Proton acceleration in analytic reconnecting current sheets

Particle acceleration provides an important signature for the magnetic collapse that accompanies a solar flare. Most particle acceleration studies, however, invoke magnetic and electric field models that are analytically convenient rather than solutions of the governing magnetohydrodynamic equations. In this paper a self-consistent magnetic reconnection solution is employed to investigate proton orbits, energy gains, and acceleration timescales for proton acceleration in solar flares. The magnetic field configuration is derived from the analytic reconnection solution of Craig and Henton. For the physically realistic case in which magnetic pressure of the current sheet is limited at small resistivities, the model contains a single free parameter that specifies the shear of the velocity field. It is shown that in the absence of losses, the field produces particle acceleration spectra characteristic of magnetic X-points. Specifically, the energy distribution approximates a power law ~ξ-3/2 nonrelativistically, but steepens slightly at the higher energies. Using realistic values of the “effective” resistivity, we obtain energies and acceleration times that fall within the range of observational data for proton acceleration in the solar corona

Facilities for the Energy Frontier of Nuclear Physics

The Relativistic Heavy Ion Collider at BNL has been exploring the energy frontier of nuclear physics since 2001. Its performance, flexibility and continued innovative upgrading can sustain its physics output for years to come. Now, the Large Hadron Collider at CERN is about to extend the frontier energy of laboratory nuclear collisions by more than an order of magnitude. In the coming years, its physics reach will evolve towards still higher energy, luminosity and varying collision species, within performance bounds set by accelerator technology and by nuclear physics itself. Complementary high-energy facilities will include fixed-target collisions at the CERN SPS, the FAIR complex at GSI and possible electron-ion colliders based on CEBAF at JLAB, RHIC at BNL or the LHC at CERN.Comment: Invited talk at the International Nuclear Physics Conference, Vancouver, Canada, 4-9 July 2010, to be published in Journal of Physics: Conference Series. http://inpc2010.triumf.ca

Charge and matter distributions and form factors of light, medium and heavy neutron-rich nuclei

Results of charge form factors calculations for several unstable neutron-rich isotopes of light, medium and heavy nuclei (He, Li, Ni, Kr, Sn) are presented and compared to those of stable isotopes in the same isotopic chain. For the lighter isotopes (He and Li) the proton and neutron densities are obtained within a microscopic large-scale shell-model, while for heavier ones Ni, Kr and Sn the densities are calculated in deformed self-consistent mean-field Skyrme HF+BCS method. We also compare proton densities to matter densities together with their rms radii and diffuseness parameter values. Whenever possible comparison of form factors, densities and rms radii with available experimental data is also performed. Calculations of form factors are carried out both in plane wave Born approximation (PWBA) and in distorted wave Born approximation (DWBA). These form factors are suggested as predictions for the future experiments on the electron-radioactive beam colliders where the effect of the neutron halo or skin on the proton distributions in exotic nuclei is planned to be studied and thereby the various theoretical models of exotic nuclei will be tested.Comment: 26 pages, 11 figures, 3 tables, accepted for publication in Phys. Rev.

Enhanced fusarium head blight resistance in bread wheat and durum by alien introgressions

