Topological phase in two flavor neutrino oscillations

We show that the phase appearing in neutrino flavor oscillation formulae has a geometric and topological contribution. We identify a topological phase appearing in the two flavor neutrino oscillation formula using Pancharatnam's prescription of quantum collapses between non-orthogonal states. Such quantum collapses appear naturally in the expression for appearance and survival probabilities of neutrinos. Our analysis applies to neutrinos propagating in vacuum or through matter. For the minimal case of two flavors with CP conservation, our study shows for the first time that there is a geometric interpretation of the neutrino oscillation formulae for the detection probability of neutrino species.Comment: 11 pages, 3 figures, accepted in Phys. Rev.

Mapeamento e descrição do padráo de uso e cobertura da terra em municípios do sudoeste goiano a partir de imagens orbitais TM/Landsat-5.

A partir dos anos 1970, a ocupação pelo homem do espaço do centro-oeste brasileiro apresentou um elevado crescimento devido a políticas de expansão agrícola. Este fato ocorreu por meio do alto grau de mecanização agrícola e aplicação de fertilizantes, visando elevados níveis de produção em diversas localidades, como o sudoeste do Estado de Goiás. Tal predicado da alta produtividade mantém-se até os dias atuais, indicando a grande intensidade da dinâmica de uso e cobertura das terras nesta região. Desta forma, tornase necessário o conhecimento da dinâmica e distribuição espacial dos padrões de uso e cobertura da terra, podendo fornecer subsídios a ações de planejamento agrícola sobre o espaço em alguns municípios do sudoeste goiano. Para isto, imagens orbitais do satélite Landsat TM-5 foram adquiridas em diferentes períodos do ciclo agrícola ao longo de 2007. Informações complementares acerca do uso regional foram utilizadas para apoiar a interpretação e classificação, principalmente a partir dos dados obtidos em campo. Os mapas de uso e cobertura da terra para os municípios de Rio Verde, Acreúna, Santo Antônio da Barra, Santa Helena de Goiás, Montividiu e Paraúna foram obtidos utilizando ferramentas do programa Spring 4.3.3 como a segmentação de imagens, bem como o classificador semi-automático Bhattacharya Distance, sendo estabelecidas dez classes temáticas, com base na legenda proposta pelo IBGE e Corine. A análise multitemporal, assim como a segmentação mostraram-se eficientes na distinção das classes de uso e cobertura da terra da região. A classe de uso destinada ao plantio da soja apresentou o maior percentual da área, mudando para culturas safrinha, solo exposto ou pousio no inverno. Outras classes também merecem destaque como a Pastagem e a Cana-de-açúcar, que apresentaram distribuição espacial bastante concentrada. Este mapeamento fornece subsídios ao planejamento do uso e ocupação das terras na região, considerando os aspectos ambientais e sociais, assegurando maior produtividade agrícola, visando um manejo sustentável das terras e a qualidade de vida ao homem do campo.bitstream/CNPS-2010/14744/1/bpd148-2009-mapeamento-sudoeste-goiano.pd

New Test of Supernova Electron Neutrino Emission using Sudbury Neutrino Observatory Sensitivity to the Diffuse Supernova Neutrino Background

