Quantum phase transition in the multi-mode Dicke model

An investigation of the quantum phase transition in both discrete and continuum field Dicke models is presented. A series of anticrossing features following the criticality is revealed in the band of the field modes. Critical exponents are calculated. We investigate the properties of a pairwise entanglement measured by a concurrence and obtain analytical results in the thermodynamic limit.Comment: 7 pages, 3 figure

Сейсмічний експеримент TTZ-South

The wide-angle reflection and refraction (WARR) TTZ-South transect carried out in 2018 crosses the SW region of Ukraine and the SE region of Poland. The TTZ-South profile targeted the structure of the Earth’s crust and upper mantle of the Trans-European Suture Zone, as well as the southwestern segment of the East European Craton (slope of the Ukrainian Shield). The ~550 km long profile (~230 km in Poland and ~320 km in western Ukraine) is an extension of previously realized projects in Poland, TTZ (1993) and CEL03 (2000). The deep seismic sounding study along the TTZ-South profile using TEXAN and DATA-CUBE seismic stations (320 units) made it possible to obtain high-quality seismic records from eleven shot points (six in Ukraine and five in Poland). This paper presents a smooth P-wave velocity model based on first-arrival travel-time inversion using the FAST (First Arrival Seismic Tomography) code.The obtained image represents a preliminary velocity model which, according to the P-wave velocities, consists of a sedimentary layer and the crystalline crust that could comprise  upper, middle and lower crustal layers. The Moho interface, approximated by the 7.5 km/s isoline, is located at 45—47 km depth in the central part of the profile, shallowing to 40 and 37 km depth in the northern (Radom-Łysogóry Unit, Poland) and southern (Volyno-Podolian Monocline, Ukraine) segments of the profile, respectively. A peculiar feature of the velocity cross-section is a number of high-velocity bodies distinguished in the depth range of 10—35 km. Such high-velocity bodies were detected previously in the crust of the Radom-Łysogóry Unit. These bodies, inferred at depths of 10—35 km, could be allochthonous fragments of what was originally a single mafic body or separate mafic bodies intruded into the crust during the break-up of Rodinia in the Neoproterozoic, which was accompanied by considerable rifting. The manifestations of such magmatism are known in the NE part of the Volyno-Podolian Monocline, where the Vendian trap formation occurs at the surface.Сейсмический профиль TTZ-South с использованием преломленных и отраженных в закритической области преломленных волн, отработанный в 2018 г., пересекает юго-западный район Украины и юго-восточный регион Польши. Профиль TTZ-South был направлен на изучение структуры земной коры и верхней мантии Трансъевропейской шовной зоны (ТЕШЗ) и юго-западного сегмента Восточно-Европейского кратона (склона Украинского щита). Профиль длиной ~550 км (~230 км в Польше и ~320 км на западе Украины) является продолжением ранее реализованных проектов в Польше — профиля TTZ (1993 г.) и CEL03 (2000 г.). Глубинное сейсмическое зондирование по профилю TTZ-South, выполненное с использованием 320 сейсмических станций TEXAN и DATA-CUBE, позволило получить сейсмические записи высокого качества из одиннадцати пунктов взрыва (шесть в Украине и пять в Польше). В данной статье представлена упрощенная Р-скоростная модель, основанная на инверсии времен пробега первых вступлений Р-волн, построенная с использованием программы сейсмической томографии первых вступлений FAST. Полученное изображение представляет собой предварительную скоростную модель, которая состоит из осадочного слоя и кристаллической коры, включающей верхний, средний и нижний ее слои. Поверхность Мохо, аппроксимируемая изолинией 7,5 км/с, расположена на глубине 45—47 км в центральной части профиля, воздымаясь до 40 и 37 км в северной (Радом-Лысогорский блок в Польше) и южной (Волыно-Подольская моноклиналь в Украине) частях профиля соответственно. Особенностью скоростного разреза является ряд высокоскоростных тел, выявленных в диапазоне глубин 10—35 км. Аналогичные высокоскоростные тела ранее были обнаружены в коре Радом-Лысогорского блока. Тела, обнаруженные на глубине 10—35 км, могут быть аллохтонными фрагментами изначально единого массива основных пород или отдельными телами основного состава, внедрившимися в кору в неопротерозое во время раскола суперконтинета Родиния, который сопровождался мощным рифтогенезом. Проявления рифтогенного магматизма известны в северо-восточной части Волыно-Подольской моноклинали, где на поверхность выходят вендские трапы.Сейсмічний профіль TTZ-South з використанням заломлених і відбитих у за критичній зоні заломлених хвиль, відпрацьований у 2018 р., перетинає південно-західний район України і південно-східний регіон Польщі. Профіль TTZ-South був спрямований на вивчення структури земної кори і верхньої мантії Транс'єв ропейської шовної зони (ТЄШЗ) і південно-західного сегмента Східно-Європейського кратона (схила Українського щита). Профіль довжиною ~550 км (~230 км в Польщі і ~320 км на заході України) є продовженням раніше реалізованих проєктів у Польщі — профілю TTZ (1993 р.) і CEL03 (2000 р). Глибинне сейсмічне зондування за профілем TTZ-South, виконане з використанням 320 сейсмічних станцій TEXAN і DATA-CUBE, дало змогу отримати сейсмічні записи високої якості з одинадцяти пунктів вибуху (шість в Україні і п'ять у Польщі). У даній статті представлена спрощена Р-швидкісна модель, що базується на інверсії часів пробігу перших вступів Р-хвиль, побудована з використанням програми сейсмічної томографії перших вступів FAST. Отримане зображення являє собою попередню швидкісну модель, яка складається з осадового шару і кристалічної кори, що включає верхній, середній і нижній її шари. Поверхня Мохо, що апроксимується ізолінією 7,5 км/с, розташована на глибині 45—47 км у центральній частині профілю, здіймається до 40 і 37 км у північній (Радом-Лисогорський блок у Польщі) і південній (Волино-Подільська монокліналь в Україні) частинах профілю відповідно. Особливістю швидкісного розрізу є ряд високошвидкісних тіл, виявлених у діапазоні глибин 10—35 км. Подібні високошвидкісні тіла раніше були виявлені в корі Радом-Лисогірського блоку. Тіла, виявлені на глибині 10—35 км, можуть бути алохтонними фрагментами спочатку єдиного масиву основних порід або окремими тілами основного складу, що впровадилися в кору в неопротерозої під час розколу суперконтінета Родінія, який супроводжувався потужним рифтогенезом. Прояви рифтогенного магматизму відомі в північно-східній частині Волино-Подільської моноклінали, де на поверхню виходять вендські трапи

