DC magnetic field generation in unmagnetized shear flows

The generation of DC magnetic fields in unmagnetized plasmas with velocity shear is predicted for non relativistic and relativistic scenarios either due to thermal effects or due to the onset of the Kelvin-Helmholtz instability (KHI). A kinetic model describes the growth and the saturation of the DC field. The predictions of the theory are confirmed by multidimensional particle-in-cell simulations, demonstrating the formation of long lived magnetic fields ($t \sim 100s \omega_{pi}^{-1}$) along the full longitudinal extent of the shear layer, with transverse width on the electron length scale ($\sqrt{\gamma_0}c/\omega_{pe}$), reaching magnitudes $eB_{\mathrm{DC}}/m_ec\omega_{pe}\sim \beta_0\sqrt{\gamma_0}$

Electron-scale shear instabilities: magnetic field generation and particle acceleration in astrophysical jets

Strong shear flow regions found in astrophysical jets are shown to be important dissipation regions, where the shear flow kinetic energy is converted into electric and magnetic field energy via shear instabilities. The emergence of these self-consistent fields make shear flows significant sites for radiation emission and particle acceleration. We focus on electron-scale instabilities, namely the collisionless, unmagnetized Kelvin-Helmholtz instability (KHI) and a large-scale dc magnetic field generation mechanism on the electron scales. We show that these processes are important candidates to generate magnetic fields in the presence of strong velocity shears, which may naturally originate in energetic matter outburst of active galactic nuclei and gamma-ray bursters. We show that the KHI is robust to density jumps between shearing flows, thus operating in various scenarios with different density contrasts. Multidimensional particle-in-cell (PIC) simulations of the KHI, performed with OSIRIS, reveal the emergence of a strong and large-scale dc magnetic field component, which is not captured by the standard linear fluid theory. This dc component arises from kinetic effects associated with the thermal expansion of electrons of one flow into the other across the shear layer, whilst ions remain unperturbed due to their inertia. The electron expansion forms dc current sheets, which induce a dc magnetic field. Our results indicate that most of the electromagnetic energy developed in the KHI is stored in the dc component, reaching values of equipartition on the order of $10^{-3}$ in the electron time-scale, and persists longer than the proton time-scale. Particle scattering/acceleration in the self generated fields of these shear flow instabilities is also analyzed

Transverse electron-scale instability in relativistic shear flows

Electron-scale surface waves are shown to be unstable in the transverse plane of a shear flow in an initially unmagnetized plasma, unlike in the (magneto)hydrodynamics case. It is found that these unstable modes have a higher growth rate than the closely related electron-scale Kelvin-Helmholtz instability in relativistic shears. Multidimensional particle-in-cell simulations verify the analytic results and further reveal the emergence of mushroom-like electron density structures in the nonlinear phase of the instability, similar to those observed in the Rayleigh Taylor instability despite the great disparity in scales and different underlying physics. Macroscopic ($\gg c/\omega_{pe}$) fields are shown to be generated by these microscopic shear instabilities, which are relevant for particle acceleration, radiation emission and to seed MHD processes at long time-scales

The meat market in Brazil: a partial equilibrium model

A partial equilibrium model for the meat market is fit to Brazilian data by three stages least squares. The model is consistent with the data and may be used for simulation purposes. In this context we compare model simulations for the near future with the OECD/ Aglink outlook. To illustrate using the model for simulations in policy assessments, we investigate the effect of a relative increase in corn price on the poultry and pork markets, coeteris paribus.Meat markets, elasticities, three stage least squares, simultaneous system of equations., Agribusiness, C 32,

Slow down of a globally neutral relativistic e−e+e^-e^+ beam shearing the vacuum

The microphysics of relativistic collisionless sheared flows is investigated in a configuration consisting of a globally neutral, relativistic $e^-e^+$ beam streaming through a hollow plasma/dielectric channel. We show through multidimensional PIC simulations that this scenario excites the Mushroom instability (MI), a transverse shear instability on the electron-scale, when there is no overlap (no contact) between the $e^-e^+$ beam and the walls of the hollow plasma channel. The onset of the MI leads to the conversion of the beam's kinetic energy into magnetic (and electric) field energy, effectively slowing down a globally neutral body in the absence of contact. The collisionless shear physics explored in this configuration may operate in astrophysical environments, particularly in highly relativistic and supersonic settings where macroscopic shear processes are stable

Dove in the skin cleansing category case study : do private labels represent a threat?

