Search for new particles in events with energetic jets and large missing transverse momentum in proton-proton collisions at root s=13 TeV

A search is presented for new particles produced at the LHC in proton-proton collisions at root s = 13 TeV, using events with energetic jets and large missing transverse momentum. The analysis is based on a data sample corresponding to an integrated luminosity of 101 fb(-1), collected in 2017-2018 with the CMS detector. Machine learning techniques are used to define separate categories for events with narrow jets from initial-state radiation and events with large-radius jets consistent with a hadronic decay of a W or Z boson. A statistical combination is made with an earlier search based on a data sample of 36 fb(-1), collected in 2016. No significant excess of events is observed with respect to the standard model background expectation determined from control samples in data. The results are interpreted in terms of limits on the branching fraction of an invisible decay of the Higgs boson, as well as constraints on simplified models of dark matter, on first-generation scalar leptoquarks decaying to quarks and neutrinos, and on models with large extra dimensions. Several of the new limits, specifically for spin-1 dark matter mediators, pseudoscalar mediators, colored mediators, and leptoquarks, are the most restrictive to date.Peer reviewe

Probing effective field theory operators in the associated production of top quarks with a Z boson in multilepton final states at root s=13 TeV

Peer reviewe

Biological Earth observation with animal sensors

Space-based tracking technology using low-cost miniature tags is now delivering data on fine-scale animal movement at near-global scale. Linked with remotely sensed environmental data, this offers a biological lens on habitat integrity and connectivity for conservation and human health; a global network of animal sentinels of environmen-tal change

ALIEN AND SUPERCOMPUTER TITAN INTERACTION TECHNOLOGY

The next launch of the LHC involves using much more resources than GRID can provide. To solve this problem, ALICE is engaged in a project to expand the existing computing model in order to include additional resources in it, for example, Titan supercomputer. This article explores the interaction technology of the AliEn computing environment and the Titan supercomputer located in the Oak Ridge Leadership Computing Facility (OLCF). This technology uses the PanDA (Production and Distributed Analysis System) WMS (Workload management system) to send jobs to the Titan batch processing queue and local data management. Through PanDA and Titan, the ALICE experiment at the Large Hadron Collider receive new resources to fulfill the assigned tasks. This implementation was tested using ALICE jobs. AliEn (ALIce ENvironment) is a distributed computing environment developed for the ALICE Offline project. It allows access to distributed computing resources and storage resources for all participants of the ALICE experiment at the Large Hadron Collider (LHC). Currently, AliEn allows to processing jobs on approximately 100,000 computing processors used in more than 80 GRID sites around the world. The architecture of the computing environment is 99% composed of imported components with open source, which makes possible to use the functionality without changing them. To connect AliEn and Grid infrastructure, used VOBOX service, which allows you to run your own services on computer sites, and also provides direct interaction with the batch processing queue for launching jobs

REFACTORING OF THE OPENVZ DRIVER FOR THE OPENNEBULA CLOUD PLATFORM WITHIN THE JINR CLOUD INFRASTRUCTURE PROJECT

This article explores the possibilities of using OpenVZ virtualization technology in the cloud infrastructure of the Joint Institute for Nuclear Research (JINR), built on the OpenNebula platform. OpenNebula is an open and extensible cloud platform allowing an easy automation of data centers operations. Simplicity of deployment and configuration of virtual machines without the help of specialists is the main advantage of the OpenNebula platform. Also, the main advantages of this cloud platform include the ability to dynamically change the size of the physical infrastructure by adding and removing nodes in real time and splitting the cluster into virtual partitions, which allows us to allocate only the necessary amount of resources for the operation of a certain service. OpenNebula provides a centralized interface for managing all elements of the infrastructure, both virtual and physical, and also has a high degree of utilization of available resources. Initially, OpenNebula does not support the OpenVZ virtualization technology, however its modular architecture allows using third-party drivers, in particular for OpenVZ. To deploy the virtualization technology within OpenNebula, a driver was developed by JINR and the Bogolyubov Institute of Theoretical Physics. The main advantage of OpenVZ virtualization technology is the ability to run multiple isolated copies of the operating system on a single physical server. The authors of this article had to refactor the code of the existing OpenVZ driver for the OpenNebula cloud platform. The work was done using the Ruby software environment. The results obtained are currently used in the JINR cloud infrastructure

