Quantum Langevin equations for semiconductor light-emitting devices and the photon statistics at a low-injection level

From the microscopic quantum Langevin equations (QLEs) we derive the effective semiconductor QLEs and the associated noise correlations which are valid at a low-injection level and in real devices. Applying the semiconductor QLEs to semiconductor light-emitting devices (LEDs), we obtain a new formula for the Fano factor of photons which gives the photon-number statistics as a function of the pump statistics and several parameters of LEDs. Key ingredients are non-radiative processes, carrier-number dependence of the radiative and non-radiative lifetimes, and multimodeness of LEDs. The formula is applicable to the actual cases where the quantum efficiency $\eta$ differs from the differential quantum efficiency $\eta_{d}$, whereas previous theories implicitly assumed $\eta = \eta_{d}$. It is also applicable to the cases when photons in each mode of the cavity are emitted and/or detected inhomogeneously. When $\eta_{d} < \eta$ at a running point, in particular, our formula predicts that even a Poissonian pump can produce sub-Poissonian light. This mechanism for generation of sub-Poissonian light is completely different from those of previous theories, which assumed sub-Poissonian statistics for the current injected into the active layers of LEDs. Our results agree with recent experiments. We also discuss frequency dependence of the photon statistics.Comment: 10 pages, 8 figure

Supervised prediction of drug–target interactions using bipartite local models

Motivation: In silico prediction of drug–target interactions from heterogeneous biological data is critical in the search for drugs for known diseases. This problem is currently being attacked from many different points of view, a strong indication of its current importance. Precisely, being able to predict new drug–target interactions with both high precision and accuracy is the holy grail, a fundamental requirement for in silico methods to be useful in a biological setting. This, however, remains extremely challenging due to, amongst other things, the rarity of known drug–target interactions

p53 tumor suppressor gene mutations in fibroblast-like synoviocytes from erosion synovium and non-erosion synovium in rheumatoid arthritis

Abnormalities in the p53 tumor suppressor gene have been detected in rheumatoid arthritis (RA) and could contribute to the pathogenesis of chronic disease. To determine whether synoviocytes from invasive synovium in RA have an increased number of mutations compared with non-erosion synoviocytes, p53 cDNA subclones from fibroblast-like synoviocytes (FLS) derived from erosion and non-erosion sites of the same synovium were examined in patients requiring total joint replacement. Ten erosion FLS lines and nine non-erosion FLS lines were established from nine patients with RA. Exons 5–10 from 209 p53 subclones were sequenced (114 from erosion FLS, 95 from non-erosion FLS). Sixty percent of RA FLS cell lines and 8.6% of the p53 subclones isolated from FLS contained p53 mutations. No significant differences were observed between the erosion and non-erosion FLS with regard to the frequency or type of p53 mutation. The majority of the mutations were missense transition mutations, which are characteristic of oxidative damage. In addition, paired intact RA synovium and cultured FLS from the same joints were evaluated for p53 mutations. Matched synovium and cultured synoviocytes contained p53 mutations, although there was no overlap in the specific mutations identified in the paired samples. Clusters of p53 mutations in subclones were detected in some FLS, including one in codon 249, which is a well-recognized 'hot spot' associated with cancer. Our data are consistent with the hypothesis that p53 mutations are randomly induced by genotoxic exposure in small numbers of RA synoviocytes localized to erosion and non-erosion regions of RA synovium. The determining factor for invasiveness might be proximity to bone or cartilage rather than the presence of a p53 mutation

Prediction of drug–target interaction networks from the integration of chemical and genomic spaces

Motivation: The identification of interactions between drugs and target proteins is a key area in genomic drug discovery. Therefore, there is a strong incentive to develop new methods capable of detecting these potential drug–target interactions efficiently

A critical evaluation of automatic atom mapping algorithms and tools

The identification of the atoms which change their position in chemical reactions is an important knowledge within the field of Metabolic Engineering. This can lead to new advances at different levels from the reconstruction of metabolic networks to the classification of chemical reactions, through the identification of the atomic changes inside a reaction. The Atom Mapping approach was initially developed in the 1960s, but recently suffered important advances, being used in diverse biological and biotechnological studies. The main methodologies used for atom mapping are the Maximum Common Substructure and the Linear Optimization methods, which both require computational know-how and powerful resources to run the underlying tools. In this work, we assessed a number of previously implemented atom mapping frameworks, and built a framework able of managing the different data inputs and outputs, as well as the mapping process provided by each of these third-party tools. We evaluated the admissibility of the calculated atom maps from different algorithms, also assessing if with different approaches we were capable of returning equivalent atom maps for the same chemical reaction.ERDF -European Regional Development Fund(UID/BIO/04469/2013)info:eu-repo/semantics/publishedVersio

A phonon scattering assisted injection and extraction based terahertz quantum cascade laser

A novel lasing scheme for terahertz quantum cascade lasers, based on consecutive phonon-photon-phonon emissions per module, is proposed and experimentally demonstrated. The charge transport of the proposed structure is modeled using a rate equation formalism. An optimization code based on a genetic algorithm was developed to find a four-well design in the $\mathrm{GaAs/Al_{0.25}Ga_{0.75}As}$ material system that maximizes the product of population inversion and oscillator strength at 150 K. The fabricated devices using Au double-metal waveguides show lasing at 3.2 THz up to 138 K. The electrical characteristics display no sign of differential resistance drop at lasing threshold, which suggests - thanks to the rate equation model - a slow depopulation rate of the lower lasing state, a hypothesis confirmed by non-equilibrium Green's function calculations.Comment: 11 pages, 10 figure

Inferring biological networks with output kernel trees

International audienc

Pós-colheita do mamão (Carica papaya L.): limite máximo de resíduos de etilenobisditiocarbamatos (EBDCs).