During the past years, the Portuguese retail mass market had been witnessing some changes in the consumers shopping habits. There are several reasons that might explain this fact. One of the main reasons for this phenomenon is the financial crisis, forcing consumers to change some of their habits. Over the years the retail mass market has been changing and adapting to new trends. In general, brands are enlarging their product portfolios in order to face competition and to try to reach every consumer segment – decreasing the product differentiation. Brands are now challenged to stand out in categories where sometimes products’ benefits are very alike. Given the decrease in product differentiation and the Portuguese consumer adaptation to the economic environment, the number of private labels purchased has been increasing. As a consequence, the variation in the perceived quality between NBs and PLBs is decreasing, resulting into the use of price as the deciding factor. Despite the veracity of price being the ultimate deciding factor in some categories (such as food), in the skin cleansing category the same cannot be concluded. As a market leader in the category, Dove represents an example of success in an industry where wining a price war is crucial. This research tries to unveil some of reasons behind this success. Much of the success is due to the nature of each category. This nature will vary according to variables such as risk of purchase, price consciousness and others which will lead to a higher propensity towards national brands.Ao longo dos últimos anos, o mercado de retalho português para as massas tem vindo a presenciar as mudanças nos hábitos de compras dos consumidores. Existem várias razões que podem explicar este facto. Uma das principais razões para este fenómeno é a crise financeira, forçando os consumidores a mudar os seus hábitos. Durante estes anos, o mercado de retalho tem vindo a mudar e a adaptar-se às novas tendências. Num modo geral, as marcas estão a reagir à concorrência ao alargarem os seus portfólios e ao tentarem atingir todos os segmentos – o que resulta numa diminuição de diferenciação de produto. As marcas são agora desafiadas a destacarem-se em categorias onde, por vezes, os benefícios entre produtos são semelhantes. Dada a diminuição na diferenciação de produto e dada a adaptação do consumidor português à conjuntura económica, o número de vendas de marca própria tem vindo a aumentar. Como consequência, a variação na perceção da qualidade entre marcas privadas e marcas próprias está a diminuir, o que leva os consumidores a usarem o preço como fator de decisão. Apesar da veracidade da afirmação de que o preço é o fator decisivo em algumas categorias (como a alimentação), na categoria de skin cleansing o mesmo não poder ser concluído. Como líder de mercado na categoria, Dove representa um exemplo de sucesso numa indústria onde ganhar a guerra de preços é crucial. Este estudo tenta revelar algumas das razões por detrás deste sucesso. Grande parte do sucesso é derivada da natureza de cada categoria. Esta natureza irá variar consoante variáveis como o risk of purchase, price consciousness, entre outras, o que leva a uma maior propensão para a compra de marcas privadas. Palavras-chave: marcas brancas; cuidado pessoal; mercado de retalho; comportamento do consumidor; mercado de massas; limpeza de pele