Fusarium head blight resistance has previously been detected in two accessions of Ae. cylindrica (2n=4x=28, CCDD genome). The resistance was introgressed initially into a semi-dwarf winter wheat, then subsequently into a number of Canadian hard red spring wheat cultivars plus one cultivar from USA. DON contents, determined on field plot-harvested samples are reported for selected lines from three populations.  Of the total of 83 lines tested from the three populations, 18 lines showed DON contents of less than 1ppm. Another 48 lines had 1-5ppm DON in their seed, compared to check cultivars Sumai3 at 1.2ppm and Roblin at 11.0 ppm. It is anticipated that unique FHB resistance QTL will be identified in these populationsУстойчивость к фузариозу колоса/гибберелёзу предварительно выявлена у 2-х образцов Ae.cylindrica (2n = 4 x = 28, ССДД геном). Первоначально эта устойчивость была интрогрессирована в полукарликовую озимую пшеницу, затем впоследствии в ряд канадских сортов твердой краснозерной яровой пшеницы и в один сорт из США. Данные по уровням содержания DON, определявшихся по образцам, собранным с полевой делянки, представлены для селекционных линий от 3-х популяций. Из всех 83 линий, которые испытывались, 18 линий демонстрировали DON-содержание менее 1 части на миллион. Другие 48 линий имели в своих семенах показатель DON 1-5 частей на млн. в сравнении с контрольными сортами Сумаи 3 при показателе 1.2 частей на млн. и Роблин – 11,0 частей на млн. Ожидают, что уникальную стойкость к болезням в локусах количественных признаков идентифицируют в этих популяцияхВиявлено стійкість до фузаріозу колоса/гіберельозу спочатку у 2-х зразків Ae.cylindrica (2n = 4 x = 28, ССДД геном). Вперше ця стійкість була інтегрована у напівкарликову озиму пшеницю, потім у ряд канадських сортів твердої червонозерної ярої пшениці та у один сорт із США. Дані по рівню утримання DON, що визначались по зразках, зібраних з польових ділянок, представлені для селекційних ліній від 3-х популяцій.Із усіх 83 ліній, які випробувались, 18 ліній продемонстрували DON-вміст менше 1 частини на мільйон. Інші 48 ліній мали у своєму насіння DON-показник 1-5 частин на мільйон в порівнянні з контрольними сортами Сумаі 3 при показнику 1.2 частини на мільйон і Роблін – 11,0 частин на мільйон. Чекають, що унікальну стійкість до хвороб у локусах кількісних ознак буде визначено у цих популяція

Granular Scale Magnetic Flux Cancellations in the Photosphere

We investigate the evolution of 5 granular-scale magnetic flux cancellations just outside the moat region of a sunspot by using accurate spectropolarimetric measurements and G-band images with the Solar Optical Telescope aboard Hinode. The opposite polarity magnetic elements approach a junction of the intergranular lanes and then they collide with each other there. The intergranular junction has strong red shifts, darker intensities than the regular intergranular lanes, and surface converging flows. This clearly confirms that the converging and downward convective motions are essential for the approaching process of the opposite-polarity magnetic elements. However, motion of the approaching magnetic elements does not always match with their surrounding surface flow patterns in our observations. This suggests that, in addition to the surface flows, subsurface downward convective motions and subsurface magnetic connectivities are important for understanding the approach and collision of the opposite polarity elements observed in the photosphere. We find that the horizontal magnetic field appears between the canceling opposite polarity elements in only one event. The horizontal fields are observed along the intergranular lanes with Doppler red shifts. This cancellation is most probably a result of the submergence (retraction) of low-lying photospheric magnetic flux. In the other 4 events, the horizontal field is not observed between the opposite polarity elements at any time when they approach and cancel each other. These approaching magnetic elements are more concentrated rather than gradually diffused, and they have nearly vertical fields even while they are in contact each other. We thus infer that the actual flux cancellation is highly time dependent events at scales less than a pixel of Hinode SOT (about 200 km) near the solar surface.Comment: Accepted for publication in the Astrophysical Journa

On Free-Electron Laser Growing Modes and their Bandwidth

Free-electron lasers play an increasing role in science, from generating unique femtosecond X- ray pulses for single short recording of the protein structures to amplifying feeble interactions in advanced cooling systems for high-energy hadron colliders. While modern Free-electron laser codes can describe their amplification mechanism, a deep analytical understanding of the mechanism is of extreme importance for a number of applications. Mode competition, their growth rates and amplification bandwidth are among the most important parameters of a free-electron laser. A dispersion relation, which defines these important characteristics, can be solved analytically only for a very few simple cases. In this letter we show that for a typical bell-shape energy distribution in electron beam there is no more that one growing mode. We also derive an analytical expression which determines the bandwidth of the free-electron laser.Comment: 4 pages, submitted to PR

ВИДОВИЙ СКЛАД ТА СТАН РАРИТЕТНИХ ДЕНДРОЕКЗОТІВ ВІДДІЛУ PINOPHYTA БОТАНІЧНОГО САДУ ЧЕРНІВЕЦЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ ІМЕНІ ЮРІЯ ФЕДЬКОВИЧА

