Acoustic Attenuation by Two-dimensional Arrays of Rigid Cylinders

In this Letter, we present a theoretical analysis of the acoustic transmission through two-dimensional arrays of straight rigid cylinders placed parallelly in the air. Both periodic and completely random arrangements of the cylinders are considered. The results for the sound attenuation through the periodic arrays are shown to be in a remarkable agreement with the reported experimental data. As the arrangement of the cylinders is randomized, the transmission is significantly reduced for a wider range of frequencies. For the periodic arrays, the acoustic band structures are computed by the plane-wave expansion method and are also shown to agree with previous results.Comment: 4 pages, 3 figure

The influences of the galactic cosmic ray on the atmospheric ozone

The relationship between the yearly variations of cosmic ray intensity and ozone in the atmosphere, and the ozone disturbance initiated by the Forbush decrease of 1965-1976 is analyzed. The data on cosmic ray intensity were selected from the records of the super neutron monitor at Deep River station and the ionization chamber at Beijing station. Ozone data were taken from Resolute (Canada), Bismark (N. Dakota, USA), Kagoshima (Japan), and Kodaikanal (India). The statistical results show that ozone is prominently modulated and disturbed by the 11 year variation and the Forbush decrease in the galactic cosmic ray

The results of magnetic separation use in ore processing of metalliferous raw basalt of Volyn region

Purpose. To determine the effectiveness of the electric field use in ore processing for extraction of native copper concentrate from raw basalt, to identify the most technologically advanced grain-size classes of the feed stock. To define the nature of the relationship between the amount of recoverable concentrate and the main dominant factors – separator field density and the coarseness of the prepared raw material. Methods. We used the substantiated physical and chemical methods of elemental, mineral, fractional, particle size distribution analysis of the basalt rock mass under processing, methods of laboratory, semi-industrial and industrial research into crushing, grinding, classification, and electromagnetic separation processes at the stages of ore preparation of raw materials for the production of metalliferous industrial products. The methods of statistical modeling and experimental results regression analysis have been applied. Findings. The preferred grain-size classes in the process of ore preparation and classification of basalt rock components for electrostatic separation were determined. The dependences of copper concentrate production from basalt, tuff and lava-breccia on the electrostatic field density while changing grain-size classes in the initial product were worked out. The regression dependences of the copper concentrate output on various relationships between grain-size classes in the initial material and the electric field density were obtained. Originality. The content of native copper in basalt, lava breccia and tuff was established and the preferred grain-size classes in the process of ore preparation were identified. It is for the first time that the magnetic susceptibility of all three components of basalt raw material was determined, and the influence of the magnetic field on the output of titano-magnetite concentrate was shown as well as the rational grain size of ore preparation was detrmined. The dependences of the copper concentrate output have been established and the efficiency of the electrical separation in complex processing of basalt raw material has been proved.Мета. Визначення ефективності використання електричного поля у процесі рудопідготовки для виділення концентрату самородної міді з базальтової сировини, встановлення найбільш технологічних класів крупності перероблюваної сировини й характеру залежності кількості добутого концентрату від основних домінуючих факторів – напруженості поля сепаратора та крупності підготовленої сировини. Методика. У роботі використані апробовані фізичні та хімічні методи аналізу елементного, мінерального, фракційного, гранулометричного складу переробки базальтової гірської маси, методи лабораторних, напівпромислових і промислових досліджень процесів дроблення, подрібнення, класифікації, електромагнітної сепарації на етапах рудопідготовки сировини до отримання металовмісних промпродуктів. Застосовані методи статистичного моделювання і регресійного аналізу результатів експериментальних досліджень. Результати. Встановлено класи крупності у процесі рудопідготовки і класифікації складових базальтової гірської маси до електросепарації. Виявлено залежності виходу мідного концентрату для базальту, туфу та лавобрекчії від напруженості електричного поля при варіюванні вмістом різних класів крупності у вихідному продукті. Отримано регресійні залежності виходу мідного концентрату від різних співвідношень між класами крупності у вихідному продукті та від напруженості електричного поля. Наукова новизна. Встановлено процентний вміст самородної міді у базальті, лавобрекчії, туфі та показані кращі класи крупності у процесі рудопідготовки. Вперше визначена магнітна сприйнятливість всіх трьох складових базальтової сировини, показано вплив величини магнітного поля на вихід концентрату титаномагнетиту й визначена раціональна крупність рудопідготовки. Вперше встановлено залежності виходу мідного концентрату й показана ефективність використання операції електричної сепарації при комплексній переробці базальтової сировини. Практична значимість. Отримані результати досліджень вказують на доцільність комплексної переробки базальтової сировини, і на цій основі розроблений спосіб її переробки.Цель. Определение эффективности использования электрического поля в процессе рудоподготовки для выделения концентрата самородной меди из базальтового сырья, установление наиболее технологичных классов крупности перерабатываемого сырья и характера зависимости количества извлекаемого концентрата от основных доминирующих факторов – напряженности поля сепаратора и крупности подготовленного сырья. Методика. В работе использованы апробированные физические и химические методы анализа элементного, минерального, фракционного, гранулометрического состава перерабатываемой базальтовой горной массы, методы лабораторных, полупромышленных и промышленных исследований процессов дробления, измельчения, классификации, электромагнитной сепарации на этапах рудоподготовки сырья к получению металлосодержащих промпродуктов. Применены методы статистического моделирования и регрессионного анализа результатов экспериментальных исследований. Результаты. Установлены предпочтительные классы крупности в процессе рудоподготовки и классификации составляющих базальтовой горной массы к электросепарации. Установлены зависимости выхода медного концентрата для базальта, туфа и лавобрекчии от напряженности электрического поля при варьировании содержанием разных классов крупности в исходном продукте. Получены регрессионные зависимости выхода медного концентрата от различных соотношений между классами крупности в исходном продукте и от напряженности электрического поля. Научная новизна. Установлено процентное содержание самородной меди в базальте, лавобрекчии и туфе, а также показаны предпочтительные классы крупности в процессе рудоподготовки. Впервые установлена магнитная восприимчивость всех трех составляющих базальтового сырья, показано влияние величины магнитного поля на выход концентрата титаномагнетита и определена рациональная крупность рудоподго-товки. Впервые установлены зависимости выхода медного концентрата и показана эффективность использования операции электрической сепарации при комплексной переработке базальтового сырья. Практическая значимость. Полученные результаты исследований указывают на целесообразность комплексной переработки базальтового сырья, и на этой основе разработан способ его переработки