Generation and characterization of a Cerl2-KO embryonic stem cell line

Tese de mestrado integrado em Engenharia Biomédica e Biofísica, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2017Até aos dias de hoje, a Embriogénese é considerada um dos mecanismos mais fascinantes e complexos de decifrar. Os processos que medeiam a origem, desenvolvimento e especialização de um oócito até este formar um organismo completo são exaustivamente estudados de forma a entender a origem das doenças congénitas. Nos vertebrados, o coração é o primeiro órgão a ser formado tendo a funcionalidade de bombear o sangue e, desta forma, suprimir as constantes necessidades nutritivas do embrião. Por detrás da sua formação, várias vias de sinalização moleculares necessitam de estar intimamente relacionadas entre si. A mais pequena alteração numa delas leva ao surgimento de doenças cardíacas congénitas, afetando desde à nascença a qualidade de vida do Ser vivo. Deste modo, é crucial que sejam decifrados os mecanismos e moléculas por detrás da origem destas doenças, culminando na descoberta de terapias específicas bem como na sua prevenção. Durante o desenvolvimento embrionário, são vários os mecanismos que determinam o correto posicionamento do coração através da origem sequenciada dos três eixos principais: o Anterior-Posterior (A-P), o Dorso-Ventral (D-V) e o Esquerdo-Direito (E-D). Este último, está implicado na definição do posicionamento do coração na caixa torácica, na sua rotação final bem como na correta morfologia dos ventrículos e aurículas. Uma das principais vias de sinalização que inicialmente medeia a diferenciação da mesoderme e o estabelecimento do eixo E-D é a via Nodal, integrante da família TGF-β composta por vários outros membros também fatores de crescimento. No ratinho, nas etapas iniciais, as proteínas Nodal deslocam-se assimetricamente para o lado esquerdo do nó, uma estrutura embrionária transiente, e aí interagem com várias proteínas antagonistas capazes de direcionar o seu fluxo para a Placa Lateral Esquerda da Mesoderme. Quando se verifica uma mutação em algum dos genes codificadores destas proteínas antagonistas do Nodal, a indução da sua cascata de sinalização é rapidamente afetada resultando em defeitos de lateralidade dos órgãos, nomeadamente do coração e das suas artérias. Nas últimas décadas, vários modelos animais e celulares têm sido usados para mimetizar o fenótipo e genótipo característico de algumas patologias cardíacas humanas resultantes de anomalias de lateralidade. Nomeadamente, ratinhos knockout para o gene Cerberus-like 2 (Cerl2) foram anteriormente desenvolvidos de forma a estudar as implicações por detrás da perda de função deste gene. Este mesmo gene é expresso assimetricamente no lado direito do nó, codificando a proteína Cerl2 identificada como uma relevante antagonista da via de sinalização Nodal. Aquando a ausência da sua atividade antagonista, verifica-se uma anormal ativação da sinalização Nodal também na Placa Lateral Direita da Mesoderme. Tendo em conta as suas funções moleculares, seria de esperar que os ratinhos mutantes apresentassem fenótipos de lateralidade anormal. Deste modo, foram descritos defeitos na orientação do eixo cardíaco (looping randomizado), falhas na formação do septo ventricular e auricular, transposição das grandes artérias, hipertrofia ventricular, entre outros. Ainda, verificou-se uma taxa de morte neonatal considerável, no primeiro dia após o nascimento, tendo sido estabelecida uma relação direta entre a perda de função deste gene e o fenótipo mortal nestes ratinhos. No entanto, entre a população de ratinhos knockout foram identificadas ligeiras diferenças nos fenótipos apresentados, sendo alguns livres de malformações no estabelecimento do eixo E-D. Posteriormente, estudos de eletrocardiografia realizados a embriões e ratinhos neonatais Cerl2-/- permitiram estudar a eletrofisiologia e morfologia dos seus corações. De forma a ser independentemente estudado o mecanismo de ação molecular do Cerl2, foram considerados apenas ratinhos sem fenótipo anormal de lateralidade. Os resultados revelaram um aumento do índice de massa ventricular esquerda, uma redução do pico de