The canonical effect in statistical models for relativistic heavy ion collisions

Enforcing exact conservation laws instead of average ones in statistical thermal models for relativistic heavy ion reactions gives raise to so called canonical effect, which can be used to explain some enhancement effects when going from elementary (e.g. pp) or small (pA) systems towards large AA systems. We review the recently developed method for computation of canonical statistical thermodynamics, and give an insight when this is needed in analysis of experimental data.Comment: 4 pages, 3 figures. Talk given in Strangeness in Quark Matter, Frankfurt am Main 2001. Submitted to J. Phys. G: Nucl. Part. Phy

Inhomogeneous Structures in Holographic Superfluids: II. Vortices

We study vortex solutions in a holographic model of Herzog, Hartnoll, and Horowitz, with a vanishing external magnetic field on the boundary, as is appropriate for vortices in a superfluid. We study relevant length scales related to the vortices and how the charge density inside the core of the vortex behaves as a function of temperature or chemical potential. We extract the critical superfluid velocity from the vortex solutions, study how it behaves as a function of the temperature, and compare it to earlier studies and to the Landau criterion. We also comment on the possibility of a Berezinskii-Kosterlitz-Thouless vortex confinement-deconfinement transition.Comment: 32 pages, 10 figures, typos corrected, references adde

Effects of periodic matter in kaon regeneration

We study the effects of periodic matter in kaon regeneration, motivated by the possibility of parametric resonance in neutrino oscillations. The large imaginary parts of the forward kaon-nucleon scattering amplitudes and the decay width difference $\Delta\Gamma$ prevent a sizable enhancement of the $K_L\to K_S$ transition probability. However, some interesting effects can be produced using regenerators made of alternating layers of two different materials. Despite the fact that the regenerator has a fixed length one can obtain different values for the probability distribution of the $K_L$ decay into a final state. Using a two-arm regenerator set up it is possible to measure the imaginary parts of the $K^0(\bar{K}^0)$-nucleon scattering amplitudes in the correlated decays of the $\phi$-resonance. Combining the data of the single-arm regenerator experiments with direct and reverse orders of the matter layers in the regenerator one can independently measure the CP violating parameter $\delta$

Norsujen älykkyys ja sosiaalinen elämä:evoluutioekologinen näkökulma

Tiivistelmä. Nykyisistä maaeläimistä kolmella norsulajilla on suurimmat aivot. Aivojen rakenteista aivokuori, ohimolohkot, pikkuaivot ja hajuepiteeli ovat norsuilla erityisen suuret ja kehittyneet. Norsujen aivojen hermosolujen kokonaismäärä on kolminkertainen ihmisen aivoihin nähden, mutta niiden jakautumisessa aivojen osien välillä on suuria eroja. Rakenteelliset yhtäläisyydet paremmin tutkittujen, älykkäinä pidettyjen nisäkkäiden välillä viittaavat myös älykkään käyttäytymisen konvergenttiin evoluutioon näissä toisilleen evolutiivisesti kaukaisissa nisäkäsryhmissä. Erilaiset älykkyyden määritelmät korostavat esimerkiksi eläinyksilön ongelmanratkaisukykyä, sen kykyä ymmärtää asioiden välisiä suhteita sekä kykyä käyttää omia vahvuuksiaan ja opittuja, monimutkaisia käyttäytymismalleja sopeutuakseen ympäristöön. Älykkyyttä ei voida mitata suoraan, mutta sen arvioimiseen on kehitetty useita mittareita, kuten enkefalisaatio-osamäärä. Eläinten älykkyyden tutkimus perustuu sekä luonnonvaraisten ja vankeudessa elävien eläinten käyttäytymisen havainnointiin että kokeellisten asetelmien käyttöön. Norsuja pidetään isojen ihmisapinoiden ja valaiden tavoin erittäin älykkäinä nisäkkäinä, vaikka niiden älykkyydestä onkin kertynyt tutkimuksien tekniseen toteutukseen liittyvien vaikeuksien takia vähemmän tutkimustietoa. Tähänastisten tutkimusten perusteella ne ovat tietoisia itsestään, valmistavat ja käyttävät työkaluja, tekevät yhteistyötä toistensa kanssa, viestivät monipuolisesti keskenään ja elävät monimutkaisissa yhteiskunnissa. Erityisesti norsujen ajattelu- ja ongelmanratkaisukykyjä koskevat tutkimustulokset viittaavat pitkälle erikoistuneeseen älyyn. Yleinen uskomus norsujen muistin erinomaisuudesta on saanut vahvistusta tieteellisestä tutkimuksesta. Poikkeuksellisia piirteitä norsujen sosiaalisessa käyttäytymisessä ovat monikerroksisin ihmisen ulkopuolelta tunnettu yhteiskuntarakenne, kohdennetun auttamisen yleisyys sekä niin sanotut “kuolemanrituaalit”. Norsueläinten alkukoti on sademetsissä, mikä on vaikuttanut nykyisten norsujen kognitiivisten toimintojen kehitykseen. Pitkälle erikoistuneen älyn arvellaan kehittyneen eräissä eläinkunnan kehityslinjoissa vasteena ympäristön haasteisiin, kuten ravinnon löytämiseen. Nykyisten norsujen ja ihmisen kantamuodot ovat levittäytyneet metsistä avoimille savanneille suunnilleen samaan aikaan, mikä lienee vaikuttanut samanlaisten käyttäytymispiirteiden, kuten työkalujen käytön ja monimutkaisen sosiaalisuuden ilmaantumiseen molemmissa kehityslinjoissa

