A one-channel conductor in an ohmic environment: mapping to a TLL and full counting statistics

It is shown that a one-channel mesoscopic conductor in an ohmic environment can be mapped to the problem of a backscattering impurity in a Tomonaga-Luttinger liquid (TLL). This allows to determine non perturbatively the effect of the environment on $I-V$ curves, and to find an exact relationship between dynamic Coulomb blockade and shot noise. We investigate critically how this relationship compares to recent proposals in the literature. The full counting statistics is determined at zero temperature.Comment: 5 pages, 2 figures, shortened version for publication in Phys. Rev. Let

Transport properties of single atoms

We present a systematic study of the ballistic electron conductance through sp and 3d transition metal atoms attached to copper and palladium crystalline electrodes. We employ the 'ab initio' screened Korringa-Kohn-Rostoker Green's function method to calculate the electronic structure of nanocontacts while the ballistic transmission and conductance eigenchannels were obtained by means of the Kubo approach as formulated by Baranger and Stone. We demonstrate that the conductance of the systems is mainly determined by the electronic properties of the atom bridging the macroscopic leads. We classify the conducting eigenchannels according to the atomic orbitals of the contact atom and the irreducible representations of the symmetry point group of the system that leads to the microscopic understanding of the conductance. We show that if impurity resonances in the density of states of the contact atom appear at the Fermi energy, additional channels of appropriate symmetry could open. On the other hand the transmission of the existing channels could be blocked by impurity scattering.Comment: RevTEX4, 9 pages, 9 figure

Funktionstest und Einsatz der Induktionsspule zur Beheizung der Schmelze in den COMET-H Experimenten

In den COMET-H Versuchen wird die Beheizung der Schmelze durch eine ebene Induktionsspule mit Jochen vorgenommen, die speziell für diese Versuche entwickelt wurde. In dem vorliegenden Bericht werden die Abnahmetests für den Induktor dargestellt und deren Ergebnisse diskutiert. Ziel dieser Abnahmetests ist die Prüfung der Leistungsspezifikation und der an den Induktor gestellten Anforderungen sowie der Nachweis eines sicheren Betriebes des Induktors in Zusammenwirken mit anderen elektrischen Anlagenkomponenten. Zur Simulation der flüssigen Eisenschmelze wurde ein Stapel runder Metallplatten aus nicht rostendem und unmagnetischem Stahl (VA-Platten) verwendet. In vier Versuchsreihen wurden 18 Leerlauftests und 10 Tests mit VA-Platten als kalorimetrischer Abnahmetest für den Induktor durchgeführt. Um die Homogenität der Leistungseinkopplung zu untersuchen, wurden Temperaturen in dem Plattenstapel bei verschiedenen Radien und Winkeln gemessen. In zwei weiteren Versuchen wurden Magnetfeld- und Thermographiemessungen zur Untersuchung der Homogenität des Induktor-Magnetfeldes durchgeführt. Das Ankopplungsverhalten der Schmelze bei Einguß und Beginn des Aufheizens in den COMET-H Versuchstiegel und die Rückwirkung auf den stabilen Umrichterbetrieb wurden durch einen Versuch mit einer absenkbaren, an einem Seil aufgehängten VA-Platte sowie durch einen Versuch mit ferritischem Schrott im Tiegel simuliert. Ferner werden der Einsatz des Induktors in den bisherigen COMET-H Versuchen und Versuche zur Stabilisierung des Umrichterbetriebes dargestellt und diskutiert. Während der Abnahmetests mußte eine Reihe von Änderungen an dem Induktor und der Umrichteranlage, die die zum Leistungsbetrieb notwendige Mittelfrequenz-Wechselspannung erzeugt, durchgeführt werden. Dies betrifft vor allem die notwendige Kühlung der Induktionsspule und der Joche sowie die Stabilisierung der Regelung der Wechselspannungsumrichter. Nach Abschluß der Verbesserungen lassen sich die Ergebnisse der Untersuchungen wie folgt zusammenfassen: In den kalorimetrischen Tests wird eine in die Platten eingekoppelte Nettoleistung von 400 kW/m2 bei Induktorspannungen von 2.5 bis 2.0 kV erreicht, wobei die entsprechenden Abstände der Platten von der Induktoroberkante 160 mm (Abstand bei Schmelzeneinguß) bzw. 110 mm (Abstand bei Wasserzutritt) betragen. Damit ist die Leistungsspezifikation des Induktors erfüllt. Die verbesserte Induktorkühlung kann die anfallende Verlustleistung sicher abführen. Die bisherigen COMET-H Versuche zeigen jedoch, daß die metallische Schmelze einen um ca. 20 % (vor Erstarrung) bzw. ca. 5 % (nach Erstarrung) höheren Ankopplungswirkungsgrad besitzt als die Metallplatten. Daher kann die Betriebsspannung des Induktors abgesenkt werden. Die durchgeführten Tests bestätigen, daß das Magnetfeld oberhalb des Induktors und damit auch die Leistungsverteilung über dem Radius und über dem Winkel der Schmelze der erwarteten Wärmequellenverteilung entspricht. Die Tests, die durchgeführt wurden, um den Umrichterbetrieb während des Versuchsablaufes in den COMET-H Experimenten zu stabilisieren, zeigen, daß ein sicherer Betrieb des Induktors in Zusammenwirken mit anderen elektrischen Anlagenkomponenten erreicht wird. Aus den Messungen der Leerlauf- und kalorimetrischen Tests werden für die in die Schmelze eingekoppelte Leistung bei gegebener Induktorspannung und verschiedenen Abständen Nettoleistungen ermittelt, die als Richtwerte für die Leistungseinstellung bzw. -regulierung bei verschiedenen Abständen der Schmelze von der Induktoroberkante in den COMET-H Versuchen herangezogen werden

