Domain wall suppression in trapped mixtures of Bose-Einstein condensates

The ground state energy of a binary mixture of Bose-Einstein condensates can be estimated for large atomic samples by making use of suitably regularized Thomas-Fermi density profiles. By exploiting a variational method on the trial densities the energy can be computed by explicitly taking into account the normalization condition. This yields analytical results and provides the basis for further improvement of the approximation. As a case study, we consider a binary mixture of $^{87}$Rb atoms in two different hyperfine states in a double well potential and discuss the energy crossing between density profiles with different numbers of domain walls, as the number of particles and the inter-species interaction vary.Comment: 9 page

Propagazione in vitro via embriogenesi somatica di Iris pallida Lam. (Giaggiolo)

Il genere Iris è il più grande presente all’interno delle Iridaceae, raggruppando nel suo insieme più di 300 specie di piante erbacee. Il genere Iris, originario del Giappone e dell’areale mediterraneo, presenta un notevole sviluppo e una localizzazione sudequatoriale, ma è presente su tutto il globo per la diffusione operata dall’uomo. Alcune specie d’Iris, quali Iris pallida, l’Iris germanica ed Iris florentina sono indicate con il nome di Giaggioli. L’I. pallida viene coltivata con il fine di ottenere oli essenziali, comunemente indicate con il nome di ‘‘profumo di violetta’’, apprezzati e ricercati dalle industrie profumiere della Provenza. Questa preziosa essenza viene sintetizzata nei rizomi, per semplice degradazione ossidativa degli iridali, i precursori degli ironi (composti chetonici responsabili del profumo). Gli ironi non sono presenti nei rizomi al momento della raccolta: il processo biochimico che porta alla loro formazione è estremamente lento, tanto che quantità accettabili di ironi si accumulano solo dopo un periodo di stagionatura che varia da tre a quattro anni. I rizomi ottenuti sono in seguito sottoposti a particolari processi chimici che consentono di concentrare per gradi l’essenza profumata fino ad ottenere l’assoluta d’iris, una sostanza contenente l’80% di ironi. Il valore dell’assoluta di Iris si aggira intorno ai cinquantamila euro al chilogrammo, ciò non deve stupire se si pensa che per ottenere 0,3-0,4 grammi di assoluta è necessario un chilogrammo di rizoma ben stagionato. In Toscana il giaggiolo viene coltivato in zone tipiche, quali i monti del Chianti e le pendici del Pratomagno nell’aretino. I rizomi provenienti da queste zone sono estremamente apprezzati e richiesti dalle industrie profumiere, che li preferiscono a quelli provenienti da Marocco, India e Cina. Le elevate richieste di rizomi rendono indispensabile un aumento delle produzioni, limitate da metodi di propagazione, di tipo vegetativo, che prevedono l’utilizzo dei rizomi per la produzione delle barbatelle. Per ottenere colture di giaggiolo di elevato pregio, assicurare elevati standard qualitativi e quantitativi, è necessaria un’attività di selezione varietale, accompagnata da metodi di propagazione veloci, ripetibili e affidabili. Tra le tecniche di propagazione offerte dal panorama tecnologico contemporaneo, le tecniche di micropropagazione in vitro risultano essere le più adatte. In particolare la tecnica utilizzata è comunemente indicata con il termine di embriogenesi somatica, un particolare tipo di coltura in vitro, che permette di ottenere embrioni non-zigotici, da un tessuto indifferenziato chiamato callo. Per realizzare un protocollo per la micropropagazione via embriogenesi somatica dell’I. pallida è stato condotto uno studio svolto dal team guidato dal Prof. Malorgio e dalla Dott.ssa Lucchesini dell’Università di Pisa e dalla Prof.ssa Mensuali della Scuola Superiore Sant’Anna. Lo sviluppo della micropropagazione dell’Iris pallida si pone come obiettivi quelli di fornire uno strumento efficace ed economicamente vantaggioso