Complete conversion between one and two photons in nonlinear waveguides: Theory of dispersion engineering

High-efficiency photon-pair production is a long-sought-after goal for many optical quantum technologies, and coherent photon conversion (CPC) processes are promising candidates for achieving this. We show theoretically how to control coherent conversion between a narrow-band pump photon and broadband photon pairs in nonlinear optical waveguides by tailoring frequency dispersion for broadband quantum frequency mixing. We reveal that complete deterministic conversion as well as pump-photon revival can be achieved at a finite propagation distance. We also find that high conversion efficiencies can be realised robustly over long propagation distances. These results demonstrate that dispersion engineering is a promising way to tune and optimise the CPC process. © 2022 The Author(s). Published by IOP Publishing Ltd on behalf of the Institute of Physics and Deutsche Physikalische Gesellschaft.Australian Research Council, ARC: DE180100070, DP160100619, DP190100277, FT170100399; Ministry of Education and Science of the Russian Federation, Minobrnauka: AAAA-A18-118020190095-4The authors acknowledge the support by the Australian Research Council (DE180100070, DP160100619, DP190100277). NKL is funded by the Australian Research Council Future Fellowship (FT170100399). Batalov S V acknowledges support by the Ministry of Education and Science of the Russian Federation (the theme ‘Quantum’, No. AAAA-A18-118020190095-4)

Подходы к определению весовых значений индикаторов в интегральных показателях развития спорта на примере Индекса Развития Футбола

Research aim: The authors analyzed the various methods of setting weight values for factors incorporated in multidimensional composite indicators. The focus is drawn to composite indicators of sports development; in particular, the Football Development Index was used for empirical calculations. The authors conducted this research in order to determine the most significant aspects of global football development as well as to increase the robustness of the Football Development Index results. Due to such method, the article helps the researchers to treat the procedure of setting weight values more thoroughly, which is often one of the most disputable methods of sports indicators. Data and methods: The Football Development Index (FDI) and its components are reviewed as a case study for conducting the calculations. This paper was able to derive new weight values for factors included in the FDI methodology using five approaches: equal weights, budget allocation process, analytical hierarchy process, frequencybased and principal component analysis. The FDI was recalculated using all five approaches and tested for similarities using Pearson correlation coefficients. Results: The authors were able to calculate five different variations of the FDI using the different weighting methods. The calculations concluded that the derived weight values significantly varied depending on the adopted weighting approaches even though the three indicator groups comprising the overall FDI were given equal importance. Then again, the calculations of the index itself produced practically identical results. The research findings of the paper draw the authors to the conclusion that the selection of a weighting method in constructing composite indicators does not play a significant role in analyzing sensitiveness and validity of final calculations results. Conclusion: Therefore, it is more advisable to choose simpler weighting methods from a methodological standpoint in order for the general public and policy-makers to be able to interpret the results of such composite indicators of sports development easily. Academic researchers and policy-makers in constructing similar composite indexes of sports development and other socio-economic areas may adopt the analytical and empirical findings of this paper.Цель исследования. Данная статья анализирует различные подходы к выявлению весовых значений индикаторов, входящих в интегральные мультикритериальные показатели. Акцент сделан на интегральных показателях развития спорта, в частности был использован Индекс Развития Футбола в качестве примера для осуществления эмпирических расчетов. Данная работа была произведена с целью определения наиболее оптимальной методики определения значимости различных индикаторов (поскольку весовые значения в интегральных показателях характеризуются как коэффициенты значимости) в области показателей развития спорта. За счет подобной методики статья помогает исследователям более осознанном и обоснованно подходить к процедуре выявления весовых значений, что зачастую является одним из наиболее обсуждаемых аспектов различных методологий спортивных показателей.Материалы и методы. В рамках исследования были посчитаны весовые значения на примере Индекса Развития Футбола при помощи трех нормативных подходов: равное взвешивание, метод распределения бюджета, метод анализа иерархии; и двумя подходами он основе входящих данных: частотный метод и метод главных компонент. Полученные значения были применены к 11 критериям Индекса Развития Футбола и сравнены посредством коэффициентов корреляции Пирсона.Результаты. Авторам удалось определить весовые значения показателей развития футбола, включенных в модель Индекса Развития Футбола, при помощи 5 различных подходов. Произведенные подсчеты показали, что выявленные весовые значения факторов значительно разнятся даже с учетом условия, что распределение значимости среди критериальных групп индекса было произведено в равной степени. При этом результаты итогового индекса, осуществленные при помощи различных методов взвешивания, продемонстрировали практически идентичные итоги. Подобный факт указывает, что выбор метода взвешивания при построении интегральных показателей не играет значительной роли при анализе чувствительности и достоверности результатов финальных подсчетов.Заключение. На основе полученных результатов авторы делают вывод, что следует выбирать наиболее простые с методологической точки зрения подходы с целью обеспечения простоты восприятия и легкости интерпретации результатов интегральных показателей развития спорта. Результаты аналитической работы и эмпирических подсчетов, произведенных авторами в данной статье, могут быть использованы в будущем для построения аналогичных интегральных показателей развития спорта, а также и других социально-экономических отраслей.