velocidade da artéria pulmonar e uma diminuição do ritmo cardíaco, comparativamente com a população wild-type. Com o intuito de desvendar o papel deste gene, foram realizadas análises histológicas a amostras de corações em diversas fases de desenvolvimento embrionário e fetal. O estudo revelou um aumento significativo da espessura do miocárdio constituinte do ventrículo esquerdo demonstrando ainda que este fenómeno se deve a hiperplasia dos cardiomiócitos, com um aumento associado do número de eventos mitóticos. Verificou-se, ainda, um aumento dos níveis de fosforilação Smad2 sugerindo que a via de sinalização Nodal/Activin/Smad2 poderá estar super estimulada na ausência de proteínas Cerl2. Salientando, esta via de sinalização foi identificada como uma das principais reguladoras do processo de cardiogénese. No presente projeto, com o objetivo de analisar o papel do Cerl2 no processo de cardiomiogénese, células estaminais embrionárias foram derivadas de blastocistos dos ratinhos knockout. Foram usados os protocolos chave para a confirmação da estabilidade e propriedades de pluripotência das células geradas, podendo posteriormente ser usadas como um modelo de doença fiável. Análises ao cariótipo demonstraram que as linhas celulares derivadas apresentam estabilidade cromossómica, tanto a nível numérico como estrutural. Ao recorrer à técnica de imunofluorescência as células Estaminais Embrionárias revelaram marcação positiva para os marcadores NANOG, OCT4 e SSEA1 indicando a existência de expressão proteica dos mesmos. Corroborando estes resultados, níveis de expressão génica positivos foram identificados através da técnica de PCR quantitativo em tempo real (RT-PCR). Assim, foram amplificadas de forma significativa, amostras da sequência genética de Nanog, Oct4 e Sox2, revelando uma vez mais a existência de propriedades de pluripotência. De forma a demonstrar a capacidade de diferenciação em todas as linhagens celulares que compõem um organismo, procedeu-se à diferenciação espontânea das células Estaminais Embrionárias Cerl2-/- através do método de cultura de Corpos Embrióides (EBs). Recorrendo uma vez mais a testes de imunofluorescência, verificou-se a capacidade de diferenciação nas três camadas germinativas – endoderme, mesoderme e ectoderme – através da presença de marcadores proteicos específicos para cada uma delas. Usando o protocolo de diferenciação cardíaca por EBs, testou-se a hipótese de nas células estaminais Cerl2-/- a capacidade de diferenciação na mesoderme estar aumentada, comparativamente com células estaminais controlo (linha comercial E14). Observou-se um aumento substancial da capacidade de adesão, às placas de cultura, dos EBs derivados da linha mutante. Constatou-se, o surgimento de regiões com atividade cardíaca nos EBs knockout a partir do dia 6 de diferenciação, enquanto nos EBs derivados da linha wild-type estas regiões com contratilidade cardíaca apenas eram visíveis a partir dos dias 7 ou 8 de diferenciação. Durante este processo, foram contabilizadas as áreas de contratilidade verificando-se que, em média, no dia 10 do protocolo de diferenciação, cada EB knockout continha o dobro do número de áreas comparativamente com um EB da linha controlo. Estudando as variações temporais da expressão de genes característicos das várias etapas de diferenciação desde a mesoderme até à formação de cardiomiócitos maduros, através de RT-PCR, verificou-se um aumento da expressão de Mesp-1, Isl1 e Nkx2.5 indicando um incremento no número de células progenitoras cardíacas geradas. Analisando os níveis de expressão de genes implicados na maturação dos cardiomiócitos, verificou-se um aumento da regulação de α-MHC e uma diminuição na regulação de cTnT nas células diferenciadas Cerl2-/-. Conclui-se que as células KO têm uma maior capacidade de diferenciação mesodérmica, levando à produção de um maior número de progenitores cardíacos e, consequentemente, a um aumento no número de cardiomiócitos gerados. No entanto, estes aparentam ter uma maturação incompleta. Em conclusão, os resultados desenvolvidos neste projeto possibilitaram o estabelecimento e caracterização de linhas estaminais Cerl2-/- de ratinho servindo estas como