Phase Conjugation and Negative Refraction Using Nonlinear Active Metamaterials

We present experimental demonstration of phase conjugation using nonlinear metamaterial elements. Active split-ring resonators loaded with varactor diodes are demonstrated theoretically to act as phase-conjugating or time-reversing discrete elements when parametrically pumped and illuminated with appropriate frequencies. The metamaterial elements were fabricated and shown experimentally to produce a time reversed signal. Measurements confirm that a discrete array of phase-conjugating elements act as a negatively-refracting time reversal RF lens only 0.12$\lambda$ thick

Kokemuksia haastavista ja kuormittavista tilanteista varhaiskasvattajien työssä

Opinnäytetyön lisäosan tarkoituksena oli selvittää, millaisia haastavia ja kuormittavia tilanteita varhaiskasvattajat voivat kohdata työssään lasten, huoltajien, työyhteisön ja muiden tilanteiden parissa. Tutkimustehtävä keskittyi erityisesti siihen, millä tavalla haasteisiin voidaan vaikuttaa ja millaisiin tilanteisiin varhaiskasvattajat kokevat itse pystyvänsä vaikuttamaan ja millaisiin eivät. Tutkielmassa käsiteltiin myös varhaiskasvattajien kokemia työn voimavaroja, jotka osaltaan tukevat varhaiskasvattajien työssä jaksamista. Tutkielmassa vertailtiin varhaiskasvattajien ja muskariopettajien kokemuksien samankaltaisuuksia, koska tämä tutkielma täydensi aikaisempaa musiikkipedagogin (AMK) opinnäytetyötäni (Mäkipelto 2014). Teoreettinen viitekehys muodostui tässä tutkielmassa työhyvinvointiin liittyvästä kirjallisuudesta ja aikaisemmasta tutkimuksesta, joissa tarkasteltiin työkäytäntöjen ja työn voimavara- ja kuormitustekijöiden vaikutuksia työhyvinvointiin. Tutkielma toteutettiin kvalitatiivisena eli laadullisena tutkimuksena ja tutkimusmenetelmänä käytettiin puolistrukturoitua teemahaastattelua. Teemahaastattelu analysoitiin teemoittelun ja aineistolähtöisen sisällönanalyysin avulla. Yhteistyökumppanina oli Norlandia päiväkodit. Haastatteluun osallistui neljä varhaiskasvattajaa, joiden kokemukset eivät liittyneet ainoastaan nykyiseen työpaikkaan Norlandian päiväkodissa, vaan ne koskivat myös aikaisempaa työhistoriaa. Tutkimustulokset osoittivat, että haastavat ja kuormittavat kokemukset liittyivät erityisesti lapsiryhmän hallintaan, huoltajien kohtaamiseen, työyhteisön ristiriitoihin, työn ulkopuoliseen elämään ja työnkuvaan liittymättömiin tilanteisiin kuten siivoamiseen. Ongelmanratkaisukeinoiksi nimettiin lasten parissa tunteiden käsittely ja rauhallinen vuorovaikutus. Varhaiskasvattajat kokivat, että huoltajien parissa auttoi kunnioittava suhtautuminen ja säännöllinen tiedottaminen. Työyhteisössä korostui yhteisten sääntöjen, kommunikoinnin ja toimivan johtajuuden merkitys. Muissa tilanteissa painotettiin työn ulkopuolisesta elämästä huolehtimista. Varhaiskasvattajat kokivat, että lasten perheoloihin ja resurssien puutteeseen he eivät pystyneet vaikuttamaan. Työn voimavaroina painottui lasten riemu ja kehitys, toimiva yhteistyö huoltajien ja työyhteisön parissa sekä oman työn kehittäminen, arvostaminen ja rajaaminen. Edeltävissä tuloksissa oli paljon yhteneväisyyksiä aikaisempien tutkimustulosten kanssa. Varhaiskasvattajat ja muskariopettajat olivat kokeneet yhtäläisiä haastavia tilanteita erityisesti lapsiryhmän hallintaan, huoltajien kohtaamiseen ja työyhteisössä heikkoon perehdytykseen ja sääntöjen epäselvyyteen liittyvissä tilanteissa. Ongelmanratkaisukeinoina korostui molemmissa ammattiryhmissä lasten parissa keskusteleminen, yhteisten sääntöjen, periaatteiden ja toimintatapojen vahvistaminen. Varhaiskasvattajat ja muskariopettajat kokivat lasten riemun ja työkavereiden tuen voimavaraksi. Johtopäätöksistä ilmeni, että varhaiskasvattajien ja muskariopettajien työssä korostui vuorovaikutuksen merkitys. Mikäli vuorovaikutus oli heikkoa, se aiheutti enemmän kuormitusta. Jos vuorovaikutus toimi, yhteisöllisyys lisääntyi ja toimi voimavarana. Jatkossa voitaisiin tutkia enemmän erityisesti työn ulkopuolisen elämän yhteyttä varhaiskasvattajien hyvinvointiin ja moniammatillisten varhaiskasvattajien erilaisia kokemuksia. Niiden merkitys korostui tässä tutkielmassa ja aikaisemmissa tutkimuksissa.The purpose of the