Survey of the world practice of implementing energy-efficient technologies in terms of mining enterprises

Purpose is the analysis of world practice of applying the best available techniques to increase energy saving and energy efficiency of mining enterprises being the important factor of the economic development. Methods. The research methodology is based on the scientific approaches: historical-evolutionary, interdisciplinary, integration, process, and situational. Methods of retrospective, categorical, and system analysis as well as modeling have been applied. The analysis was performed on the basis of both initial information sources (original texts of legislative documents, strategies) and material of the international analytical organizations (International Energy Agency, World Bank) as well as the data of official statistical records. Findings. For the first time, different variants of the best available techniques in Japan, the USA, and the EU have been analyzed as well as the role of a state in applying institutional measures of energy efficiency support, including mining complex, and prospects of its use in the Russian Federation. It has been determined that energy efficiency is the effective and economically feasible tool in reaching sustainable development of the national economy. It has been demonstrated that energy saving and increased energy efficiency may reduce the needs in investment, raise industrial competitiveness and consumer welfare as well as improve environmental protection owing to the reduced greenhouse gas emissions and decreased air pollution. Energy efficiency growth has direct effect upon the industrial competitiveness; it can be achieved by means of innovations. Originality. Emphasis has been put on the key scientific and technical aspects and approaches stimulating increased energy efficiency in the developed countries under the effect of strong, coordinated, and consistent national policy in different sectors of economy. Practical implications. The carried-out analysis is useful in terms of the innovative and technological development of different industries of the Russian Federation in the context of its complicated cooperation with European countries and the USA, dependence on foreign technologies, and limited access to them.Мета. Аналіз світового досвіду використання найкращих доступних технологій для підвищення енергозбереження та енергетичної ефективності гірничодобувних підприємств, які є важливими факторами інноваційного розвитку і економіки. Методика. В основі методології дослідження застосовані наукові підходи: історико-еволюційний, міждисциплінарний, інтеграційний, процесний і ситуаційний. Використано методики ретроспективного, категоріального, системного аналізу, моделювання. Аналіз виконувався на основі як первинних інформаційних джерел (оригінальні тексти законодавства, стратегій), так і на основі матеріалів міжнародних аналітичних організацій (Міжнародного енергетичного агентства, Світового банку), а також даних офіційного статистичного обліку. Результати. Вперше проаналізовані різні варіанти найкращих доступних технологій в Японії, США, ЄС, роль держави у застосуванні інституційних заходів підтримки енергоефективності, в тому числі у гірничодобувному комплексі, а також перспективи їх використання у Російській Федерації. Визначено, що енергоефективність є дієвим і рентабельним інструментом досягнення сталого розвитку економіки країни в цілому. Показано, що енергозбереження та підвищення енергоефективності може знижувати потребу в інвестиціях, збільшити конкурентоспроможність промисловості й добробут споживача, а також покращувати охорону навколишнього середовища, завдяки зниженню викидів парникових газів та зменшенню забруднення повітря. Підвищення енергоефективності безпосередньо впливає на конкурентоспроможність промисловості та може бути досягнуто за рахунок інновацій. Наукова новизна. Виділено ключові науково-технічні асп екти й підходи, що стимулюють підвищення енергоефективності в розвинених зарубіжних країнах під впливом сильної, скоординованої та послідовної політики держави у різних секторах економіки. Практична значимість. Проведений аналіз корисний у побудові інноваційного та технологічного розвитку різних галузей Російської Федерації в умовах її непростої взаємодії з країнами Європи і США, залежно від зарубіжних технологій та обмеженого доступу до них.Цель. Анализ мирового опыта использования наилучших доступных технологий для повышения энергосбережения и повышение энергетической эффективности горнодобывающих предприятий, которые являются важными факторами развития экономики. Методика. В основе методологии исследования применены научные подходы: историко-эволюционный, междисциплинарный, интеграционный, процессный и ситуационный. Использованы методики ретроспективного, категориального, системного анализа, моделирования. Анализ выполнялся на основе как первичных информационных источников (оригинальные тексты законодательства, стратегий), так и на основе материалов международных аналитических организаций (Международного энергетического агентства, Всемирного банка), а также данных официального статистического учета. Результаты. Впервые проанализированы различные варианты наилучших доступных технологий в Японии, США, ЕС, а также роль государства в применении институциональных мер поддержки энергоэффективности, в том числе в горнодобывающем комплексе, перспективы его использования в Российской Федерации. Определено, что энергоэффективность является действенным и рентабельным инструментом достижения устойчивого развития экономики страны в целом. Показано, что энергосбережение и повышение энергоэффективности может снижать потребность в инвестициях, увеличить конкурентоспособность промышленности и благосостояние потребителя, а также улучшать охрану окружающей среды, благодаря снижению выбросов парниковых газов и уменьшению загрязнения воздуха. Повышение энергоэффективности напрямую влияет на конкурентоспособность промышленности и может быть достигнуто за счет инноваций. Научная новизна. Выделены ключевые научно-технические аспекты и подходы, стимулирующие повышение энергоэффективности в развитых зарубежных странах под влиянием сильной, скоординированной и последовательной политики государства в различных секторах экономики. Практическая значимость. Проведенный анализ полезен в построении инновационного и технологического развития различных отраслей Российской Федерации в условиях ее непростого взаимодействия со странами Европы и США, зависимости от зарубежных технологий и ограниченного доступа к ним.This article was prepared as a part of the project section of the government contract as requested by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation on the subject formulated as “Development of Methodological Principles and Organizational Economic Mechanism of Strategic Management of Economic Security in Russia” (Assignment No. 26.3913.2017/4.6)

