Physical regularization for the spin-1/2 Aharonov-Bohm problem in conical space

We examine the bound state and scattering problem of a spin-one-half particle undergone to an Aharonov-Bohm potential in a conical space in the nonrelativistic limit. The crucial problem of the \delta-function singularity coming from the Zeeman spin interaction with the magnetic flux tube is solved through the self-adjoint extension method. Using two different approaches already known in the literature, both based on the self-adjoint extension method, we obtain the self-adjoint extension parameter to the bound state and scattering scenarios in terms of the physics of the problem. It is shown that such a parameter is the same for both situations. The method is general and is suitable for any quantum system with a singular Hamiltonian that has bound and scattering states.Comment: Revtex4, 5 pages, published versio

The ion motion in self-modulated plasma wakefield accelerators

The effects of plasma ion motion in self-modulated plasma based accelerators is examined. An analytical model describing ion motion in the narrow beam limit is developed, and confirmed through multi-dimensional particle-in-cell simulations. It is shown that the ion motion can lead to the early saturation of the self-modulation instability, and to the suppression of the accelerating gradients. This can reduce the total energy that can be transformed into kinetic energy of accelerated particles. For the parameters of future proton-driven plasma accelerator experiments, the ion dynamics can have a strong impact. Possible methods to mitigate the effects of the ion motion in future experiments are demonstrated.Comment: 11 pages, 3 figures, accepted for publication in Phys. Rev. Let

Nonrelativistic Limit of the Scalar Chern-Simons Theory and the Aharonov-Bohm Scattering

We study the nonrelativistic limit of the quantum theory of a Chern-Simons field minimally coupled to a scalar field with quartic self-interaction. The renormalization of the relativistic model, in the Coulomb gauge, is discussed. We employ a procedure to calculate scattering amplitudes for low momenta that generates their $|p|/m$ expansion and separates the contributions coming from high and low energy intermediary states. The two body scattering amplitude is calculated up to order $p^2/m^2$. It is shown that the existence of a critical value of the self-interaction parameter for which the 2-particle scattering amplitude reduces to the Aharonov-Bohm one is a strictly nonrelativistic feature. The subdominant terms correspond to relativistic corrections to the Aharonov-Bohm scattering. A nonrelativistic reduction scheme and an effective nonrelativistic Lagrangian to account for the relativistic corrections are proposed.Comment: 22 pages, 8 figures, revtex, to be published in Int. J. Mod. Phys.

All-optical trapping and acceleration of heavy particles

A scheme for fast, compact, and controllable acceleration of heavy particles in vacuum is proposed, in which two counterpropagating lasers with variable frequencies drive a beat-wave structure with variable phase velocity, thus allowing for trapping and acceleration of heavy particles, such as ions or muons. Fine control over the energy distribution and the total charge of the beam is obtained via tuning of the frequency variation. The acceleration scheme is described with a one-dimensional theory, providing the general conditions for trapping and scaling laws for the relevant features of the particle beam. Two-dimensional, electromagnetic particle-in-cell simulations confirm the validity and the robustness of the physical mechanism.Comment: 10 pages, 3 figures, to appear in New Journal of Physic

Very High Mach Number Electrostatic Shocks in Collisionless Plasmas

The kinetic theory of collisionless electrostatic shocks resulting from the collision of plasma slabs with different temperatures and densities is presented. The theoretical results are confirmed by self-consistent particle-in-cell simulations, revealing the formation and stable propagation of electrostatic shocks with very high Mach numbers ($M \gg 10$), well above the predictions of the classical theories for electrostatic shocks.Comment: 6 pages, submitted to Phys. Rev. Let

Dinâmica do potássio no solo cultivado com videira de vinho fertirrigada: 1° ciclo de produção.

A fruticultura irrigada no Vale do Submédio São Francisco é uma das principais fontes de renda e emprego na região, com destaque para a prática da vitivinicultura. Com o objetivo de determinar a disponibilidade de potássio na solução do solo, em função de cinco doses (0, 20, 40, 80 e 160 kg ha-1), um experimento foi instalado na Embrapa Semiárido, em Petrolina-PE, com videiras (Vitis vinifera L.) ?Syrah? enxertadas sobre o porta-enxerto ?Paulsen? 1103 e cultivadas no espaçamento 3 x 1 m. O sistema de irrigação utilizado foi o gotejamento, com um emissor de 2 L h-1 por planta. Foram avaliadas durante o período de 111 dias as concentrações de potássio (K mg L-1), nitrato (N-NO3, mg L-1), pH e condutividade elétrica (CE, dS m-1) na solução do solo. Para extração da solução do solo, foram instalados 30 extratores de cápsulas porosas nas profundidades do solo de 0,4 m e 0,6 m. Os dados foram submetidos à análise de variância e de regressão linear e polinomial. As médias foram comparadas entre as profundidades estudadas pelo teste F a 5% de probabilidade. As dosagens estudadas apresentaram efeito significativo para a concentração de potássio, apresentando comportamento linear com acréscimo de 0,45 e 0,33 mg L-1 (nas profundidades de 0,4 e 0,6 m, respectivamente) na solução do solo para cada aumento unitário (kg ha-1) de fertilizante potássico no solo. O aumento das dosagens de fertilizantes potássicos aumentou a concentração de K na solução do solo, porém não foram observadas perdas por lixiviação deste nutriente

Adubação orgânica e fertirrigação potássica em videira Syrah no Semiárido.

Apesar da grande importância da adubação na qualidade das uvas ainda existem poucos estudos sobre a fertirrigação em videira de vinho no Vale do Submédio São Francisco. Com o objetivo de avaliar a produção de uvas sob a influência de doses de potássio e de adubo orgânico, um experimento foi realizado na Embrapa Semiárido, em Petrolina - PE, com videiras (Vitis vinifera L.), Syrah, enxertadas sobre o porta - enxerto Paulsen 1103 e cultivadas no espaçamento 3 x 1 m. As plantas foram irrigadas por um sistema de gotejamento, com um emissor por planta, com vazão de 2 L.h - 1. Os tratamentos foram constituídos de cinco doses de potássio (0, 20, 40, 80 e 160 kg ha - 1) e duas doses de adubo orgânico (0 e 7,5 m 3 ha - 1). Estes tratamentos foram dispostos em parcelas subdivididas no qual o adubo orgânico constituiu as parcelas e as doses de potássio as subparcelas. Foram avaliados na colheita o número de cachos por planta, a massa total de cachos por planta, a massa média de cachos e o rendimento total das plantas. As diferentes doses de potássio aplicadas pelo sistema de irrigação e de adubo orgânico aplicados via solo não influenciaram significativamente as características avaliadas