um modelo para estudar as patologias congénitas relacionadas com este gene. Foram reveladas as primeiras descobertas sobre as alterações nos mecanismos de cardiomiogénese resultantes da perda de função do gene Cerl2. Futuramente, poderão ser usadas como ferramenta para a descoberta de novos mecanismos biológicos das proteínas Cerl2 ou mesmo até para o desenvolvimento de terapias celulares.Embryogenesis is a well-organized process capable of originating the complex mammalian organisms. Even a slight change in the signaling pathways is capable of significantly altering the biological mechanisms leading to a mutant phenotype. The heart is the first organ to be formed during this process, according to its vital functions since the first days of an embryo’s life throughout the entire life of the mammalian organism. Sporadically, cardiogenesis does not occur with the normal coordination and some signaling pathways are altered resulting in congenital heart diseases. Thus, it is crucial to uncover the molecular and morphogenetic mechanisms that lead to these pathologies in order to discover new therapies’ insights and provide genetic prevention. A Cerberus/Dan family member, the mouse Cerberus-like 2 (Cerl2) gene, has been studied and identified as a Nodal antagonist, capable of interfering in the most relevant steps during Left-Right (L-R) axis establishment that lead to the asymmetric patterning of the heart. Its function consists to spatially regulate Nodal proteins to the Left Lateral Plate Mesoderm, at the embryonic stage of development. In Cerl2 knockout mice, it was reported a wide range of laterality defects with associated cardiac failure and significant death rate on the first day after birth. Previously, a massive increase of the ventricle walls was observed as a consequence of cardiomyocytes’ hyperplasia, verified by an increase in their mitotic index. In order to uncover the possible roles of Cerl2 in the regulation of the signaling pathways underlying cardiomyocyte proliferation and differentiation, three Cerl2-/- Embryonic Stem cell (ES cell) lines were derived from blastocysts of the mutant mice. Using this disease model, it was possible to begin the study of the implications of Cerl2 in the spatiotemporal control of cardiac progenitors’ proliferation and its differentiation into mature cardiomyocytes. Firstly, the normal chromosomic number and structural stability of the derived lines was confirmed by G-banding staining. Then, pluripotency properties were verified using standard protocols, such as immunofluorescence microscopy that demonstrate positive protein expression for NANOG, OCT4 and SSEA1 markers. Also, through real-time amplification of endogenous RNA expression for Nanog, Oct4 and Sox2 genes it was confirmed the presence of pluripotency properties. In order to prove the differentiation capacity in the three germ layers, the ES cells were spontaneously differentiated and positive protein expression for endoderm, mesoderm and ectoderm was confirmed through immunostaining. Using the Embryoid Bodies culture, the Cerl2-/- ES cells were differentiated into cardiac cells. It was notorious a significant change in the number of produced beating foci areas compared to the control line: the knockout cells originated the double of the cardiac foci compared to the wild type cells, even at day 10 of the differentiation protocol. Using the real-time PCR technique, the levels of early cardiac genes expression were studied, showing a statistical upregulation of Mesp-1, Nkx2.5 and Isl1 genes in the differentiated Cerl2-/- cells. Also, the expression of mature cardiac markers was evaluated resulting in increased levels of α-MHC and reduced levels of cTnT in these cells. Concluding, loss-of-function of Cerl2 leads to a possible increase in the cardiac progenitor cells resulting in a higher number of derived cardiomyocytes. However, despite of showing early beating actions they did not reveal a complete maturation. Ultimately, the present project uncovers the first insights in the Cerl2 role during mouse cardiomyogenesis, mainly in the specification of the number of cardiomyocytes that will populate the mature myocardium