Increasing safety at rock preparation by blasting in open pits

The topicality of the present work lies in justification of the means of increasing safety during mass explosions in opencasts. The solution to this problem is possible due to the orientation of downholes in the array, taking into account the angle of incidence and extension of the strata, high-quality stemming and initiation of downhole charges by delay detonators with a minimal deviation from nominal values of their firing time. The most promising way to increase the safety and efficiency of blasting is an integrated approach, including drilling downholes, normal to the strata, and using the design of the downhole charge, rationally distributing the explosion energy in the space of the rock mass due to the use of stemming of a variable density, low-density gap between the parts of the explosive charge and the bottom a downhole compensator based on foam gel and the use of hybrid electronic detonator Iskra-T

Чисельне моделювання та аналіз напружено-деформованого стану крижово-клубового зчленування за різних варіантів поперекового лордозу

The article contains results of computer simulation and mathematical analysis of the stress-strain state by the finite element method in the «lumbar spine - sacroiliac joint – pelvis» system with different variants of the sacral bone slope and lumbar lordosis. In these conditions, peculiarities of the maximum and minimum stress in the sacroiliac joint area were revealed.Представлены результаты численного моделирования и математического анализа при помощи метода конечных элементов напряженно-деформированного состояния системы «поясничный отдел позвоночника – крестцово-подвздошное сочленение – таз» с различными вариантами наклона крестца и поясничного лордоза. При таких условиях выявлены особенности максимального и минимального напряжения в зоне крестцово-подвздошного сочленения.Представлено результати чисельного моделювання та математичного аналізу за допомогою методу кінцевих елементів напружено-деформованого стану системи «поперековий відділ хребта – крижово-клубове зчленування – таз» з різними варіантами нахилу крижової кістки та поперекового лордозу. За цих умов виявлено особливості максимального та мінімального напруження у ділянці крижово-клубового зчленування

Чисельне моделювання та аналіз напружено-деформованого стану кінематичного ланцюга «поперековий відділ хребта - крижі - таз» із урахуванням основних зв’язок крижово-клубового суглоба

