Dirac-like approach for consistent discretizations of classical constrained theories

We analyze the canonical treatment of classical constrained mechanical systems formulated with a discrete time. We prove that under very general conditions, it is possible to introduce nonsingular canonical transformations that preserve the constraint surface and the Poisson or Dirac bracket structure. The conditions for the preservation of the constraints are more stringent than in the continuous case and as a consequence some of the continuum constraints become second class upon discretization and need to be solved by fixing their associated Lagrange multipliers. The gauge invariance of the discrete theory is encoded in a set of arbitrary functions that appear in the generating function of the evolution equations. The resulting scheme is general enough to accommodate the treatment of field theories on the lattice. This paper attempts to clarify and put on sounder footing a discretization technique that has already been used to treat a variety of systems, including Yang--Mills theories, BF-theory and general relativity on the lattice.Comment: 11 pages, RevTe

Multicomponent reaction-diffusion processes on complex networks

We study the reaction-diffusion process $A + B \to \emptyset$ on uncorrelated scale-free networks analytically. By a mean-field ansatz we derive analytical expressions for the particle pair-correlations and the particle density. Expressing the time evolution of the particle density in terms of the instantaneous particle pair-correlations, we determine analytically the `jamming' effect which arises in the case of multicomponent, pair-wise reactions. Comparing the relevant terms within the differential equation for the particle density, we find that the `jamming' effect diminishes in the long-time, low-density limit. This even holds true for the hubs of the network, despite that the hubs dynamically attract the particles.Comment: 8 pages, 6 figure

Next to leading order spin-orbit effects in the motion of inspiralling compact binaries

Using effective field theory (EFT) techniques we calculate the next-to-leading order (NLO) spin-orbit contributions to the gravitational potential of inspiralling compact binaries. We use the covariant spin supplementarity condition (SSC), and explicitly prove the equivalence with previous results by Faye et al. in arXiv:gr-qc/0605139. We also show that the direct application of the Newton-Wigner SSC at the level of the action leads to the correct dynamics using a canonical (Dirac) algebra. This paper then completes the calculation of the necessary spin dynamics within the EFT formalism that will be used in a separate paper to compute the spin contributions to the energy flux and phase evolution to NLO.Comment: 25 pages, 4 figures, revtex4. v2: minor changes, refs. added. To appear in Class. Quant. Gra

On the comparison of results regarding the post-Newtonian approximate treatment of the dynamics of extended spinning compact binaries

A brief review is given of all the Hamiltonians and effective potentials calculated hitherto covering the post-Newtonian (pN) dynamics of a two body system. A method is presented to compare (conservative) reduced Hamiltonians with nonreduced potentials directly at least up to the next-to-leading-pN order.Comment: Conference proceedings for the 7th International Conference on Gravitation and Cosmology (ICGC2011), 4 page

Aligned Spins: Orbital Elements, Decaying Orbits, and Last Stable Circular Orbit to high post-Newtonian Orders

In this article the quasi-Keplerian parameterisation for the case that spins and orbital angular momentum in a compact binary system are aligned or anti-aligned with the orbital angular momentum vector is extended to 3PN point-mass, next-to-next-to-leading order spin-orbit, next-to-next-to-leading order spin(1)-spin(2), and next-to-leading order spin-squared dynamics in the conservative regime. In a further step, we use the expressions for the radiative multipole moments with spin to leading order linear and quadratic in both spins to compute radiation losses of the orbital binding energy and angular momentum. Orbital averaged expressions for the decay of energy and eccentricity are provided. An expression for the last stable circular orbit is given in terms of the angular velocity type variable $x$.Comment: 30 pages, 2 figures, v2: update to match published versio

Avaliacao da qualidade bacteriologica das aguas de cisternas: estudo de caso no municipio de Petrolina-PE.

A disponibilidade de agua de qualidade e condicao indispensavel para a propria vida. A problematica da falta de agua no semi-arido nordestino, caracterizada principalmente pela irregularidade das chuvas e pela ma qualidade das aguas disponiveis, reflete altos indices de doencas de veiculacao hidrica. O uso de cisternas que captam agua dos telhados para armazena-la durante os meses sem precipitacao, pode minimizar a carencia hidrica, mas propiciar o problema da qualidade da agua, pela nao utilizacao adequada da mesma, expondo-a a riscos de contaminacao. O presente estudo objetivou avaliar a qualidade bacteriologica da agua de cisternas da comunidade de Volta do Riacho localizada no municipio de Petrolina-PE e enfocar medidas de protecao da contaminacao por agentes patogenicos associados a doencas veiculadas pela agua. Os resultados obtidos indicaram contaminacao de origem fecal em todas as cisternas avaliadas e tambem a ausencia de medidas de prevencao de contaminacao, principalmente o uso da desinfeccao da agua pelo cloro

Considerações sobre controle e vigilância da qualidade de água de cisternas e seus tratamentos.