O Brasil é responsável por 25% da produção mundial de mamão (Carica papaya L.), o que equivale a 1,6 milhão de tonelada/ano. Os estados da Bahia e do Espírito Santo destacam-se com 860.000 e 420.500 toneladas/ano, respectivamente. A União Européia é o principal mercado consumidor, para onde exportamos cerca de 70% da nossa produção. No entanto, parte dessas exportações têm sido rechaçadas, na Comunidade Européia, devido a resíduos não conformes de etilenobis(ditiocarbamatos) (EBDCs) nos frutos, conforme registros do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA). Legalmente os níveis de resíduos de pesticidas são controlados pelos limites máximos de resíduos (LMRs) que são estabelecidos para um par pesticida/cultura, e podem ser inexistentes ou diferentes em diversos países. Quando a cultura não é característica de um determinado país, ensaios de campo para estabelecimento de LMRs não são possíveis de ser efetuados, portanto, não se consegue estabelecer limites dos resíduos de fungicidas ditiocarbamatos na União Européia. Assim, adota-se a prática da tolerância zero que, normalmente é estabelecida no limite de quantificação do método analítico (sem a interferência de matrizes). Por exemplo, na Comunidade Européia, o LMR para EBDCs em mamão é o limite de determinação do método (0,05mg kg-1). O mamoeiro é muito sensível às variações climáticas e ambientais, e por isso é bastante suscetível a várias doenças, demandando rigoroso controle fitossanitário em todas as fases fenológicas da cultura. Certas doenças fúngicas promovem a podridão terminal do caule, do pedúnculo e dos frutos durante o amadurecimento e/ou armazenamento, entre elas, a pinta preta (Asperisporium caricae) é uma doença muito comum, que apesar de não causar grandes perdas em produtividade, como outras podridões, resulta na desvalorização do produto. Das doenças de pós-colheita, a antracnose (Colletotrichum gloeosporioides), é a principal, podendo ser responsável por até 40% da perda dos frutos. O controle dessas doenças é feito de forma preventiva com aplicações no campo de fungicidas sendo o mancozebe o mais utilizado. Porém, o mancozebe é um produto com características físicoquímicas que não permitem a análise direta de seus resíduos. Sua determinação é feita de forma indireta pela quantificação de dissulfeto de carbono (CS2) gerado numa hidrólise ácida. O problema associado à análise indireta é a geração endógena de CS2. Esse fato é conhecido na família das brássicas e nas caricáceas foi demonstrado nas variedades Golden, Sunrise solo e Tainung cultivadas sem utilização de agroquímicos sulfurados níveis endógenos variando entre <0,02 até 0,34 mg kg-1. No entanto, o enxofre é um elemento essencial para o crescimento das plantas e sua deficiência causa o amarelecimento das folhas sendo que no mamoeiro o crescimento é prejudicado antes da manifestação visual desse sintoma. Em situação real de cultivo, o suprimento de enxofre é efetuado com fertilizantes na forma de sulfato. Um outro produto muito utilizado nesse cultivo é a calda sulfocálcica, um polissulfeto de cálcio, para o controle de insetos. Assim, o objetivo deste estudo foi comparar a concentração endógena de CS2 com aquelas de aplicação em campo de mancozebe, calda sulfocálcica e sulfato de amônio. Além disso, pretendeu-se estabelecer um valor de concentração de CS2 capaz de descriminar os resíduos verdadeiros dos níveis endógenos de CS2

Polarized light-flavor antiquarks from Drell-Yan processes of h+\vec{N}\to\vec{l^{+-}} + l^{-+} + X

We propose a formula to determine the first moment of difference between the polarized $\bar u$- and $\bar d$-quarks in the nucleon, {\it i.e.} $\Delta\bar u-\Delta \bar d$ from the Drell-Yan processes in collisions of unpolarized hadrons with longitudinally polarized nucleons by measuring outgoing lepton helicities. As coefficients in the differential cross section depend on the $u$- and $d$-quark numbers in the unpolarized hadron beam, the difference $\Delta\bar u-\Delta\bar d$ can be independently tested by changing the hadron beam. Moreover, a formula for estimating the $K$-factor in Drell-Yan processes is also suggested.Comment: 10 pages, 1 figur

Tolerância para resíduos de EBDCs em culturas com geração fitogênica de CS2.

Neste trabalho foram utilizados três métodos para análise de ditiocarbamatos em amostras testemunha de mamão das variedades Golden, Sunrise solo e Tainung. Os mamões foram cultivados em áreas experimentais sem utilização, durante todo o ciclo da cultura, de agrotóxicos ou fertilizantes sulfurados. O CS2 foi quantificado por espectrofotometria e por cromatografia gasosa utilizando detector fotométrico de chama no modo enxofre, tanto no método por headspace quanto por partição em iso-octano. Todos os métodos forneceram resultados positivos de CS2 no mamão, independentemente da variedade avaliada. As concentrações de CS2 observadas foram comparadas com o limite máximo de resíduos de etilenobis(ditiocarbamatos)(EBDCs), estabelecido na Comunidade Européia em 0,05mg kg-1. A probabilidade de ser encontrada uma amostra de mamão com concentração de CS2 igual ou acima de 0,05 mg kg-1 foi de 12 % pelo método de iso-octano, 55% pelo método de headspace e 94 % pelo método espectrofotométrico. Desse modo, os resíduos de EBDCs quantificados como CS2, devem ser cuidadosamente interpretados em culturas com geração fitogênica de CS2, pois a presença deste não confirma a utilização de fungicidas EBDCs