Objective:  To  study  the  stress-strain  state  of  the  ligaments  of the  sacroiliac  joint  and  the  elements  of  the  lumbosacral  spine considering various options of the lumbar lordosis and an angle of inclination of the cranial surface of the sacrum. Methods: mathematical modeling using the finite element method. A model «lumbar spine – the sacroiliac joints – pelvis»with major ligaments (anterior sacroiliac, interosseous sacroiliac, posterior sacroiliac, sacrotuberous, sacrospinous) was built on the base of CT and MRI scans (20 and 10 patients, respectively). Results: there were revealed that anterior sacroiliac, interosseous sacroiliac, posterior sacroiliac, sacrotuberous, sacrospinous ligaments significantly restrict rotational movement in the sacroiliac joint conditions for all variants  of  inclination  angle  of  the  sacrum and reduce strain and movement of all the elements of «lumbar spine – sacrum – pelvis»due to load redistribution. In case of physiological angle of inclination of the sacrum and physiological lordosis there were found uniform tension stress distribution of stress in all ligaments. With increasing of loads tension stresses significantly increased in iliolumbar ligaments indicating their important role in the redistribution of stress under conditions of  physiological  angle  of  inclination  of  the  sacrum  and  physiological lordosis in case of growth of the vertical load. In case of the vertical position of the sacrum and smoothed lordosis for all options of loading maximum value of tension stresses were found in the cranial and caudal part of the anterior sacroiliac ligaments and iliolumbar ligaments. A similar pattern was kept in case of increasing of load. When horizontal position of sacrum and hyperlordosis maximum value of tension stresses were found in the cranial part of the ventral and dorsal sacroiliac ligaments as well as in the iliolumbar and interosseous sacroiliac ligaments.Цель: изучить напряженно-деформированное состояние связок крестцово-подвздошного сустава и пояснично-крестцового отдела позвоночника, учитывая различные варианты поясничного лордоза и угла наклона краниальной поверхности крестца.Методы: математическое моделирование с помощью метода конечных элементов. Модель «поясничный отдел позвоночника — крестцово-подвздошный сустав — таз» с основными связками (крестцово-бугорные, крестцово-остистые, подвздошно-поясничные, подвздошно-поперечные, вентральные и дорсальные крестцово-подвздошные) построена на основе КТ- и МРТ-сканов (20 и 10 пациентов соответственно).Результаты: установлено, что крестцово-бугорные, крестцово-остистые, крестцово-поясничные, подвздошно-поперечные, вентральные и дорсальные крестцово-подвздошные связки значительно ограничивают ротационные движения в крестцово-подвздошном суставе при всех вариантах угла наклона крестца и уменьшают деформации и перемещения во всех элементах системы «поясничный отдел позвоночника — крестец — таз» в связи с перераспределением нагрузки. В случае физиологического угла наклона крестца и физиологического лордоза выявлено равномерное распределение растягивающих напряжений во всех связках. С увеличением нагрузок значительно возрастали растягивающие напряжения в подвздошно-поясничных связках, что свидетельствует об их важной роли в перераспределении нагрузок при физиологическом угле наклона крестца и физиологическом лордозе при возрастании вертикальной нагрузки. В случае вертикального положения крестца и сглаженного лордоза при всех вариантах нагрузки максимальные величины растягивающих напряжений обнаружены в краниальной и каудальной частях вентральных крестцово-подвздошных связок и подвздошно-поясничных связках. Аналогичная картина сохранялась при увеличении нагрузки. При горизонтальном положении крестца и гиперлордозе максимальные значения растягивающих напряжений обнаружены в краниальной части вентральных, дорсальных крестцово-подвздошных связок и в подвздошно-поясничной и подвздошно-поперечных связках.Мета: вивчити напружено-деформований стан зв’язок крижово-клубового суглоба та елементів попереково-крижового відділу хребта, враховуючи різні варіанти поперекового лордозу та кута нахилу краніальної поверхні крижів.Методи: математичне моделювання за допомогою методу кінцевих елементів. Модель  «поперековий  відділ  хребта  –  крижово-клубовий  суглоб – таз» з основними зв’язками (крижово-горбові, крижово-остьові, клубово-поперекові, клубово-поперечні, вентральні та дорсальні крижово-клубові) побудовано на основі КТ- та МРТ-сканів  (20  та  10  пацієнтів  відповідно). Результати: встановлено,  що  крижово-горбові,  крижово-остьові,  клубово-поперекові,  клубово-поперечні,  вентральні  та  дорсальні крижово-клубові  зв’язки  значно  обмежують  ротаційні  рухи в крижово-клубовому суглобі за умов усіх варіантів кута нахилу крижів і зменшують деформації та переміщення в усіх елементах системи «поперековий відділ хребта – крижі – таз» завдяки  перерозподілу  навантаження.  У  разі  фізіологічного кута нахилу крижів та фізіологічного лордозу виявлено рівномірний розподіл розтягувальних напружень в усіх зв’язках. Зі збільшенням  навантажень  значно  зростали  розтягувальні напруження в клубово-поперекових зв’язках, що свідчить про їх важливу роль у перерозподілі навантажень за умов фізіологічного кута нахилу крижів та фізіологічного лордозу в разі зростання  вертикального  навантаження.  У  випадку  вертикального положення крижів та згладженого лордозу за всіх варіантів навантаження максимальні величини розтягувальних напружень виявлені в краніальній та каудальній частинах вентральних  крижово-клубових  зв’язок  та  клубово-поперекових зв’язках.  Аналогічна  картина  зберігалась  у  разі  збільшення навантаження. За умов горизонтального положення крижів та гіперлордозу максимальні значення розтягувальних напружень виявлені в краніальній частині вентральних, дорсальних крижово-клубових зв’язок та в клубово-поперековій і клубово-поперечній зв’язках