Ferroelectric Dynamics in the Perovskite Relaxor PMN

We review results obtained from recent neutron scattering studies of the lead-oxide class of perovskite relaxors PMN and PZN. A ferroelectric soft mode has been identified in PMN at 1100 K that becomes overdamped near 620 K. This is the same temperature at which polar nanoregions (PNR) begin to form, denoted by Td, and suggests that a direct connection exists between the soft mode and the PNR. The appearance of diffuse scattering intensity at Td reported by Naberezhnov et al. lends further support to this picture. At lower temperature the soft mode in PMN reappears close to Tc = 213 K (defined only for E > Ec). These results are provocative because the dynamics below Tc are characteristic of an ordered ferroelectric state, yet they occur in a system that remains cubic on average at all temperatures. We discuss a coupled-mode model that successfully describes these data as well as those from earlier lattice dynamical studies of other perovskites such as BaTiO3.Comment: 10 pages, 7 figures, Conference - Fundamental Physics of Ferroelectrics 200

Structural phase transition and dielectric relaxation in Pb(Zn1/3Nb2/3)O3 single crystals

The structure and the dielectric properties of Pb(Zn1/3Nb2/3)O3 (PZN) crystal have been investigated by means of high-resolution synchrotron x-ray diffraction (with an x-ray energy of 32 keV) and dielectric spectroscopy (in the frequency range of 100 Hz - 1 MHz). At high temperatures, the PZN crystal exhibits a cubic symmetry and polar nanoregions inherent to relaxor ferroelectrics are present, as evidenced by the single (222) Bragg peak and by the noticeable tails at the basis of the peak. At low temperatures, in addition to the well-known rhombohedral phase, another low-symmetry, probably ferroelectric, phase is found. The two phases coexist in the form of mesoscopic domains. The para- to ferroelectric phase transition is diffused and observed between 325 and 390 K, where the concentration of the low-temperature phases gradually increases and the cubic phase disappears upon cooling. However, no dielectric anomalies can be detected in the temperature range of diffuse phase transition. The temperature dependence of the dielectric constant show the maximum at higher temperature (Tm = 417 - 429 K, depending on frequency) with the typical relaxor dispersion at T < Tm and the frequency dependence of Tm fitted to the Vogel-Fulcher relation. Application of an electric field upon cooling from the cubic phase or poling the crystal in the ferroelectric phase gives rise to a sharp anomaly of the dielectric constant at T 390 K and diminishes greatly the dispersion at lower temperatures, but the dielectric relaxation process around Tm remains qualitatively unchanged. The results are discussed in the framework of the present models of relaxors and in comparison with the prototypical relaxor ferroelectric Pb(Mg1/3Nb2/3)O3.Comment: PDF file, 13 pages, 6 figures collected on pp.12-1

Broken symmetry, excitons, gapless modes and topological excitations in Trilayer Quantum Hall systems

We study the interlayer coherent incompressible phase in Trilayer Quantum Hall systems (TLQH) at total filling factor $\nu_{T}=1$ from three approaches: Mutual Composite Fermion (MCF), Composite Boson (CB) and wavefunction approach. Just like in Bilayer Quantum Hall system, CB approach is superior than MCF approach in studying TLQH with broken symmetry. The Hall and Hall drag resistivities are found to be quantized at $h/e^{2}$. Two neutral gapless modes with linear dispersion relations are identified and the ratio of the two velocities is close to $\sqrt{3}$. The novel excitation spectra are classified into two classes: Charge neutral bosonic 2-body bound states and Charge $\pm 1$ fermionic 3-body bound states. In general, there are two 2-body Kosterlize-Thouless (KT) transition temperatures and one 3-body KT transition. The Charge $\pm 1$ 3-body fermionic bound states may be the main dissipation source of transport measurements. The broken symmetry in terms of $SU(3)$ algebra is studied. The structure of excitons and their flowing patterns are given. The coupling between the two Goldstone modes may lead to the broadening in the zero-bias peak in the interlayer correlated tunnelings of the TLQH. Several interesting features unique to TLQH are outlined. Limitations of the CB approach are also pointed out.Comment: 10 pages, 3 figures, Final version to be published in Phys. Rev.