An effective direction of rare exotic plant species preservation is their ex situ cultivation conditions that is realized for introduced plants in botanical gardens, dendrological parks and other preserved parks. Lately, first actions for preservation rare woody plants in ex situ conditions in Ukraine are inventory research, elucidation of their spreading in cultivated area, their conservation status due to the Red Lists of international significance (such as The IUСN Red List of Threatened Species) and estimation of their adaptation level. Therefore, the purpose of our research is to analyze species composition, conservation status due to The IUСN Red List of Threatened Species, geographical origin, taxation parameters, winter resistance and generative development of Pinophyta rare woody exotic plants cultivated in Chernivtsi National University Botanical Garden. At the beginning of 2018, 39 species of rare dendroexotic plants of Pinophyta are growing in the open ground conditions in Botanical Garden. They belong to 20 genus, 4 families. The authors have ascertained that 19 species originated in East Asia and 14 species are from North America. 51. 3 % of species are endemics and 3 species are relicts. All species are recorded in The Red List of Threatened Species and are distributed by 5 categories; species from LC category are predominated (26 species). According to The IUCN Red List, all species that belong to EN (Endangered) and CR (Critically Endangered) categories and 4 species of NT (Near Threatened) category are endemics, so they need special conservation actions. 33 species are trees (29 among them are trees of first magnitude) and 3 species are shrubs. All species retain the growth form, while 7 species have reached the typical height for them. 35 species are revealed to be completely winter-hardly. 22 species form seeds and 5 species are self-propagated. Thus, Pinophyta rare woody exotic plants of Chernivtsi National University Botanical Garden are valuable as a reserve of genetic material and plants in the scientific and educational meaning. Trees of 10 species that have a special historical, collectible and scientific value are pointed out; they are from 110 to above 140 years old. Investigated plants have also forestry, meliorative, decorative and medicinal value. Further successful preservation of these species in the Pre-Carpathian region will be possible if their resistance to biotic factors, ecological and coenotic peculiarities is studied.Наведено результати аналізу видового складу, географічного походження, таксаційних показників, зимостійкості, здатності до генеративного розвитку та розподілу за категоріями раритетності згідно до Червоним списком МСОП деревних інтродуцентів відділу Pinophyta ботанічного саду Чернівецького національного університету ім. Юрія Федьковича. З'ясовано, що в умовах відкритого ґрунту Саду зростає 39 видів раритетних дендроекзотів відділу Pinophyta із 20 родів, 4 родин. Проведено розподіл за категоріями раритетності відповідно до критеріїв Червоного списку МСОП і показано, що 66,7 % досліджуваних видів належить до таких, які перебуває під невеликою загрозою (категорія LC). Природоохоронний статус 17,9 % видів відповідає категоріям CR, EN і VU. За географічним походженням, домінують представники Східної Азії (19 видів) та Північної Америки (14 видів); ендемічними є 51,3 % видів. Установлено, що в умовах Саду всі види зберігають притаманну їм форму росту, при цьому 7 видів досягли характерної для них висоти. Абсолютно зимостійкими в умовах ботанічного саду є 35 видів; формують насіння – 22 види, з них розмножуються самосівом 5 видів. Виділено представників, які мають особливу історичну, колекційну і наукову цінність. Подальшому успішному збереженню досліджуваних видів в умовах Передкарпаття сприятимуть вивчення їхньої стійкості до біотичних факторів та з'ясування еколого-ценотичних особливостей

Дендросозофіти ботанічного саду Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича

Collection of information about specific composition, distribution and state of cultivated rare arboreous plants is an important step in creation of conservation measures for these species ex-situ condition. But such information for Chernivtsi region outlined only partially. So, the purpose of our research was to analyze specific composition, their conservation status due to The IUСN Red List of Threatened Species and to evaluate the acclimatization degree of rare aboriginal and introduced arboreous plants cultivated in the Chernivtsi National University Botanic Garden. Conservation status of these species we determined due to The IUСN Red List of Threatened Species, European Red List of Vascular Plants and Red Data Book of Ukraine (2009). Estimation of acclimatization degree, accordingly to M. A. Kochno scale, includes growth, generative development, winter and drought resistance. To the beginning of 2019, 211 species of arboreous plants are growing in the open ground conditions in the Chernivtsi National University Botanic Garden. They are from 87 genus 37 families 2 orders. All species are recorded to The IUCN Red List of Threatened Species and are distributed by 6 categories: 5 of them – to the category CR, 11 species – to EN, 4 – to VU, 9 – to NT, 166 – to LC and 15 species – to the DD category. In the European Red List of Vascular Plants we found 9 species and in the Red Data Book of Ukraine – 7 species. 192 species adapted to the conditions of cultivation completely, and therefore have a higher degree of acclimatization (I). 16 species adapted to cultivation conditions slightly (degree of acclimatization is II), and the degree of acclimatization of 3 species (Diospyros lotus L., Laurocerasus officinalis Roem., Ilex aquifolium L.) varies depending on winter conditions. 174 species in the Botanic Garden form a viable seed. The rest of the species do not fructify because of their young age (11 species), cultivation under the inappropriate ecological conditions (13 species), flowering in the autumn-winter period (Hamamelis virginiana L.). The dioecious species, which are represented only by the male in the Botanic Garden, do not form seeds too. Non-viable seeds form Taxodium distichum (L.) Rich. and Sequoiadendron giganteum Lindl. Consequently, from a group of threatened species (category CR, EN, VU) does not form seeds only 1 of them. High adaptive parameters and the ability to seed reproduction of the majority of investigated species indicate that the collections of the Chernivtsi National University Botanic Garden have high potential for the effective conservation ex-situ of rare arboreous plants.Встановлено, що у ботанічному саду Чернівецького національного університету в умовах відкритого ґрунту зростає 211 видів дендросозофітів із 87 родів, 37 родин, 2 відділів. Серед них із відділу Pinophyta провідними за кількістю видів є роди Pinus L., Abies Mill., Picea Dietr., Juniperus L., а із Magnoliophyta – Rhododendron L., Magnolia L., Acer L., Quercus L., Malus Mill. У Червоному списку МСОП досліджувані види віднесено до 6 категорій раритетності; з них переважає група таксонів з низьким рівнем ризику зникнення (82,9 % видів). До групи під загрозою зникнення (категорії CR, EN, VU) входить 20 видів. До Європейського Червоного списку внесено 9 із досліджуваних видів. 7 видів внесено до Червоної книги України (2009), а Syringa josіkaea – також до Додатку І Бернської конвенції. Показано, що в умовах ботанічного саду Чернівецького національного університету 174 із досліджуваних дендросозофітів формують життєздатне насіння, а у 42 із них відзначено самосів. Виявлено, що 192 види повністю пристосувалися до умов культивування і мають найвищий ступінь акліматизації (І). Виділено види, які в Чернівецькій області стали інвазійними (Robinia pseudoacacia L., Acer negundo L., Quercus rubra L.), а також типові для Буковини види; всі вони мають категорію LC у Червоному списку МСОП. Успішна акліматизація та здатність до насіннєвого розмноження більшості видів свідчать про те, що колекційні фонди ботанічного саду Чернівецького національного університету є потенціалом для ефективного збереження дендросозофітів ex-situ

Forum-Theater as a Technology for the Prevention of Socially Significant Problems of Youth

В статье рассматривается опыт апробации интерактивной технологии «Форум-театр», направленной на профилактику социальных проблем в молодежной среде. Именно молодые люди наиболее подвержены социальнонегативным явлениям. Технология «форум-театра» позволяет участникам «проиграть» сценарии данных явлений и самостоятельно принять правильное решение, тем самым практикуясь действовать в похожих обстоятельствах в реальной жизни.The article discusses the experience of testing the interactive technology «Forum-Theater», aimed at the prevention of social problems in the youth environment. It is young people who are most susceptible to socially negative phenomena. The technology of the «Forum-Theater» allows participants to «play» the scenarios of these phenomena and independently make the right decision, thereby practicing to act in similar circumstances in real life