Superconducting Quantum Point Contacts

We review our experiments on the electronic transport properties of atomic contacts between metallic electrodes, in particular superconducting ones. Despite ignorance of the exact atomic configuration, these ultimate quantum point contacts can be manipulated and well characterized in-situ. They allow performing fundamental tests of the scattering theory of quantum transport. In particular, we discuss the case of the Josephson effect

Inelastic Interaction Corrections and Universal Relations for Full Counting Statistics

We analyze in detail the interaction correction to Full Counting Statistics (FCS) of electron transfer in a quantum contact originating from the electromagnetic environment surrounding the contact. The correction can be presented as a sum of two terms, corresponding to elastic/inelastic electron transfer. Here we primarily focus on the inelastic correction. For our analysis, it is important to understand more general -- universal -- relations imposed on FCS only by quantum mechanics and statistics with no regard for a concrete realization of a contact. So we derive and analyze these relations. We reveal that for FCS the universal relations can be presented in a form of detailed balance. We also present several useful formulas for the cumulants. To facilitate the experimental observation of the effect, we evaluate cumulants of FCS at finite voltage and temperature. Several analytical results obtained are supplemented by numerical calculations for the first three cumulants at various transmission eigenvalues.Comment: 10 pages, 3 figure

Direct link between Coulomb blockade and shot noise in a quantum coherent structure

We analyze the current-voltage characteristic of a quantum conduction channel coupled to an electromagnetic environment of arbitrary frequency-dependent impedance. In the weak blockade regime the correction to the ohmic behavior is directly related to the channel current fluctuations vanishing at perfect transmission in the same way as shot noise. This relation can be generalized to describe the environmental Coulomb blockade in a generic mesoscopic conductor coupled to an external impedance, as the response of the latter to the current fluctuations in the former.Comment: 12 pages, 2 figures, submitted to Phys. Rev. Let

An Assessment of the Human Papillomavirus Immunization Knowledge, Practices, and Prevention Among a Cohort of Urban College Students

Human papillomavirus (HPV) is the most common sexually transmitted disease, yet little is known about the college-age knowledge and prevention practices related to HPV. Although sample vaccination rates mirrored national known vaccination rates, a majority of participants did not complete the three dose vaccine schedule. HPV knowledge was similar between males and females while males were more likely to engage in preventative practices. This information can help healthcare providers reinforce vaccination schedule and prevention practices

ac Josephson effect in the resonant tunneling through mesoscopic superconducting junctions

We investigate ac Josephson effect in the resonant tunneling through mesoscopic superconducting junctions. In the presence of microwave irradiation, we show that the trajectory of multiple Andreev reflections can be closed by emitting or absorbing photons. Consequently, photon-assisted Andreev states are formed and play the role of carrying supercurrent. On the Shapiro steps, dc component appears when the resonant level is near a series of positions with spacing of half of the microwave frequency. Analytical result is derived in the limit of infinite superconducting gap, based on which new features of ac Josephson effect are revealed.Comment: 11 pages, 3 figure