Чисельне моделювання та аналіз напружено-деформованого стану кінематичного ланцюга «поперековий відділ хребта – крижова кістка – таз» за умов однобічного блокування крижово-клубового зчленування

The article deals with results of a numerical simulation and a mathematical analysis, using the finite element method, of the stress-strain state in the “lumbar spine – sacroiliac joint – pelvis” system with different variants of inclination of the sacrum and lumbar lordosis in conditions of unilateral blocking of the sacrum. Peculiarities of the maximum and minimum stress in the area of the sacroiliac joint in case of a unilateral blocking and different variants of inclination of the sacrum and lumbar lordosis are shown.Представлены результаты численного моделирования и математического анализа с помощью метода конечных элементов напряженно-деформированного состояния системы «поясничный отдел позвоночника – крестцово-подвздошные сочленения – таз» с различными вариантами наклона крестца и поясничного лордоза в условиях одностороннего блокирования крестца. Показаны особенности максимального и минимального напряжения в области крестцово-подвздошного сочленения при одностороннем блокировании и различных вариантах наклона крестца и поясничного лордоза.Представлено результати чисельного моделювання та математичного аналізу за допомогою методу кінцевих елементів напружено-деформованого стану системи «поперековий відділ хребта – крижово-клубове зчленування – таз» з різними варіантами нахилу крижової кістки та поперекового лордозу за умов однобічного блокування цієї кістки. Показано особливості максимального та мінімального напруження у ділянці крижово-клубового зчленування у випадку однобічного блокування і різних варіантів нахилу крижової кістки та поперекового лордозу

Напружено-деформований стан кінематичного ланцюга «поперековий відділ хребта — крижі — таз» у випадку асиметрії суглобових щілин крижово-клубового суглоба