Raskasmetallit pohjavesissä:esimerkkeinä kadmium, arseeni ja mangaani

Tiivistelmä. Pohjavedet ovat ihmisille tärkeä juomaveden lähde. Maapallon pohjavesissä ilmenee kuitenkin laadullisia eroja alueellisesti. Raskasmetallit ovat merkittävä saaste, jota päätyy ihmisten käyttöön suurissa määrin juomavedestä aiheuttaen lukuisia terveyshaittoja. Raskasmetalleja voi päätyä pohjavesiin sekä luonnollisista että antroposeenisista lähteistä. Tässä tutkielmassa käsittelen pohjavesien saastumista raskasmetallien johdosta, luonnollisten lähteiden kautta. Raskasmetallien ilmenemistä pohjavesissä tarkastelen esimerkkien, kadmiumin, arseenin ja mangaanin kautta. Pohjavedet ovat osa maapallon hydrologista kiertoa, ja niiden syntymiseen vaikuttavat sadanta, haihdunta, valunta ja imeytyminen. Pohjavedet sijaitsevat maaperässä pinnantason alapuolella kyllästyneessä vyöhykkeessä, jossa maaperän huokoset ovat täyttyneet vedestä. Osana hydrologista kiertoa maaperän mineraaleissa olevat raskasmetallit voivat liueta pohjaveteen luonnostaan. Pohjavesien raskasmetallipitoisuudet vaihtelevat alueittain, ja niihin vaikuttavat eri geokemialliset tekijät. Tärkeimpinä tekijöitä raskasmetallien vesiliukoisuuden kannalta ovat redox-potentiaali ja pH. Näiden geokemiallisten olosuhteiden vaihtelu mahdollistaa raskasmetallien vapautumisen vesiliukoiseksi, sekä niiden kiinnittymisen maaperän mineraaliyhdisteisiin. Esimerkkiraskasmetalleista arseeni on pohjavesissä haitallisin sen laajan esiintymisen ja korkean myrkyllisyyden vuoksi. Kadmium on myrkyllisin, mutta sen esiintyminen pohjavesissä ei ole niinkään runsasta. Mangaania taas esiintyy suurimmissa pitoisuuksissa, mutta sen myrkyllisyys on vähäistä arseeniin ja kadmiumiin verraten. Pohjavesien raskasmetallipitoisuuksien alueellisiin vaihteluihin vaikuttavat geokemiallisten tekijöiden kannalta suotuisat ympäristötekijät. Luonnonmaantieteellisten ominaisuuksien puolesta merkittäviä alueita ovat ilmastoltaan aridiset ja kosteat alueet, sekä topografialtaan tasaiset jokisuistoalueet. Myös merenrannikoiden läheisyys on huomattavaa meriveden aiheuttaman suolaantumisen vuoksi. Pohjavesien raskasmetallipitoisuuksien osalta antroposeeniset tekijät ovat kuitenkin merkittäviä alueellisten vaihtelujen kannalta