Ferromagnetic transition of a two-component Fermi gas of Hard Spheres

We use microscopic many-body theory to analyze the problem of itinerant ferromagnetism in a repulsive atomic Fermi gas of Hard Spheres. Using simple arguments, we show that the available theoretical predictions for the onset of the ferromagnetic transition predict a transition point at a density ($k_F a \sim 1$) that is too large to be compatible with the universal low-density expansion of the energy. We present new variational calculations for the hard-sphere Fermi gas, in the framework of Fermi hypperneted chain theory, that shift the transition to higher densities ($k_F a \sim 1.8$). Backflow correlations, which are mainly active in the unpolarized system, are essential for this shift

Renormalization of the Three-Body System with Short-Range Interactions

We discuss renormalization of the non-relativistic three-body problem with short-range forces. The problem becomes non-perturbative at momenta of the order of the inverse of the two-body scattering length, and an infinite number of graphs must be summed. This summation leads to a cutoff dependence that does not appear in any order in perturbation theory. We argue that this cutoff dependence can be absorbed in a single three-body counterterm and compute the running of the three-body force with the cutoff. We comment on relevance of this result for the effective field theory program in nuclear and molecular physics.Comment: 5 pages, RevTex, 4 PS figures included with epsf.sty, some clarifying comments added, version to appear in Phys. Rev. Let

A supercircle description of universal three-body states in two dimensions

We consider bound states of asymmetric three-body systems confined to two dimensions. In the universal regime, two energy ratios and two mass ratios provide complete knowledge of the three-body energy measured in units of one two-body energy. The lowest number of stable bound states is produced when one mass is larger than two similar masses. We focus on selected asymmetric systems of interest in cold atom physics. The scaled three-body energy and the two scaled two-body energies are related through an equation for a supercircle whose radius increases almost linearly with three-body energy. The exponents exhibit an increasing behavior with three-body energy. The mass dependence is highly non-trivial. We give a simple relation that predicts the universal three-body energy.Comment: 5 pages, 4 figures, final versio

Differential Form of the Skornyakov--Ter-Martirosyan Equations

The Skornyakov--Ter-Martirosyan three-boson integral equations in momentum space are transformed into differential equations. This allows us to take into account quite directly the Danilov condition providing self-adjointness of the underlying three-body Hamiltonian with zero-range pair interactions. For the helium trimer the numerical solutions of the resulting differential equations are compared with those of the Faddeev-type AGS equations.Comment: 4 pages, 2 figure

The impact of bound states on similarity renormalization group transformations

We study a simple class of unitary renormalization group transformations governed by a parameter f in the range [0,1]. For f=0, the transformation is one introduced by Wegner in condensed matter physics, and for f=1 it is a simpler transformation that is being used in nuclear theory. The transformation with f=0 diagonalizes the Hamiltonian but in the transformations with f near 1 divergent couplings arise as bound state thresholds emerge. To illustrate and diagnose this behavior, we numerically study Hamiltonian flows in two simple models with bound states: one with asymptotic freedom and a related one with a limit cycle. The f=0 transformation places bound-state eigenvalues on the diagonal at their natural scale, after which the bound states decouple from the dynamics at much smaller momentum scales. At the other extreme, the f=1 transformation tries to move bound-state eigenvalues to the part of the diagonal corresponding to the lowest momentum scales available and inevitably diverges when this scale is taken to zero. We analyze the shift mechanism analytically in a 3x3 matrix model, which displays the essense of this RG behavior.Comment: 27 pages, 3 figure

Underthreshold resonances in three-particle molecular systems

To determine the lifetimes of Efimov states of negative two-atomic ions, the problem of resonance scattering of a light particle on a pair of identical particles has been considered. An analytic expression has been obtained for resonance widths in the limit of forces of zero radius and low binding energies in pairs. Calculations are compared with the numerical solution of the Faddeev integral equations in a wide region of masses of the light particle. It is shown that the widths of underthreshold resonances in the scattering amplitude obtained from the integral equations with the Yamaguchi potential are well described by the analytic expression, which allows this expression to be used in the mass region inaccessible for numerical calculations. It has been concluded that the lifetime of highly excited negative molecular ions with a binding energy close to the threshold of disintegration is practically unlimited.Comment: Latex, 15 page

A Bjorken sum rule for semileptonic Ωb\Omega_b decays to ground and excited charmed baryon states

We derive a Bjorken sum rule for semileptonic $\Omega_b$ decays to ground and low-lying negative-parity excited charmed baryon states, in the heavy quark limit. We discuss the restriction from this sum rule on form factors and compare it with some models.Comment: 10 pages, RevTex, no figure, Alberta Thy--26--9

How to observe the Efimov effect

We propose to observe the Efimov effect experimentally by applying an external electric field on atomic three-body systems. We first derive the lowest order effective two-body interaction for two spin zero atoms in the field. Then we solve the three-body problem and search for the extreme spatially extended Efimov states. We use helium trimers as an illustrative numerical example and estimate the necessary field strength to be less than 2.7 V/angstrom.Comment: 4 pages, 2 postscript figures, psfig.sty, revte

Efimov states in atom-molecular collisions

We analyse scattering of a heavy atom off a weakly bound molecule comprising an identical heavy and a light atom in the Born-Oppenheimer approximation. We focus on the situation where the heavy atoms are bosons, which was realized in several experiments. The elastic and inelastic cross sections for the atom-molecular scattering exhibit a series of resonances corresponding to three-body Efimov states. Resonances in elastic collisions are accessible experimentally through thermalization rates, and thus constitute an alternative way of observing Efimov states.Comment: 4 pages, 2 figure