supplementary thesis was to find out what kind of challenging and stressful situations early childhood educators may face in their work with children, guardians, the work community and other situations. The aim was to find ways to influence the challenges and find out which situations early childhood educators feel themselves capable of influencing and which not. The thesis focused also on the strengthening factors experienced by early childhood educators, which contribute to the well-being of early childhood educators. Moreover, the thesis compares similarities between the experiences of early childhood educators and music playschool teachers as this thesis complements my earlier bachelor’s thesis in early childhood music education (Mäkipelto 2014). The theoretical framework of this thesis consists of occupational well-being literature and earlier studies, which examined the effects of work practices and work strength and stress factors on occupational well-being. The thesis was carried out as qualitative research and a semi-structured thematic interview was used as the research method. The thematic interview was analyzed with theme and content analysis. The cooperation partner was Norlandia Päiväkodit. Four early childhood educators participated in the interview. Their experiences were not only related to the current job at the Norlandia kindergarten, but also on past work history. The results demonstrated that challenging and stressful experiences were especially related to group management with children, the interaction with guardians, conflicts in the work community, life outside the workplace, and work assignment issues not included in the job description such as cleaning. Problem solving included emotional management and peaceful interaction with children. Early childhood educators felt that respect and regular information helped with guardians. In the work community the importance of common rules, communication and effective leadership were emphasized. The life outside of work was emphasized in other situations. Early childhood educators felt that they were unable to influence children's family conditions and lack of resources. The work strength-factors consisted of the joy and development of children, effective cooperation with guardians and the work community, as well as the development, appreciation and delimitation of their own work. These results had several similarities with previous research results. Early childhood educators and music playschool teachers had experienced similar challenging situations, especially in the group management with children, the interactions with guardians, and in the work community in situations involving weak orientation and unclear rules. Both professional groups solved problems by discussing with children and enforcing common rules and principles. Both professional groups felt that the joy of children and support from colleagues strengthened their work resources. The study concluded that interaction is important for both early childhood educators and music playschool teachers. If interaction was weak, it caused more stress. If it worked, communality increased and it served as a strength factor. The occupational wellbeing of early childhood educators could be studied further by focusing on life-factors outside work and a multi-professional perspective. The importance of these perspectives was emphasized in this thesis and former studies

History of water and health from ancient civilizations to modern times

Abstract This paper examines the influence of water on public health throughout history. Farming, settling down and building of villages and towns meant the start of the problems mankind suffers from this very day -how to get drinkable water for humans and cattle and how to manage the waste we produce. The availability of water in large quantities has been considered an essential part of a civilized way of life in different periods: Roman baths needed a lot of water as does the current Western way of life with water closets and showers. The importance of good quality drinking water was realized already in antiquity, yet the importance of proper sanitation was not understood until the 19th century