Inhomogeneous Structures in Holographic Superfluids I : Dark Solitons

25 pages, 17 figure files, LaTeXWe begin an investigation of inhomogeneous structures in holographic superfluids. As a first example, we study domain wall like defects in the 3+1 dimensional Einstein-Maxwell-Higgs theory, which was developed as a dual model for a holographic superconductor. In [1], we reported on such "dark solitons" in holographic superfluids. In this work, we present an extensive numerical study of their properties, working in the probe limit. We construct dark solitons for two possible condensing operators, and find that both of them share common features with their standard superfluid counterparts. However, both are characterized by two distinct coherence length scales (one for order parameter, one for charge condensate). We study the relative charge depletion factor and find that solitons in the two different condensates have very distinct depletion characteristics. We also study quasiparticle excitations above the holographic superfluid, and find that the scale of the excitations is comparable to the soliton coherence length scales.Peer reviewe

Particle Number Fluctuations in Statistical Model with Exact Charge Conservation Laws

Even though the first momenta i.e. the ensemble average quantities in canonical ensemble (CE) give the grand canonical (GC) results in large multiplicity limit, the fluctuations involving second moments do not respect this asymptotic behaviour. Instead, the asymptotics are strikingly different, giving a new handle in study of statistical particle number fluctuations in relativistic nuclear reactions. Here we study the analytical large volume asymptotics to general case of multispecies hadron gas carrying fixed baryon number, strangeness and electric charge. By means of Monte Carlo simulations we have also studied the general multiplicity probability distributions taking into account the decay chains of resonance states.Comment: 4 pages, 2 figures. The report of the talk given in Strangeness in Quark Matter 2004, Cape Town. Submitted to J. Phys. G: Nucl. Part. Phy

Canonical aspects of strangeness enhancement

Strangeness enhancement (SE) in heavy ion collisions can be understood in the statistical model on the basis of canonical suppression. In this formulation,SE is a consequence of the transition from canonical to the asymptotic grand canonical limit and is predicted to be a decreasing function of collision energy. This model predictions are consistent with the recent NA49 data on $\Lambda$ enhancement at $p_{lab}=40, 80, 158$ GeV.Comment: 4 pages, 4 figures. To appear in the proceedings of Quark Matter 2002 (Nantes, France

On the exact conservation laws in thermal models and the analysis of AGS and SIS experimental results

The production of hadrons in relativistic heavy ion collisions is studied using a statistical ensemble with thermal and chemical equilibrium. Special attention is given to exact conservation laws, i.e. certain charges are treated canonically instead of using the usual grand canonical approach. For small systems, the exact conservation of baryon number, strangeness and electric charge is to be taken into account. We have derived compact, analytical expressions for particle abundances in such ensemble. As an application, the change in $K/\pi$ ratios in AGS experiments with different interaction system sizes is well reproduced. The canonical treatment of three charges becomes impractical very quickly with increasing system size. Thus, we draw our attention to exact conservation of strangeness, and treat baryon number and electric charge grand canonically. We present expressions for particle abundances in such ensemble as well, and apply them to reproduce the large variety of particle ratios in GSI SIS 2 A GeV Ni-Ni experiments. At the energies considered here, the exact strangeness conservation fully accounts for strange particle suppression, and no extra chemical factor is needed.Comment: Talk given at Strangeness in Quark Matter '98, Padova, Italy (1998). Submitted to J.Phys. G. 5 pages, 2 figure