Persistent Current of Free Electrons in the Plane

Predictions of Akkermans et al. are essentially changed when the Krein spectral displacement operator is regularized by means of zeta function. Instead of piecewise constant persistent current of free electrons on the plane one has a current which varies linearly with the flux and is antisymmetric with regard to all time preserving values of $\alpha$ including $1/2$. Different self-adjoint extensions of the problem and role of the resonance are discussed.Comment: (Comment on "Relation between Persistent Currents and the Scattering Matrix", Phys. Rev. Lett. {\bf 66}, 76 (1991)) plain latex, 4pp., IPNO/TH 94-2

Metallo-dielectric diamond and zinc-blende photonic crystals

It is shown that small inclusions of a low absorbing metal can have a dramatic effect on the photonic band structure. In the case of diamond and zinc-blende photonic crystals, several complete photonic band gaps (CPBG's) can open in the spectrum, between the 2nd-3rd, 5th-6th, and 8th-9th bands. Unlike in the purely dielectric case, in the presence of small inclusions of a low absorbing metal the largest CPBG for a moderate dielectric constant (epsilon<=10) turns out to be the 2nd-3rd CPBG. The 2nd-3rd CPBG is the most important CPBG, because it is the most stable against disorder. For a diamond and zinc-blende structure of nonoverlapping dielectric and metallo-dielectric spheres, a CPBG begins to decrease with an increasing dielectric contrast roughly at the point where another CPBG starts to open--a kind of gap competition. A CPBG can even shrink to zero when the dielectric contrast increases further. Metal inclusions have the biggest effect for the dielectric constant 2<=epsilon<=12, which is a typical dielectric constant at near infrared and in the visible for many materials, including semiconductors and polymers. It is shown that one can create a sizeable and robust 2nd-3rd CPBG at near infrared and visible wavelengths even for a photonic crystal which is composed of more than 97% low refractive index materials (n<=1.45, i.e., that of silica glass or a polymer). These findings open the door for any semiconductor and polymer material to be used as genuine building blocks for the creation of photonic crystals with a CPBG and significantly increase the possibilities for experimentalists to realize a sizeable and robust CPBG in the near infrared and in the visible. One possibility is a construction method using optical tweezers, which is analyzed here.Comment: 25 pp, 23 figs, RevTex, to appear in Phys Rev B. For more information look at http://www.amolf.nl/research/photonic_materials_theory/moroz/moroz.htm

A superconvergent representation of the Gersten-Nitzan and Ford-Webber nonradiative rates

An alternative representation of the quasistatic nonradiative rates of Gersten and Nitzan [J. Chem. Phys. 1981, 75, 1139] and Ford and Weber [Phys. Rep. 1984, 113, 195] is derived for the respective parallel and perpendicular dipole orientations. Given the distance d of a dipole from a sphere surface of radius a, the representations comprise four elementary analytic functions and a modified multipole series taking into account residual multipole contributions. The analytic functions could be arranged hierarchically according to decreasing singularity at the short distance limit d ---> 0, ranging from d^{-3} over d^{-1} to ln (d/a). The alternative representations exhibit drastically improved convergence properties. On keeping mere residual dipole contribution of the modified multipole series, the representations agree with the converged rates on at least 99.9% for all distances, arbitrary particle sizes and emission wavelengths, and for a broad range of dielectric constants. The analytic terms of the representations reveal a complex distance dependence and could be used to interpolate between the familiar d^{-3} short-distance and d^{-6} long-distance behaviors with an unprecedented accuracy. Therefore, the representations could be especially useful for the qualitative and quantitative understanding of the distance behavior of nonradiative rates of fluorophores and semiconductor quantum dots involving nanometal surface energy transfer in the presence of metallic nanoparticles or nanoantennas. As a byproduct, a complete short-distance asymptotic of the quasistatic nonradiative rates is derived. The above results for the nonradiative rates translate straightforwardly to the so-called image enhancement factors Delta, which are of relevance for the surface-enhanced Raman scattering.Comment: 30 pages including 6 figure

The Single-Particle density of States, Bound States, Phase-Shift Flip, and a Resonance in the Presence of an Aharonov-Bohm Potential

Both the nonrelativistic scattering and the spectrum in the presence of the Aharonov-Bohm potential are analyzed. The single-particle density of states (DOS) for different self-adjoint extensions is calculated. The DOS provides a link between different physical quantities and is a natural starting point for their calculation. The consequences of an asymmetry of the S matrix for the generic self-adjoint extension are examined. I. Introduction II. Impenetrable flux tube and the density of states III. Penetrable flux tube and self-adjoint extensions IV. The S matrix and scattering cross sections V. The Krein-Friedel formula and the resonance VI. Regularization VII. The R --> 0 limit and the interpretation of self-adjoint extensions VIII. Energy calculations IX. The Hall effect in the dilute vortex limit X. Persistent current of free electrons in the plane pierced by a flux tube XI. The 2nd virial coefficient of nonrelativistic interacting anyons XII. Discussion of the results and open questionsComment: 68 pages, plain latex, 7 figures, 3 references and one figure added plus a few minor text correction