per le aziende leader in questo settore. Questo studio è stato basato sull'induzione dell’embriogenesi somatica su tessuti provenienti dai boccioli delle piante madri e da frammenti di foglie di plantule sviluppate in vitro. I primi dati ottenuti, relativi all’inquinamento degli espianti, hanno evidenziato che il bocciolo (fiore immaturo) è il miglior candidato per i test iniziali di induzione. Oltre ad aver testato differenti tipi di espianti (parti del bocciolo), sono stati condotti esperimenti su mezzi d’induzione che differiscono tra loro per la tipologia e la concentrazione dei regolatori di crescita, nonché dei componenti organici. Il mezzo di MS modificato contenente 0,1 mg L-1 di chinetina (Kin) e 1 mg L-1 acido 2,4-diclorofenossiacetico (2,4D) come mezzo di induzione per gli espianti dei fiori immaturi è risultato essere il più idoneo. Un altro mezzo MS modificato contenente 1 mg L-1 di Kin e 1 mg L-1 di 2,4D è risultato essere il più adatto per le colture successive di callo embriogenico. Per far sviluppare gli embrioni e mantenerne la formazione è stato utilizzatocome mezzo d’espressione,un mezzo Knudson C modificato, addizionato con 1 mg L-1 Kin e 0,1 mg L-1 acido indol-3-butirrico (IBA). Trasferendo gli embrioni ottenuti su un mezzo MS modificato contenete 0,1 mg L-1 di 6-benziladenina (BA) e acido α-naftalenacetico (NAA), è stato possibile ottenere plantule complete in vitro, da destinare all'acclimatazione ex vitro. La possibilità di indurre la formazione di callo embriogenico su espianti di foglie da plantule micropropagate (sterili e disponibili tutto l’anno) ha permesso di ottimizzare il processo di produzione. Il ciclo di propagazione via embriogenesi somatica è stato analizzato in dettaglio a partire da colture di callo ottenuto attraverso l’induzione di tessuti provenienti da plantule allevate in vitro di Giaggiolo toscano per sei subcolture successive al termine delle quali non era più possibile indurre la formazione di embrioni sul callo. Sulle piante ottenute sono stati effettuate analisi chimiche attraverso metodologia HPLC che hanno consentito di verificare che tale metodo di propagazione non ha effetti sulle presenza degli iridali. E’ stata svolta una caratterizzazione istologica degli embrioni somatici. Sono stati valutati, attraverso metodo fluorocitometrico, i contenuti di DNA al fine di comparare le piante madri e le piante rigenerate dal vitro. Tale analisi ha provato l’assenza di variazioni nella ploidia delle piante di I.pallida che vengono propagate con questo sistema. È stata realizzata l’estrazione di RNA dalle foglie per il sequenziamento con metodo ILLUMINA al fine di valutare i profili di espressione di alcuni geni implicati nella via di biosintesi dei triterpeni. Infine sono stati prodotti dei semi artificiali, ottenuti inserendo gli embrioni somatici in capsule di alginato. Questi sono stati in grado di mantenere vitali gli embrioni e di permettere lo loro conservazione per lunghi periodi. In definitiva considerando che un bocciolo potrebbe fornire una media di dodici espianti, i nostri risultati hanno dimostrato che in un ciclo della durata di sei mesi possono essere prodotte circa 150 piantine, con la possibilità di attuare altri cicli partendo dalle foglie delle plantule ottenute. Il callo ottenuto da queste foglie ha una capacità embriogenica di circa 30 embrioni/g di callo ed una germinazione degli embrioni del 50%. Da 1 grammo di espianti fogliari prelevati dalle piante in vitro, è possibile ottenere in circa 60 giorni 8 g di callo embriogenico, in grado di fornire in altri 20 giorni oltre 200 embrioni e quindi circa 100 piantine da acclimatare ex vitro. Le piante ottenute non presentano variazioni rilevanti dal punto di vista agronomico e produttivo. La possibilità di produrre semi artificiali potrà essere utilizzata per trasporto e/o scambio di materiale, in condizioni di asepsi e con una buona vitalità, nonché per la conservazione del germoplasma

