The shear dynamo problem for small magnetic Reynolds numbers

We study large-scale dynamo action due to turbulence in the presence of a linear shear flow, in the low conductivity limit. Our treatment is nonperturbative in the shear strength and makes systematic use of both the shearing coordinate transformation and the Galilean invariance of the linear shear flow. The velocity fluctuations are assumed to have low magnetic Reynolds number (Rm) but could have arbitrary fluid Reynolds number. The magnetic fluctuations are determined to lowest order in Rm by explicit calculation of the resistive Green's function for the linear shear flow. The mean electromotive force is calculated and an integro-differential equation is derived for the time evolution of the mean magnetic field. In this equation, velocity fluctuations contribute to two different kinds of terms, the C and D terms, in which first and second spatial derivatives of the mean magnetic field, respectively, appear inside the spacetime integrals. The contribution of the D terms is such that the time evolution of the cross-shear components of the mean field do not depend on any other components excepting themselves. Therefore, to lowest order in Rm but to all orders in the shear strength, the D terms cannot give rise to a shear-current assisted dynamo effect. Casting the integro-differential equation in Fourier space, we show that the normal modes of the theory are a set of shearing waves, labelled by their sheared wavevectors. The integral kernels are expressed in terms of the velocity spectrum tensor, which is the fundamental quantity that needs to be specified to complete the integro-differential equation description of the time evolution of the mean magnetic field.Comment: Near-final version; Accepted for publication in the Journal of Fluid Mechanics; References added; 22 pages, 2 figure

Telecommunications infrastructure and economic growth: evidence from developing countries

У роботі на основі емпіричного аналізу розглядаються питання взаємозв’язків між рівнем телефонізації та економічним зростанням в країнах, що розвиваються. Використовуючи трьох ступеневий метод найменших квадратів в статті оцінюється система рівнянь котра включає показники економічного зростання та рівень телефонізації країни. Показується, що традиційні фактори попиту (доходи, мотивація, ін.) пояснюють попит як на традиційний (стільниковий) так і на мобільний зв'язок. При моделюванні економічного зростання запропоновано використовувати функцію Коба-Дугласа, з такими головними пояснюючими змінними як зайнятість населення та рівень капіталізації країни (капітал на душу населення). Крім традиційних факторів доходів та зайнятості до моделі було включено і нові: рівні телефонізації (стільниковий та мобільний), використання мережі Інтернет, а також часові змінні. Дослідження було проведено для більш як тридцяти країн за період часу з 1991-2001 роки (кількість країн, так же як і часовий період відрізняються в роботі в залежності від моделі яка використовується і наявної інформації). Перехідні економіки та країни, що розвиваються були проранговані за допомогою індексу розвитку телекомунікайної мережі, найкращі показники виявилися в Індії - найгірші в Республіці Чад. В роботі доведено, що як провідниковий так і мобільний зв'язок позитивно пов’язаний з ростом національного доходу. Рівень статистичної значущості економетричних показників по моделях економічного зростання знаходиться на досить високому рівні. Середні показники надійності статистичних оцінок знаходяться в 95% інтервалі надійності, що говорить про правильну специфікацію вибраних моделей. Незначними недоліками роботи, котрі могли вплинути на точність розрахунків є обмеження інформації в часі для мобільного зв’язку для країн, що розвиваються. Інформація про рівні телефонізації мобільним зв’язком країн, що розвиваються доступні лише після 1996 року. Крім того, статистична інформація про ліцензовані платежі і плату за підключення також не доступна для країн, що розвиваються. В наслідок чого як eконометричні оцінки так і значущість показників можуть змінюватися з використанням більш повних даних і за більший часовий період. Більш точні розрахунки можуть бути виконані з використанням повнішої статистичної інформації. Значним питанням, що потребує вирішення пошук шляхів вдосконалення використання інформаційного та телекомунікаційного секторів для стимулювання економічного зростання в країнах, що розвиваються. Використання інформаційних та телекомунікаційних технологій не вирішить всі проблеми з бідністю та економічним зростанням, а розглядається як фактор, котрий сприяє пришвидшенню темпів не лише економічного зростання, але й економічного розвитку країни. Авторами зроблено пропозиції по вдосконаленню рівня телекомунікацій в країнах, що розвиваються. Запропоновано шляхи вирішення проблемних питань пов’язаних зі стимулюванням економічного зростання в країнах, розвиваються. Ключові слова: економічне зростання, зворотній зв’язок, країни, що розвиваються, телекомунікації, телефони. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/8814In this study, we investigate empirically the relationship between telephone penetration and economic growth, using data for developing countries. Using 3SLS, we estimate a system of equations that endogenizes economic growth and telecom penetration. We find that the traditional economic factors explain demand for mainline and mobile phones, even in developing countries. We find positive impacts of mobile and landline phones on national output, when we control for the effects of capital and labor. We discuss the associated policy implications related to improvement of telecom penetration in developing countries. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/881

Generation of large-scale magnetic fields due to fluctuating α\alpha in shearing systems

We explore the growth of large-scale magnetic fields in a shear flow, due to helicity fluctuations with a finite correlation time, through a study of the Kraichnan-Moffatt model of zero-mean stochastic fluctuations of the $\alpha$ parameter of dynamo theory. We derive a linear integro-differential equation for the evolution of large-scale magnetic field, using the first-order smoothing approximation and the Galilean invariance of the $\alpha$-statistics. This enables construction of a model that is non-perturbative in the shearing rate $S$ and the $\alpha$-correlation time $\tau_\alpha$. After a brief review of the salient features of the exactly solvable white-noise limit, we consider the case of small but non-zero $\tau_\alpha$. When the large-scale magnetic field varies slowly, the evolution is governed by a partial differential equation. We present modal solutions and conditions for the exponential growth rate of the large-scale magnetic field, whose drivers are the Kraichnan diffusivity, Moffatt drift, Shear and a non-zero correlation time. Of particular interest is dynamo action when the $\alpha$-fluctuations are weak; i.e. when the Kraichnan diffusivity is positive. We show that in the absence of Moffatt drift, shear does not give rise to growing solutions. But shear and Moffatt drift acting together can drive large scale dynamo action with growth rate $\gamma \propto |S|$.Comment: 19 pages, 4 figures, Accepted in Journal of Plasma Physic