Ballistic spin-polarized transport and Rashba spin precession in semiconductor nanowires

We present numerical calculations of the ballistic spin-transport properties of quasi-one-dimensional wires in the presence of the spin-orbit (Rashba) interaction. A tight-binding analog of the Rashba Hamiltonian which models the Rashba effect is used. By varying the robustness of the Rashba coupling and the width of the wire, weak and strong coupling regimes are identified. Perfect electron spin-modulation is found for the former regime, regardless of the incident Fermi energy and mode number. In the latter however, the spin-conductance has a strong energy dependence due to a nontrivial subband intermixing induced by the strong Rashba coupling. This would imply a strong suppression of the spin-modulation at higher temperatures and source-drain voltages. The results may be of relevance for the implementation of quasi-one-dimensional spin transistor devices.Comment: 19 pages (incl. 9 figures). To be published in PR

Fluctuating Filaments I: Statistical Mechanics of Helices

We examine the effects of thermal fluctuations on thin elastic filaments with non-circular cross-section and arbitrary spontaneous curvature and torsion. Analytical expressions for orientational correlation functions and for the persistence length of helices are derived, and it is found that this length varies non-monotonically with the strength of thermal fluctuations. In the weak fluctuation regime, the local helical structure is preserved and the statistical properties are dominated by long wavelength bending and torsion modes. As the amplitude of fluctuations is increased, the helix ``melts'' and all memory of intrinsic helical structure is lost. Spontaneous twist of the cross--section leads to resonant dependence of the persistence length on the twist rate.Comment: 5 figure

Thermal Fluctuations of Elastic Filaments with Spontaneous Curvature and Torsion

We study the effects of thermal flucutations on thin elastic filaments with spontaneous curvature and torsion. We derive analytical expressions for the orientational correlation functions and for the persistence length of helices, and find that this length varies non-monotonically with the strength of thermal fluctuations. In the weak fluctuation regime, the persistence length of a spontaneously twisted helix has three resonance peaks as a function of the twist rate. In the limit of strong fluctuations, all memory of the helical shape is lost.Comment: 1 figur