No Brasil, principalmente no Semi-Árido, a utilização de cisternas para armazenar água para consumo humano tem sido implementada por meio de programas de cunhos municipal, estadual, federal e, principalmente, por organizações não governamentais, as quais podem ser utilizadas não apenas para captar e armazenar água de chuva, como, também, para armazenar água transportada por carros-pipa. Em ambos os casos, a qualidade da água pode ser afetada por diversos fatores, tornando-se irrelevante garantir a qualidade da água consumida, seja ela oriunda de precipitações e/ou de carros-pipa, pois os riscos à saúde pública existem quer por ausência de abastecimento quer por fornecimento inadequado. Neste sentido, o objetivo deste trabalho é abordar algumas considerações sobre controle e vigilância da qualidade de água de cisterna, os requisitos e padrões de qualidade da água de cisterna para consumo humano, de acordo com a Portaria 1.469/00 do Ministério da Saúde, bem como uma abordar sobre o tratamento da água de cisternas para consumo humano

Efeito da salinidade sobre a atividade enzimática em solos de região semi-árida do Brasil.

A salinização do solo pode ocorrer por um processo natural ou ser induzida pelo homem (salinização secundária), devido às conseqüências do manejo impróprio da irrigação, má condição de drenagem ou má qualidade da água de irrigação. Estudos realizados no nordeste brasileiro demonstraram que o cultivo de Atriplex nummularia em áreas que receberam rejeito salino foi eficiente na retirada de sais do solo. Este estudo avaliou o efeito da fitorremediação por Atriplex nummularia Lindl, nas propriedades químicas e físicas e nos processos biológicos dos solos que receberam rejeito salino. O estudo foi conduzido em Petrolina, PE, Brasil. Quatro áreas foram identificadas e amostradas. Foram coletadas amostras de solo rizosférico em 15 plantas semelhantes, individuais, escolhidas ao acaso. Em laboratório, as amostras foram homogeneizadas secas ao ar e peneiradas em malha de 2mm. Em triplicata foram determinadas as atividades enzimáticas da ?-glucosidase, fosfatases ácida e alcalina, protease, L-glutaminase e L-asparaginase. Observou-se que o solo cultivado com Atriplex, sem irrigação, considerado como tratamento controle, de maneira geral, apresentou os valores mais altos para as atividades enzimáticas mensuradas, quando comparado aos demais tratamentos, com picos de inibição durante o período seco, quando espera-se que a atividade microbiana seja menor. Posteriormente, houve recuperação em todas as atividades, coincidindo com a estação chuvosa, quando em regra geral, a atividade microbiana é mais alta. No entanto, o solo natural sem irrigação, apresentou valores e comportamento diferenciado em relação ao cultivado com Atriplex, chegando a apresentar atividades mais baixas do que os solos que receberam irrigação com rejeito salino, em algumas atividades enzimáticas. Os solos irrigados com rejeito salino durante cinco anos consecutivos e cultivados com Atriplex, apresentaram picos de atividades no período seco, para quatro, das cinco atividades enzimáticas analisadas. Estes valores foram, porém, menores que os obtidos no tratamento controle. Conclui-se que apesar da aplicação do rejeito salino inibir as atividades enzimáticas, o cultivo da espécie Atriplex nummularia Lindl, foi eficiente em manter os níveis de atividade no mesmo patamar à do solo natural

Effect of phytoremediation with Atriplex nummularia in irrigated soils with saline waste.

In the semi-arid region of northeastern Brazil, the Atriplex plant genus has been efficient in removing salts from soils irrigated with saline wastewater. However, this removal might not be significant compared with the amount of salts added to the soil by the wastewater irrigation. Considering this aspect, the aim of this work was to evaluate the effectiveness of Atriplex nummularia Lindl plants in the remediation of a soil submitted to saline wastewater irrigation. Despite the known inhibition effect of saline wastewater on soil enzyme activity, the cultivation of Atriplex nummularia Lindl maintained the treated soil enzyme activity levels similar to the ones found in natural soils

The gravitational S-matrix

We investigate the hypothesized existence of an S-matrix for gravity, and some of its expected general properties. We first discuss basic questions regarding existence of such a matrix, including those of infrared divergences and description of asymptotic states. Distinct scattering behavior occurs in the Born, eikonal, and strong gravity regimes, and we describe aspects of both the partial wave and momentum space amplitudes, and their analytic properties, from these regimes. Classically the strong gravity region would be dominated by formation of black holes, and we assume its unitary quantum dynamics is described by corresponding resonances. Masslessness limits some powerful methods and results that apply to massive theories, though a continuation path implying crossing symmetry plausibly still exists. Physical properties of gravity suggest nonpolynomial amplitudes, although crossing and causality constrain (with modest assumptions) this nonpolynomial behavior, particularly requiring a polynomial bound in complex s at fixed physical momentum transfer. We explore the hypothesis that such behavior corresponds to a nonlocality intrinsic to gravity, but consistent with unitarity, analyticity, crossing, and causality.Comment: 46 pages, 10 figure