Supernovae are rare nearby, but they are not rare in the Universe, and all past core-collapse supernovae contributed to the Diffuse Supernova Neutrino Background (DSNB), for which the near-term detection prospects are very good. The Super-Kamiokande limit on the DSNB electron {\it antineutrino} flux, $\phi(E_\nu > 19.3 {\rm MeV}) < 1.2$ cm$^{-2}$ s$^{-1}$, is just above the range of recent theoretical predictions based on the measured star formation rate history. We show that the Sudbury Neutrino Observatory should be able to test the corresponding DSNB electron {\it neutrino} flux with a sensitivity as low as $\phi(22.5 < E_\nu < 32.5 {\rm MeV}) \simeq 6$ cm$^{-2}$ s$^{-1}$, improving the existing Mont Blanc limit by about three orders of magnitude. While conventional supernova models predict comparable electron neutrino and antineutrino fluxes, it is often considered that the first (and forward-directed) SN 1987A event in the Kamiokande-II detector should be attributed to electron-neutrino scattering with an electron, which would require a substantially enhanced electron neutrino flux. We show that with the required enhancements in either the burst or thermal phase $\nu_e$ fluxes, the DSNB electron neutrino flux would generally be detectable in the Sudbury Neutrino Observatory. A direct experimental test could then resolve one of the enduring mysteries of SN 1987A: whether the first Kamiokande-II event reveals a serious misunderstanding of supernova physics, or was simply an unlikely statistical fluctuation. Thus the electron neutrino sensitivity of the Sudbury Neutrino Observatory is an important complement to the electron antineutrino sensitivity of Super-Kamiokande in the quest to understand the DSNB.Comment: 10 pages, 3 figure

Prompt muon contribution to the flux underwater

We present high energy spectra and zenith-angle distributions of the atmospheric muons computed for the depths of the locations of the underwater neutrino telescopes. We compare the calculations with the data obtained in the Baikal and the AMANDA muon experiments. The prompt muon contribution to the muon flux underwater due to recent perturbative QCD-based models of the charm production is expected to be observable at depths of the large underwater neutrino telescopes. This appears to be probable even at rather shallow depths (1-2 km), provided that the energy threshold for muon detection is raised above $\sim 100$ TeV.Comment: 7 pages, RevTeX, 7 eps figures, final version to be published in Phys.Rev.D; a few changes made in the text and the figures, an approximation formula for muon spectra at the sea level, the muon zenith-angle distribution table data and references adde

Fluxes of atmospheric muons underwater depending on the small-x gluon density

The prompt muon contribution to the deep-sea atmospheric muon flux can serve as a tool for probing into the small-x feature of the gluon density inside of a nucleon, if the muon energy threshold could be lifted to 100 TeV. The prompt muon flux underwater is calculated taking into consideration predictions of recent charm production models in which the small-x behaviour of the gluon distribution is probed. We discuss the possibility of distinguishing the PQCD models of the charm production differing in the small-x exponent of the gluon distribution, in measurements of the muon flux at energies 10-100 TeV with neutrino telescopes.Comment: 9 pages, 4 eps figures, uses iopart.st

Strict baselines for Covid-19 forecasting and ML perspective for USA and Russia

Currently, the evolution of Covid-19 allows researchers to gather the datasets accumulated over 2 years and to use them in predictive analysis. In turn, this makes it possible to assess the efficiency potential of more complex predictive models, including neural networks with different forecast horizons. In this paper, we present the results of a consistent comparative study of different types of methods for predicting the dynamics of the spread of Covid-19 based on regional data for two countries: the United States and Russia. We used well-known statistical methods (e.g., Exponential Smoothing), a "tomorrow-as-today" approach, as well as a set of classic machine learning models trained on data from individual regions. Along with them, a neural network model based on Long short-term memory (LSTM) layers was considered, the training samples of which aggregate data from all regions of two countries: the United States and Russia. Efficiency evaluation was carried out using cross-validation according to the MAPE metric. It is shown that for complicated periods characterized by a large increase in the number of confirmed daily cases, the best results are shown by the LSTM model trained on all regions of both countries, showing an average Mean Absolute Percentage Error (MAPE) of 18%, 30%, 37% for Russia and 31%, 41%, 50% for US for predictions at forecast horizons of 14, 28, and 42 days, respectively