Sata vuotta vesihuoltoa Suomessa 1917-2017

100 years of water supply and sanitation in Finland This book is written by Petri S. Juuti, Tapio S.Katko & Riikka P. Rajala. Finland is known as a land of thousands of lakes. Yet, there are regions in Finland where lakes are very few and the lack of fresh water is an ordinary problem. Finland is quite unique in Fennoscandia as to its water resources. The country has some 56 000 lakes with a minimum area of one hectare and all together 200000 lakes. Ground water occurs in alluvial eskers formed during ice ages, the last of which ended some 10 000 years ago. Nowadays some 60 per cent of the people use natural or artificially recharged ground water. However, areas lower than 50–60 metres above sea level have problems with water quality due to geological reasons. In such areas bigger cities use surface water for their water supply or acquire their raw water from sources further away. The book shows us how water supply and sanitation have developed in Finland during years of political independence starting from the year 1917.Tässä dosentti Petri Juutin, dosentti Tapio Katkon ja TkT Riikka Rajalan kirjoittamassa vertaisarvioidussa monografiassa on kuvattu koko Suomen vesihuollon eli vedenhankinnan ja jätevesihuollon historia sadan vuoden ajalta. Kirjan ensimmäisessä osassa taustoitetaan vesihuollon yhteiskunnallista merkitystä ja kuvataan lyhyesti keskeiset kehitysvaiheet. Toisessa osassa kuvataan tutkimuksen kohteena olevien vesilaitosten keskeisiä vaiheita ja valintoja. Teoksen loppuosassa on tutkimuksen vertaileva analyysi ja lopputulokset sekä tulevaisuuden haasteet ja mahdollisuudet. Sata vuotta vesihuoltoa Suomessa 1917-2017 teos on osa Valtioneu-voston kanslian koordinoiman Suomen itsenäisyyden satavuotisjuhlavuoden 2017 ohjelmaa

Sata vuotta vesihuoltoa Suomessa 1917-2017

Tässä dosentti Petri Juutin, dosentti Tapio Katkon ja kT Riikka Rajalan kirjoittamassa vertaisarvioidussa monografiassa on kuvattu koko Suomen vesihuollon eli vedenhankinnan ja jätevesihuollon historia sadan vuoden ajalta. Kirjan ensimmäisessä osassa taustoitetaan vesihuollon yhteiskunnallista merkitystä ja kuvataan lyhyesti keskeiset kehitysvaiheet. Toisessa osassa kuvataan tutkimuksen kohteena olevien vesilaitosten keskeisiä vaiheita ja valintoja. Teoksen loppuosassa on tutkimuksen vertaileva analyysi ja lopputulokset sekä tulevaisuuden haasteet ja mahdollisuudet. Sata vuotta vesihuoltoa Suomessa 1917-2017 teos on osa Valtioneuvoston kanslian koordinoiman Suomen itsenäisyyden satavuotisjuhlavuoden 2017 ohjelmaa.Suomi Finland 10

CubeSat Reusable Interface Software Platform (CRISP): A Lightweight Message-Bus-Based Flight Software Architecture for Rapid Payload Integration

The Agile Space portfolio of projects at Los Alamos National Laboratory (LANL) develops low-cost, rapidly-deployable space payloads and systems. To increase the agility of future missions, we are developing CRISP: the CubeSat Reusable Interface Software Platform. CRISP provides a lightweight and reusable flight software framework for rapid integration of custom payloads with commercial microsatellite platforms. CRISP cuts development time and costs by reducing non-recurring engineering (NRE); thereby accelerating mission agility. To achieve these goals, CRISP provides a core set of payload/data management functions and abstracts the interface between the bus avionics and the payload(s). CRISP currently consists of the following core software modules: a lightweight and scalable publish-subscribe message bus, a space vehicle interface, volatile and nonvolatile memory management, time and ephemeris distribution, debug printing and logging, and watchdogs. We have also developed a modular ground support utility to ease integration and testing, as well as a template flight software application that can be quickly adapted to new missions. Two upcoming CubeSat missions at LANL have already adopted CRISP: the Experiment for Space Radiation Analysis (ESRA) and the Mini Astrophysical MeV Background Observatory (MAMBO)

