of collagen-synthesis function of the main structural components of the uterus of the fetuses from mothers with complicated pregnancies

С целью установления особенностей коллаген-синтезирующей функции основных компонентов матки плодов изучили строение органа у 41 плода. Использовали антропометрический, органометрический, гистологический, гистохимический, иммуногистохимический и статистический методы исследования. Иммуногистохимическим методом установлено нарушение коллагенообразования, что проявляется усилением синтеза коллагенов I и III типов наряду со снижением содержания коллагена IV типа в соединительной ткани слоев стенки матки. Описанные изменения могут способствовать развитию несостоятельности стенки матки, проявиться в дальнейшем нарушением репродуктивной функции и быть одним из проявлений дисплазии соединительной ткани у плодов и новорожденных от матерей, беременность которых осложнена преэклампсией различной степени тяжести.З метою виявлення особливостей колаген-синтезуючої функції основних компонентів матки плодів вивчили будову органа 41 плода. Використали антропометричний, органометричний, гістологічний, гістохімічний, імуногістохімічний і статистичний методи дослідження. Імуногістохімічним методом встановили порушення колагеноутворення, що проявляється посиленням синтезу колагенів I і III типів поряд зі зниженням вмісту колагену IV типу в сполучній тканині шарів стінки матки. Ці зміни можуть призводити до розвитку функціональної недостатності стінки матки, надалі проявитися порушенням репродуктивної функції та бути одним із проявів дисплазії сполучної тканини у плодів і новонароджених від матерів, вагітність яких ускладнена преклампсією різного ступеня тяжкості.Aim. To identify features of collagen-synthesizing function of the main components of the uterus of the fetuses. Methods and results. 41 fetuses body structure were studied. Anthropometric, organometric, histological, histochemical, immunohistochemical and statistical methods were used. Immunohistochemistry results found a violation of collagen synthesis. Collagen types I and III production was increased and collagen type IV – decreased. Conclusion. This connective tissue peculiarities in uterus wall layers may contribute to the development of the tissue dysplasia and reproductive dysfunction in the future

Kink oscillations of coronal loops

Kink oscillations of coronal loops, i.e., standing kink waves, is one of the most studied dynamic phenomena in the solar corona. The oscillations are excited by impulsive energy releases, such as low coronal eruptions. Typical periods of the oscillations are from a few to several minutes, and are found to increase linearly with the increase in the major radius of the oscillating loops. It clearly demonstrates that kink oscillations are natural modes of the loops, and can be described as standing fast magnetoacoustic waves with the wavelength determined by the length of the loop. Kink oscillations are observed in two different regimes. In the rapidly decaying regime, the apparent displacement amplitude reaches several minor radii of the loop. The damping time which is about several oscillation periods decreases with the increase in the oscillation amplitude, suggesting a nonlinear nature of the damping. In the decayless regime, the amplitudes are smaller than a minor radius, and the driver is still debated. The review summarises major findings obtained during the last decade, and covers both observational and theoretical results. Observational results include creation and analysis of comprehensive catalogues of the oscillation events, and detection of kink oscillations with imaging and spectral instruments in the EUV and microwave bands. Theoretical results include various approaches to modelling in terms of the magnetohydrodynamic wave theory. Properties of kink oscillations are found to depend on parameters of the oscillating loop, such as the magnetic twist, stratification, steady flows, temperature variations and so on, which make kink oscillations a natural probe of these parameters by the method of magnetohydrodynamic seismology