R-Parity Violating Supersymmetry Explanation for Large t tbar Forward-Backward Asymmetry

We propose a supersymmetric explanation for the anomalously high forward backward asymmetry in top pair production measured by CDF and D0. We suppose that it is due to the t-channel exchange of a right-handed sbottom which couples to d_R and t_R, as is present in the R-parity violating minimal supersymmetric standard model. We show that all Tevatron and LHC experiments' t tbar constraints may be respected for a sbottom mass between 300 and 1200 GeV, and a large Yukawa coupling >2.2, yielding A_{FB} up to 0.18. The non Standard Model contribution to the LHC charge asymmetry parameter is Delta A_C^y=0.017-0.045, small enough to be consistent with current measurements but non-zero and positive, allowing for LHC confirmation in the future within 20 fb^-1. A small additional contribution to the LHC t tbar production cross-section is also predicted, allowing a further test. We estimate that 10 fb^-1 of LHC luminosity would be sufficient to rule out the proposal to 95% confidence level, if the measurements of the t tbar cross-section turn out to be centred on the Standard Model prediction.Comment: 5 pages, 2 figures, v2 has added comments and references and increased statistics, leading to more accurate numerical predictions. v3 has typos in Fig 1 fixed: arrow directions and t and tbar labels. v4 has added discussion and corrections to Eq 4. v5 has luminosity predictions, additional checks and small numerical change

Investigating the Supersymmetric Explanation of Anomalous CDF lepton(s) photon(s) Missing-E_T Events

The recent excess over the Standard Model prediction in the \mu \gamma missing-E_T channel reported by CDF can be well-explained by resonant smuon production with a single dominant R-parity violating coupling \lambda'_{211}, in the context of models where the gravitino is the lightest supersymmetric particle. The slepton decays to the lightest neutralino and a muon followed by neutralino decaying to a gravitino and photon. The kinematical distributions are fitted well by our hypothesis and we use them to constrain the available parameter space. The model also provides an explanation for the ee\gamma\gamma missing-E_T event observed in Run I of the Tevatron by the CDF experiment. Our model predicts an excess of between 5 and 35 events in a \gamma missing-E_T channel at Run I. We provide predictions for signatures expected by the model at Run II.Comment: 23 pages, Latex file + 10 figures and 4 Tables (included) Includes JHEP3.cls and axodraw.st

Response to sub-threshold stimulus is enhanced by spatially heterogeneous activity

Sub-threshold stimuli cannot initiate excitations in active media, but surprisingly as we show in this paper, they can alter the time-evolution of spatially heterogeneous activity by modifying the recovery dynamics. This results in significant reduction of waveback velocity which may lead to spatial coherence, terminating all activity in the medium including spatiotemporal chaos. We analytically derive model-independent conditions for which such behavior can be observed.Comment: 5 pages, 5 figure

Oxygen production on Mars and the Moon

Significant progress was made in the area of in-situ oxygen production in the last year. In order to reduce sealing problems due to thermal expansion mismatch in the disk configuration, several all-Zirconia cells were constructed and are being tested. Two of these cells were run successfully for extended periods of time. One was run for over 200 hours and the other for over 800 hours. These extended runs, along with gas sample analysis, showed that the oxygen being produced is definitely from CO2 and not from air leaks or from the disk material. A new tube system is being constructed that is more rugged, portable, durable, and energy efficient. The important operating parameters of this system will be better controlled compared to previous systems. An electrochemical compressor will also be constructed with a similar configuration. The electrochemical compressor will use less energy since the feed stock is already heated in the separation unit. In addition, it does not have moving parts

Transport coefficients for the shear dynamo problem at small Reynolds numbers

We build on the formulation developed in Sridhar & Singh (JFM, 664, 265, 2010), and present a theory of the \emph{shear dynamo problem} for small magnetic and fluid Reynolds numbers, but for arbitrary values of the shear parameter. Specializing to the case of a mean magnetic field that is slowly varying in time, explicit expressions for the transport coefficients, $\alpha_{il}$ and $\eta_{iml}$, are derived. We prove that, when the velocity field is non helical, the transport coefficient $\alpha_{il}$ vanishes. We then consider forced, stochastic dynamics for the incompressible velocity field at low Reynolds number. An exact, explicit solution for the velocity field is derived, and the velocity spectrum tensor is calculated in terms of the Galilean--invariant forcing statistics. We consider forcing statistics that is non helical, isotropic and delta-correlated-in-time, and specialize to the case when the mean-field is a function only of the spatial coordinate $X_3$ and time $\tau\,$; this reduction is necessary for comparison with the numerical experiments of Brandenburg, R{\"a}dler, Rheinhardt & K\"apyl\"a (ApJ, 676, 740, 2008). Explicit expressions are derived for all four components of the magnetic diffusivity tensor, $\eta_{ij}(\tau)\,$. These are used to prove that the shear-current effect cannot be responsible for dynamo action at small \re and \rem, but for all values of the shear parameter.Comment: 27 pages, 5 figures, Published in Physical Review