Quantitative Treatment of Decoherence

We outline different approaches to define and quantify decoherence. We argue that a measure based on a properly defined norm of deviation of the density matrix is appropriate for quantifying decoherence in quantum registers. For a semiconductor double quantum dot qubit, evaluation of this measure is reviewed. For a general class of decoherence processes, including those occurring in semiconductor qubits, we argue that this measure is additive: It scales linearly with the number of qubits.Comment: Revised version, 26 pages, in LaTeX, 3 EPS figure

Nucleosomes in gene regulation: theoretical approaches

This work reviews current theoretical approaches of biophysics and bioinformatics for the description of nucleosome arrangements in chromatin and transcription factor binding to nucleosomal organized DNA. The role of nucleosomes in gene regulation is discussed from molecular-mechanistic and biological point of view. In addition to classical problems of this field, actual questions of epigenetic regulation are discussed. The authors selected for discussion what seem to be the most interesting concepts and hypotheses. Mathematical approaches are described in a simplified language to attract attention to the most important directions of this field

Finite-time destruction of entanglement and non-locality by environmental influences

Entanglement and non-locality are non-classical global characteristics of quantum states important to the foundations of quantum mechanics. Recent investigations have shown that environmental noise, even when it is entirely local in influence, can destroy both of these properties in finite time despite giving rise to full quantum state decoherence only in the infinite time limit. These investigations, which have been carried out in a range of theoretical and experimental situations, are reviewed here.Comment: 27 pages, 6 figures, review article to appear in Foundations of Physic