Core Polarization Effect in the Polarization Cross Section of Atomic Lithium

Purpose. The paper continues the authors’ studies devoted to transients in three-phase five-limb transformers. The main purpose of the work is to propose a method of evaluating model parameters, which cover transformer operations in saturation. This purpose is achieved by using the concept of the model reversibility.Methodology. The method of obtaining model parameters employs magnetic transformer model and is based on the idea of the model reversibility. The solution is found by equating input reluctances seen from the terminals of the innermost and outermost windings to the reluctances of the corresponding windings on air.Findings. The modeling of GIC events represented in the paper is the most accurate ever obtained for three-phase, five-leg transformers. The model is validated by close agreement of the predicted values and waveforms of the phase currents and reactive power with those measured in tests performed on two 400 MVA transformers connected back-to-back and to a 400 kV power network. The validity of the model was verified at 75 and 200 A dc currents in the transformer neutral. It is shown that the model is a reliable tool in evaluating inrush currents.Originality. The originality and advantage of the method proposed is its ability to determine the model parameters without fitting to experimental data obtained in regimes with highly saturated core. The method ensures the reversibility of the three-winding transformer model that is its correct behavior regardless of which winding is energized.Practical value. The practical value and significance of the paper is caused by the fact that the model proposed is a simple and reliable tool for power system studies. As a practically important example, time domain response of transformer subjected to geomagnetically induced currents (GIC) is analyzed and compared with results of a comprehensive field experiment.Цель работы. Статья продолжает исследования авторов, посвященные переходным процессам в трехфазных пятистержневых трансформаторах. Главная цель работы − предложить методику расчета параметров модели, охватывающих работу трансформатора с насыщенным сердечником. Эта цель достигается использованием концепции обратимости модели.Методы исследования. Расчет параметров модели выполняется с использованием магнитной схемы замещения трансформатора и основан на идее ее обратимости. Решение находится путем приравнивания входных магнитных сопротивлений, определяемых со стороны внутренней и внешней обмоток, и магнитных сопротивлений этих обмоток на воздухе.Полученные результаты. Точность моделирования процессов при наличии ГИТ превышает точность известных моделей трехфазных пятистержневых трансформаторов. Адекватность модели подтверждается близостью предсказанных фазных токов и потребляемой реактивной мощности, к соответствующим величинам, измененным в эксперименте на двух 400 MBA трансформаторах, подключенных к энергосистеме с напряжением 410 кВ. Обоснованность модели проверена при постоянных токах в нейтрали силой 75 и 200 А. Показана применимость модели для оценки бросков тока включения.Научная новизна. Оригинальность и новизна предложенного метода состоит в возможности определять параметры модели без использования экспериментальных данных, полученных при насыщенном сердечнике. Метод обеспечивает обратимость модели трехобмоточного трансформатора, то есть ее правильное поведение при возбуждении любой обмотки устройства.Практическая ценность. Практическая ценность и значение статьи обусловлено тем, что предложенная модель трансформатора является простым и надежным инструментом для исследования электрических сетей. В качестве практически важного результата, показано правильное предсказание моделью временного отклика трансформатора, наблюдаемого в эксперименте.Мета роботи. Стаття продовжує дослідження авторів, присвячені перехідним процесам в трифазних п’ятистрижневих трансформаторах. Головна мета роботи − запропонувати методику розрахунку параметрів моделі, що охоплюють роботу трансформатора з насиченим осердям. Ця мета досягається шляхом використанням концепції оберненості моделі.Методи дослідження. Розрахунок параметрів моделі виконується з використанням магнітної схеми заміщення трансформатора і побудований на юдеї її оберненості. Рішення знаходиться шляхом прирівнювання вхідних магнітних опорів, розрахованих з боку внутрішньої і зовнішньої обмоток, і магнітних опорів цих обмоток у повітрі.Отримані результати. Точність моделювання процесів в присутності ГІТ перевищує точність відомих моделей трифазних п’ятистрижневих трансформаторів. Адекватність моделі підтверджується близькістю прогнозованих фазних струмів і споживаної реактивної потужності, до відповідних величин, виміряним в експерименті на двох 400 МВА трансформаторах, які були під’єднані до енергосистеми напругою 410 кВ. Обґрунтованість моделі перевірена при постійних струмах в нейтралі силою 75 і 200 А. Показано застосовність моделі для оцінки кидків струму включення.Наукова новизна. Оригінальність і новизна методу полягає в можливості визначати параметри моделі без використання експериментальних даних, що отримані при насиченому осерді. Метод забезпечує оберненість моделі триобмоточного трансформатора, тобто її коректну поведінку при збудженні будь якої з обмоток.Практична цінність. Практична цінність і значимість статті обумовлені тим, що запропонована модель трансформатора являє собою простий і надійний інструмент для дослідження електричних систем. В якості практично важливого результату, показано правильне прогнозування моделлю часового відгуку трансформатора, що спостерігався в експерименті

РЕАЛІЗАЦІЯ ЄВРОПЕЙСЬКИХ СТАНДАРТІВ ВИЩОЇ ОСВІТИ У ВІННИЦЬКОМУ НАЦІОНАЛЬНОМУ МЕДИЧНОМУ УНІВЕРСИТЕТІ ІМ. М. І. ПИРОГОВА

The aim of the work – to highlight the ways of realization of the higher education quality in M. Pyrohov Vinnytsia National Medical University.The main body. Modernisation of higher education in the light of the European standards in the Vinnytsia National Medical University named after М. І. Pyrohov according to the European standards takes place at the level of educational and scientifically-research activity after an academic triad is combination of pedagogical process, clinical practic and scientific researches, where a student is in the center of that.  The European standards of providing of quality of higher education envisage introduction of the internal providing of quality of education, creation of the new programs, new technologies of studies, Medical simulation center, alternative clinical bases, Study-training center of practical preparation of doctors.Conclusion. The strategic task is to form a specialist who is professionally prepared for independent medical practice, which gives an opportunity to give each student the chance to become a competitive specialist and to have the opportunity to choose a place of work in the countries of the European space.Мета роботи – висвітлити шляхи реалізації європейських стандартів вищої освіти у Вінницькому національному медичному університеті ім. М. І. Пирогова.Основна частина. Модернізація вищої освіти у світлі європейських стандартів відбувається на рівні освітньої та науково-дослідницької діяльності за академічною тріадою (поєднання педагогічного процесу, клінічної практики та наукових досліджень), у центрі якої є  студент. Європейські стандарти забезпечення якості вищої освіти передбачають впровадження внутрішнього забезпечення якості освіти, створення нових програм, новітніх технологій навчання. У ВНМУ ім. М. І. Пирогова створено Медичний симуляційний центр, як альтернативу клінічним базам, Навчально-тренінговий центр практичної підготовки лікарів.Висновок. Стратегічне завдання полягає у формуванні професійно готового до самостійної лікарської практики фахівця, що дає можливість надати кожному студенту шанс стати конкурентоспроможним фахівцем та мати можливість вибору місця праці у країнах Європейського простору