A case study of families eligible to The National Family Agriculture Strengthening Program (PRONAF)

O estudo analisa 447 estabelecimentos enquadráveis no PRONAF e pertencentes à amostra de 1.806 estabelecimentos da Fundação Getúlio Vargas. Os dados foram coletados em 1997 e 1998, e referem-se ao ano agrícola 1996/97. Foram encontradas 236 famílias com renda líquida negativa, RL < 0, e 211 delas têm renda líquida igual ou maior que zero, RL ≥ 0. O estudo testa a hipótese de que erros de administração e bloqueio à difusão de tecnologia explicam porque os dois grupos são tão diferentes, quanto à renda líquida. Não se rejeitou a hipótese da neutralidade da tecnologia: o grupo de renda líquida negativa tem a função de produção abaixo do outro grupo. Por isso, este grupo (RL≥0 ) desfruta de conhecimentos que o grupo RL < 0 não tem. Foram encontradas muitas falhas na alocação de recursos e escolha de tecnologia. Ainda o grupo de RL < 0 enfrenta restrições à expansão do negócio, pois apresenta retorno constante à escala. Os erros de alocação de recursos exigem competência em administração rural para solucioná-los. Assim, o treinamento dos extensionistas tem que enfatizar a administração rural. O crédito rural tem que ter, como visão do negócio, o estabelecimento, e não se limitar a financiar tão somente novas tecnologias. O montante do empréstimo deve nascer do planejamento do estabelecimento. _________________________________________________________________________________ ABSTRACTThe paper studies the sub-sample of 447 farms entitled to the benefits of PRONAF, the Brazilian federal government's credit programme for smallholder families, part of the Getúlio Vargas Foundation's sample of 1806 farms in nine regions of the country. From those 447 farms, 236 have negative net income ( RL < 0 ) and 211 are in the class of non-negative net income ( RL ≥ 0 ). The data were collected in 1997 and 1998, referring to the July1996/June1997 farm year. This paper's central hypothesis is that negative net income is explained by farm mismanagement and restricted knowledge diffusion. Another hypothesis is that technology is neutral, in the sense that the production function of the negative net income group is below that of the non-negative group. Thus, group RL < 0 does not have access to the same type of knowledge as group RL ≥ 0 , with a number of flaws being found in resource allocation and technology choice. Also, this group's expansion of farm activities is hindered by constant returns to scale. Sound knowledge of farm management is required to improve resource allocation, which implies training rural extension professionals to cope with farm management problems. Furthermore, the rural credit system needs to view the farm as whole, and should not be limited to financing only new technology. Instead, loan amounts must be a consequence of farm planning

Mineral scale prediction modelling : precipitation of CaCO3 scale in CO2-water alternating gas production systems

The injection of CO2 in oil reservoirs for tertiary oil recovery is one of the main Enhanced Oil Recovery (EOR) processes and it is widely used in the oil and gas industry. To prevent early gas breakthrough, CO2 is commonly injected in alternated slugs with water, in a process known as CO2 Water Alternating Gas (CO2 WAG). When such processes are carried out in carbonate reservoirs, there is the potential for calcite (CaCO3) dissolution in the reservoir and its subsequent re-precipitation in production systems, thus posing a flow assurance risk that must be carefully managed. A new thermodynamic model that addresses all of the major steps involved in the precipitation of CaCO3 scale in CO2 WAG production systems is proposed, including: i) the dissolution of injected CO2 into the reservoir brine; ii) the rock-brine interactions and the dissolution of CaCO3 rock; iii) the reactive flow and transport of aqueous components in the reservoir; iv) the partition of components between the liquid, vapour, and water phases; and v) the precipitation of CaCO3 scale as a function of decreasing pressure (and temperature) in CO2 WAG production systems (i.e. in the well and in topside equipment). Thus, an aqueous electrolyte model has been implemented and coupled with a Vapour-Liquid Equilibrium (VLE) model, a multiphase flash model, and a reactive transport model. The non-ideal behaviour of the aqueous and hydrocarbon phases (vapour and liquid) has been modelled by using respectively the Pitzer equations and an Equation of State (EOS) (Soave-Redlich-Kwong, SRK, and Peng-Robinson, PR, EOS, have been used, among others). The implementation of these models has been validated by comparing results with experimental data and/or with results obtained by using industry standard software. In addition, the impact of VLE, multiphase flash, and reactive transport calculations on the precipitation of CaCO3 scale has been investigated, by considering commonly available production data. Also, a procedure had been devised to address each step involved in the precipitation of CaCO3 scale in CO2 WAG production wells individually, and together in an integrated approach. In fact, this work focuses on building the boundaries for the CaCO3 scaling system, thus allowing to define, and work on, worst case scenarios. This gives the required information – both qualitatively and quantitatively – to manage CaCO3 scale in CO2 WAG production wells