The Mini Astrophysical MeV Background Observatory (MAMBO) CubeSat Mission

The origin of the cosmic diffuse gamma-ray (CDG) background in the 0.3 – 30 MeV energy range is a mystery that has persisted for over 40 years. The Mini Astrophysical MeV Background Observatory (MAMBO) is a CubeSat mission concept motivated by the fact that, since the MeV CDG is relatively bright, only a small detector is required to make high-quality measurements of it. Indeed, the sensitivity of space-based gamma-ray instruments to the CDG is limited not by size, but by the locally generated instrumental background produced by interactions of energetic particles in spacecraft materials. Comparatively tiny CubeSat platforms provide a uniquely quiet environment relative to previous gamma-ray science missions. The MAMBO mission will provide the best measurements ever made of the MeV CDG spectrum and angular distribution, utilizing two key innovations: 1) low instrumental background on a 12U CubeSat platform; and 2) an innovative shielded spectrometer design that simultaneously measures signal and background. Enabling technologies include the use of compact silicon photomultipliers (SiPMs) for scintillator readout, and a tagged calibration source for real-time gain adjustment. We describe the MAMBO instrument, readout, commercial 12U bus systems, and mission concept in detail, including simulations and laboratory measurements demonstrating the key measurement concept

Past Achievements and Future Challenges in 3D Photonic Metamaterials

Photonic metamaterials are man-made structures composed of tailored micro- or nanostructured metallo-dielectric sub-wavelength building blocks that are densely packed into an effective material. This deceptively simple, yet powerful, truly revolutionary concept allows for achieving novel, unusual, and sometimes even unheard-of optical properties, such as magnetism at optical frequencies, negative refractive indices, large positive refractive indices, zero reflection via impedance matching, perfect absorption, giant circular dichroism, or enhanced nonlinear optical properties. Possible applications of metamaterials comprise ultrahigh-resolution imaging systems, compact polarization optics, and cloaking devices. This review describes the experimental progress recently made fabricating three-dimensional metamaterial structures and discusses some remaining future challenges

Prototype Testing Results of Charged Particle Detectors and Critical Subsystems for the ESRA Mission to GTO

The Experiment for Space Radiation Analysis (ESRA) is the latest of a series of Demonstration and Validation (DemVal) missions built by the Los Alamos National Laboratory, with the focus on testing a new generation of plasma and energetic paritcle sensors along with critical subsystems. The primary motivation for the ESRA payloads is to minimize size, weight, power, and cost while still providing necessary mission data. These new instruments will be demonstrated by ESRA through ground-based testing and on-orbit operations to increase their technology readiness level such that they can support the evolution of technology and mission objectives. This project will leverage a commercial off-the-shelf CubeSat avionics bus and commercial satellite ground networks to reduce the cost and timeline associated with traditional DemVal missions. The system will launch as a ride share with the DoD Space Test Program to be inserted in Geosynchronous Transfer Orbit (GTO) and allow observations of the Earth\u27s radiation belts. The ESRA CubeSat consists of two science payloads and several subsystems: the Wide field-of-view Plasma Spectrometer, the Energetic Charged Particle telescope, high voltage power supply, payload processor, flight software architecture, and distributed processor module. The ESRA CubeSat will provide measurements of the plasma and energetic charged particle populations in the GTO environment for ions ranging from ~100 eV to ~1000 MeV and electrons with energy ranging from 100 keV to 20 MeV. ESRA will utilize a commercial 12U bus and demonstrate a low-cost, rapidly deployable spaceflight platform with sufficient SWAP to enable efficient measurements of the charged particle populations in the dynamic radiation belts