Physics-Informed Neural Networks for 2nd order ODEs with sharp gradients

In this work, four different methods based on Physics-Informed Neural Networks (PINNs) for solving Differential Equations (DE) are compared: Classic-PINN that makes use of Deep Neural Networks (DNNs) to approximate the DE solution;Deep-TFC improves the efficiency of classic-PINN by employing the constrained expression from the Theory of Functional Connections (TFC) so to analytically satisfy the DE constraints;PIELM that improves the accuracy of classic-PINN by employing a single-layer NN trained via Extreme Learning Machine (ELM) algorithm;X-TFC, which makes use of both constrained expression and ELM. The last has been recently introduced to solve challenging problems affected by discontinuity, learning solutions in cases where the other three methods fail. The four methods are compared by solving the boundary value problem arising from the 1D Steady-State Advection–Diffusion Equation for different values of the diffusion coefficient. The solutions of the DEs exhibit steep gradients as the value of the diffusion coefficient decreases, increasing the challenge of the problem

Statistical mechanics of the Cluster-Ising model

We study a Hamiltonian system describing a three-spin-1/2 cluster-like interaction competing with an Ising-like anti-ferromagnetic interaction. We compute free energy, spin correlation functions and entanglement both in the ground and in thermal states. The model undergoes a quantum phase transition between an Ising phase with a nonvanishing magnetization and a cluster phase characterized by a string order. Any two-spin entanglement is found to vanish in both quantum phases because of a nontrivial correlation pattern. Neverthless, the residual multipartite entanglement is maximal in the cluster phase and dependent on the magnetization in the Ising phase. We study the block entropy at the critical point and calculate the central charge of the system, showing that the criticality of the system is beyond the Ising universality class.Comment: To be published in Physical Review

Entanglement of two blocks of spins in the critical Ising model

We compute the entropy of entanglement of two blocks of L spins at a distance d in the ground state of an Ising chain in an external transverse magnetic field. We numerically study the von Neumann entropy for different values of the transverse field. At the critical point we obtain analytical results for blocks of size L=1 and L=2. In the general case, the critical entropy is shown to be additive when d goes to infinity. Finally, based on simple arguments, we derive an expression for the entropy at the critical point as a function of both L and d. This formula is in excellent agreement with numerical results.Comment: published versio

Nutritional Properties of Milk from Dairy Ewes Fed with a Diet Containing Grape Pomace

Abstract: The aim of the present study was to evaluate the effects of a diet containing a 10% of grape pomace (GP) on the milk yield, chemical-nutritional characteristics, total phenolic compounds (TPCs), antioxidant activity (AOA), fatty acids and proteins profile of dairy ewe’s milk. Forty-six ewes were dived into two groups: a control group (Ctrl), fed a standard diet, and an experimental group (GP+), whose diet was supplemented with 10% of GP on dry matter. The trial lasted 60 days and milk samples were collected and analyzed at the beginning (T0) and after 60 (T60) days. Dietary enrichment with GP did not affect the yield and the chemical composition of the milk. TPCs and AOA were not affected by the diet. After 60 days, the diet induced an increase in monounsaturated fatty acids (MUFA) and a decrease in medium chain saturated fatty acids (MCSFA), but the total saturated fatty acids (SFA), polyunsaturated fatty acids (PUFA), short chain saturated fatty acids (SCSFA) and long chain saturated fatty acids (LCSFA) were not modified. A decrease in the C14 desaturation index and an increase in the C18 index were also detected. Total caseins and whey protein were not affected by GP, even if a lower content of k-casein in GP+ milk compared to Ctrl milk was observed on the 60th day. The results of the present study suggest that 10% of GP can be included in the diet of lactating ewes without modifying milk gross composition but inducing significantly changes the fatty acid profile

Design, synthesis, biophysical and biological studies of trisubstitutednaphthalimides as G-quadruplex ligands

A series of trisubstituted naphthalimides have been synthesized and evaluated as telomeric G-quadruplex ligands by biophysical methods. Affinity for telomeric G-quadruplex AGGG(TTAGGG)3 binding was first screened by fluorescence titrations. Subsequently, the interaction of the telomeric G-quadruplex with compounds showing the best affinity has been studied by isothermal titration calorimetry and UVmelting experiments. The two best compounds of the series tightly bind the telomeric quadruplex with a 2:1 drug/DNA stoichiometry. These derivatives have been further evaluated for their ability to inhibit telomerase by a TRAP assay and their pharmacological properties by treating melanoma (M14) and human lung cancer (A549) cell lines with increasing drug concentrations. A dose-dependent inhibition of cell proliferation was observed for all cellular lines during short-term treatment