In the kinematic chain of the skeleton its important parts trans­mitting the load from the spine to the pelvis are the sacrum, the sacroiliac joints (SIJ) and ligaments surrounding them. SIJ dysfunction often leads to low back pain. Objective: To analyze the stress-strain state of SCJ with ventral, dorsal and interosse­ous sacroiliac ligaments at their normal condition and in cases of asymmetry of the joint space width. Methods: for the study the previously proposed virtual model synthesized and based on the lumbar spine, SIJ and pelvis CT scans of 20 patients and SIJ MRI scans of 10 patients was selected. Finite element model of the lumbosacral spine and SIJ were loaded from the upper vertebrae LI with vertical force of 400 N and 2000 N along the axis of the spine. Results: distribution of stress and strain in the SIJ and lumbosacral spine model obtained under conditions of asymmetry of joint spaces’ width indicates the changing in nature of functioning of the entire articulation. In the case of asymmetry of SIJ width asymmetry it was determined displace­ment of conventional axis of rotational mobility of the sacrum and significant redistribution of stresses and strains between the left and right joints and ligaments. While loading with 400 N for asymmetric joint space width it was determined an increasing of the value of tension in SIJ ligaments on the left and of the value of deformation on the right particularly in dorsal and interosseous sacroiliac ligaments. The values of tension in the sacrospinous, sacrotuberous and iliolumbar ligaments changed asymmetrically so as to maximally compensate violations caused by asymmetry of the joint space width. The same trends were found while loading with 2000 N but at the same time tensions in sacrospinous and sacrotuberous ligaments significantly increased indicating their important role in SIJ stabilization under conditions of increasing load. In the proposed SIJ with lumbar spine model mathematically substantiated an opportunity of nascence of functional deforma­tion like «twisted pelvis».В кинематической цепи опорного скелета важными звеньями, передающими нагрузку от позвоночника к тазу, являются крестец, крестцово-подвздошные суставы (КПС) и связки, которые их окружают. Дисфункция КПС часто приводит к нижнепоясничной боли. Цель: проанализировать напряженно-деформированное состояние КПС с вентральными, дорсальными и межкостными крестцово-подвздошными связками при их нормальном состоянии и асимметрии ширины суставных щелей. Методы: для исследования выбрана предложенная ранее виртуальная модель, синтезированная на основе КТ-сканов поясничного отдела позвоночника, КПС и таза 20 пациентов и МРТ-сканов КПС 10 пациентов. Конечно-элементные модели пояснично-крестцового отдела и КПС нагружали по верхнему позвонку LІ вертикальной силой в 400 и 2000 Н вдоль оси позвоночника. Результаты: полученное распределение напряжения и деформаций в модели КПС и пояснично-крестцового отдела в условиях асимметрии ширины суставных щелей свидетельствует об изменениях характера работы всего сочленения. В случае асимметрии ширины суставных щелей КПС установлено смещение условной оси ротационной подвижности крестца и существенное перераспределение напряжений и деформаций между левыми и правыми суставами и пучками связок. При нагрузке в 400 Н в условиях асимметричной ширины суставной щели отмечено увеличение величины напряжения в связках КПС слева и величин деформации справа, особенно в межкостных и дорсальных крестцово-подвздошных связках. Величины напряжения в крестцово-остистых, крестцово-бугорной и подвздошно-поясничной связках менялись асимметрично так, чтобы максимально компенсировать нарушения, вызванные асимметрией ширины суставной щели. Такие же тенденции выявлены и в случае нагрузки в 2000 Н. Однако при этом значительно увеличивались напряжения в крестцово-остистых и крестцово-бугорной связках, что свидетельствует об их важной роли в стабилизации КПС при повышении нагрузки. На предложенной модели КПС с поясничным отделом позвоночника математически обоснована возможность возникновения функциональной деформации «скрученный таз».У кінематичному ланцюгу опорного скелета важливими ланками, які передають навантаження від хребта на таз, є крижі, крижово-клубові суглоби (ККС) та зв’язки, що їх оточують. Дисфункція ККС часто призводить до нижньопоперекового болю. Мета: проаналізувати напружено-деформований стан ККС з вентральними, дорсальними та міжкістковими крижово-клубовими зв’язками за їх нормального стану та асиметрії ширини суглобових щілин. Методи: для дослідження обрана запропонована раніше віртуальна модель, синтезована на основі КТ-сканів поперекового відділу хребта, ККС і таза 20 пацієнтів та МРТ-сканів ККС 10 пацієнтів. Кінцево-елементні моделі попереково-крижового відділу та ККС навантажували по верхньому хребцю LІ вертикальною силою в 400 та 2000 Н уздовж осі хребта. Результати: отриманий розподіл напруження і деформацій у моделі ККС та попереково-крижового відділу за умов асиметрії ширини суглобових щілин свідчить про зміни характеру роботи всього зчленування. У разі асиметрії ширини суглобових щілин ККС встановлено зміщення умовної осі ротаційної рухливості крижів та суттєвий перерозподіл напружень і деформацій між лівими та правими суглобами і пучками зв’язок. Під час навантаження в 400 Н за асиметричної ширини суглобової щілини відмічено збільшення величини напруження у зв’язках ККС зліва і величин деформації справа, особливо в міжкісткових і дорсальних крижово-клубових зв’язках. Величини напруження в крижово-остистій, крижово-горбовій та клубово-поперековій зв’язках змінювалися асиметрично так, щоб максимально компенсувати порушення, спричинені асиметрією ширини суглобової щілини. Такі ж тенденції виявлено під час навантаження в 2000 Н, але при цьому значно збільшувалися напруження в крижово-остистій та крижово-горбовій зв’язках, що свідчить про їх важливу роль у стабілізації ККС за умов підвищення навантаження. На запропонованій моделі ККС із поперековим відділом хребта математично обґрунтована можливість виникнення функціональної деформації «скручений таз»