Neutrino oscillations and uncertainty relations

We show that coherent flavor neutrino states are produced (and detected) due to the momentum-coordinate Heisenberg uncertainty relation. The Mandelstam-Tamm time-energy uncertainty relation requires non-stationary neutrino states for oscillations to happen and determines the time interval (propagation length) which is necessary for that. We compare different approaches to neutrino oscillations which are based on different physical assumptions but lead to the same expression for the neutrino transition probability in standard neutrino oscillation experiments. We show that a Moessbauer neutrino experiment could allow to distinguish different approaches and we present arguments in favor of the 163Ho-163Dy system for such an experiment.Comment: Some small changes in section 2, results unchanged. Added referenc

Boron Nitride Monolayer: A Strain-Tunable Nanosensor

The influence of triaxial in-plane strain on the electronic properties of a hexagonal boron-nitride sheet is investigated using density functional theory. Different from graphene, the triaxial strain localizes the molecular orbitals of the boron-nitride flake in its center depending on the direction of the applied strain. The proposed technique for localizing the molecular orbitals that are close to the Fermi level in the center of boron nitride flakes can be used to actualize engineered nanosensors, for instance, to selectively detect gas molecules. We show that the central part of the strained flake adsorbs polar molecules more strongly as compared with an unstrained sheet.Comment: 20 pages, 9 figure

Estudo espaço-temporal do uso das terras no sudoeste goiano - Brasil.

A partir de meados da década de 1970, a ocupação da região Centro-Oeste do Brasil apresentou crescimento bastante acelerado, baseado em políticas de expansão da fronteira agrícola com a abertura de novas terras para exploração agropecuária. Desta forma, esta região passava a ser o novo pólo de atração populacional no território brasileiro, apresentando o maior crescimento demográfico do país, entre o período de 1960 e 1970. Na região do Sudoeste do Estado de Goiás, a implantação do POLOCENTRO, a partir de 1975 favoreceu uma intensa mecanização das atividades agrícolas e incremento de insumos, objetivando altos níveis de produção agrícola nos municípios da região. Neste contexto, destacam os municípios de Rio Verde, Montividiu, Acreúna, Santa Helena de Goiás e Santo Antônio da Barra. Com isto, ocorreu uma intensa modificação nas propriedades originais dos elementos da paisagem da região, dentre eles, a fertilidade natural dos solos do cerrados. A vegetação natural que se constituía em elemento predominante da paisagem deu lugar a extensas áreas de plantio de culturas como a soja, o algodão, o milho, o sorgo, o milheto, dentre outras, tornando-se esta região a maior exportadora de grãos do Brasil, além da pastagem que também é expressiva, principalmente, a pecuária de corte. Nos últimos anos a aplicação de fertilizantes continua a ocorrer de forma intensa sem um uso racional, visando basicamente aumentar a produtividade e concorrência nos mercados agrícolas nacionais e internacionais, sem contemplar a sustentabilidade ambiental das atividades, merecendo destaque a expansão da cana-de-açúcar para fins de biocombustível. Nessa direção, o presente trabalho tem como objetivo caracterizar e analisar a dinâmica espacial e temporal do uso e ocupação da região Sudoeste do Estado de Goías, resgatando o seu histórico e comparando o total de produção agrícola entre 2001 e 2006 (a partir dos dados de Produção Agrícola Municipal – PAM – IBGE), assim como a partir de cálculo de área dos principais usos da região por meio do mapa de uso das terras obtido por interpretação e classificação de imagens dos satélites Landsat-7 ETM+ de 2001-2002 do projeto “Definição de áreas prioritárias para conservação do Estado de Goiás” (Governo do Estado de Goiás, Imagem e WWF), e Landsat-5 TM de 2007, relacionado ao Projeto “Aduba Brasil” em andamento (Embrapa e IPI). Os resultados obtidos mostraram um aumento da área cultivada e produção na região estudada, com conseqüente redução das áreas de vegetação natural e pastagem, demonstrando uma constante alteração no uso e ocupação das terras. Com o conhecimento da dinâmica espacial e temporal nesta região, importantes ações de planejamento agrícola e gestão do território poderão ser implementadas, visando alternativas de uso preferencial da terra