Current status of turbulent dynamo theory: From large-scale to small-scale dynamos

Several recent advances in turbulent dynamo theory are reviewed. High resolution simulations of small-scale and large-scale dynamo action in periodic domains are compared with each other and contrasted with similar results at low magnetic Prandtl numbers. It is argued that all the different cases show similarities at intermediate length scales. On the other hand, in the presence of helicity of the turbulence, power develops on large scales, which is not present in non-helical small-scale turbulent dynamos. At small length scales, differences occur in connection with the dissipation cutoff scales associated with the respective value of the magnetic Prandtl number. These differences are found to be independent of whether or not there is large-scale dynamo action. However, large-scale dynamos in homogeneous systems are shown to suffer from resistive slow-down even at intermediate length scales. The results from simulations are connected to mean field theory and its applications. Recent work on helicity fluxes to alleviate large-scale dynamo quenching, shear dynamos, nonlocal effects and magnetic structures from strong density stratification are highlighted. Several insights which arise from analytic considerations of small-scale dynamos are discussed.Comment: 36 pages, 11 figures, Spa. Sci. Rev., submitted to the special issue "Magnetism in the Universe" (ed. A. Balogh

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ИМПЕДАНСНОЙ РЕОГРАФИИ В КАРДИОЛОГИИ – НОВЫЕ ПОДХОДЫ

Background: The impedance rheocardiography is a  simple, inexpensive, noninvasive method of assessment of central hemodynamics that can be used for detection of cardiovascular remodeling and thus promote an improvement of cardiovascular mortality. Modern mathematical methods of data management could help to discover new possibilities of rheographic signal analysis. Aim: To demonstrate the potential of a  wavelet-analysis of rheocardiograms for identification of myocardial remodeling of patients with cardiovascular disorders. Materials and methods: The proposed method was validated in 12  healthy men aged from 20  to 25  years and 14  patients with arterial hypertension. We used a  polyreocardiograph, which records simultaneously the impedance (ICG), the electrocardiogram (ECG) and the phonogram (PCG). The function of the cardiovascular system was assessed based on the two-dimensional time-frequency distributions of wavelet transformed coefficients of differential rheogram curves. Results: The results of an isometric load test confirm the adequacy of stroke volume estimation based on the amplitude of wavelet coefficients and the scale of the E wave. In this technique, ISTI parameter was defined as the time interval between the R wave in the ECG and the maximum of the E wave in the wavelet image. The simultaneous time-frequency analysis of both the pulse and respiratory component of an ICG signal can be a basis for the development of complex functional respiratory tests. Conclusion: The approach proposed demonstrates the possibility to obtain the characteristics of the diastolic phase of the cardiac cycle, and allows for a more precise determination of the stroke volume. Data management is done automatically. These advantages are expected to be used for producing a mobile cardiograph for screening diagnostic.Актуальность. Импедансная реокардиография  – простой, недорогой, неинвазивный метод изучения центральной гемодинамики, который может быть использован для выявления процесса ремоделирования сердечно-сосудистой системы и  способствовать снижению смертности от сердечно-сосудистых заболеваний. Современные математические методы обработки данных позволяют открыть новые возможности анализа реографических сигналов. Цель  – показать возможности вей- влет-обработки реографического сигнала для получения информации о  ремоделировании миокарда больных с  сердечно-сосудистыми заболеваниями. Материал и  методы. Для верификации метода проведено обследование 12 здоровых мужчин в возрасте от 20 до 25 лет, составивших группу контроля, и  14  пациентов с  диагнозом гипертонической болезни. Использовался метод полиреокардиографии, в  котором одновременно с  импедансной реокардиограммой регистрировались электро- кардиограмма и  фонокардиограмма. Была использована методика оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы на основе анализа двухмерных частотно-временных распределений вейвлет-коэффициентов преобразования кривых дифференциальной реограммы. Результаты. Данные нагрузочного изометрического теста подтверждают адекватность определения параметра ударного объема на основе амплитуд вейвлет-коэффициентов и  масштаба Е-волны. Параметр ISTI в  рамках этого подхода определяется как временной интервал между R-пиком электрокардиограммы и максимумом вейвлет-представления Е-волны. Одновременный частотно-временной анализ как пульсовой, так и дыхательной составляющей реографического сигнала может служить основой для разработки комплекса функциональных тестов на основе дыхания. Заключение. Предлагаемый подход показывает возможность получения характеристик диастолической фазы сердечного цикла и  позволяет уточнить определение ударного объема. Обработка данных проходит в  автоматическом режиме. Эти преимущества предполагается использовать при создании мобильного кардиографа для скрининговой диагностики.

Deflections of cosmic rays in a random component of the galactic magnetic field

We express the mean square deflections of the ultra-high energy cosmic rays (UHECR) caused by the random component of the Galactic magnetic field (GMF) in terms of the GMF power spectrum. We use recent measurements of the GMF spectra in several sky patches to estimate the deflections quantitatively. We find that deflections due to the random field constitute 0.03-0.3 of the deflections which are due to the regular component and depend on the direction on the sky. They are small enough not to preclude the identification of UHECR sources, but large enough to be detected in the new generation of UHECR experiments. © 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.SCOPUS: ar.jinfo:eu-repo/semantics/publishe