Development of the Nickel-Refining Production at Norilsk Nickel Harjavalta Oy in GMK Norilsk Nickel

Abstract: As a result of the innovative solutions found due to the joint efforts of Russian and Finnish researchers, the recovery of nonferrous and precious metals in Norilsk Nickel Harjavalta was significantly increased (%): the recovery of Ni was increased to 98.7; that of Cu, to 99.5; Pt, to 99.6; and Pd to 99.6. Simultaneously, a copper cake (one of the main commercial products) of an improved composition, namely, (%) 57–62 Cu, <3 Ni, 8–11 Fe, was produced. The arsenic content in the copper cake was decreased from 1.5–2 to 0.15–0.3%. The largest projects are as follows: stage-by stage implementation of a matte-free technology with simultaneous modification of the matte line for processing converter matte; the development of a jarosite technology of iron deposition from a nickel solution, which decreased the irreversible losses of nonferrous and precious metals with a waste iron cake as much as possible (the losses of nickel and cobalt were decreased by 11 times; those of copper, by 23 times; platinum, by 16%; palladium, by 10%; rhodium, by 9%; gold, by 12%); and the building and introduction of carbonate processing, which allowed the production of nickel cathodes to be increased. As a result of the measures taken to redistribute raw materials, the mattes of slag-cleaning furnaces, which contained 35–40% Fe, were moved to KGMK. This integration solution led to a significant synergy effect in Nornickel. One of the key factors of the economic efficiency of the matte-free technology was a decrease in the specific consumption of the main reagents (oxygen, air, sulfuric acid) and the energy resources used for the manufacture of nickel products. As a result, the transaction costs were decreased by ~3.5 mln dollars per year. © 2019, Pleiades Publishing, Ltd

ASSOCIATION OF THE METABOLIC SYNDROME CONSTITUENTS WITH MARKERS OF SUBCLINICAL TARGET ORGAN DAMAGE DURING FOLLOW-UP OF INTELLECTUAL LABORERS

Aim. To evaluate the relation of metabolic syndrome (MS) and its constituents with markers of subclinical damage of target organs (TOD) in follow-up of almost healthy intellectual laborers.Material and methods. From the selection of 1600 employees of a bank we randomly selected 383 with at least one component of MS without cardiovascular disorders, of those by the end of 2 years period 331 came to final visit (response 86%). Mean age 46,6±9,0 y., mostly women (214 (64,6%)). All patients underwent anthropometry, blood pressure measurement (BP), lipids investigation, creatinine and fasting glucose, echocardiography with the assessment of the left ventricle hypertrophy (LVH), ultrasound study of carotid arteries (intima-media complex thickness — CIM, and atherosclerotic plaques), vascular rigidity assessment, anklebrachial index, albumin concentration in single portion of urine at both stages of observation.Results. While performing multiple logistic regression, presence of arterial hypertension (AH) associated with increased probability of LVH, thickening of CIM and higher vessel rigidity in standardization by gender and age. Relation of MS with the markers of TOD has not been found. In 2 years of follow-up there was a significant increase of patients with thickening of CIM (from 81 (24,5%) to 146 (44,1%), p&lt;0,001) and decrease of LVH prevalence (from 154 (46,7%) to 109 (32,9%), p=0,003) together with significant decrease of BP and total cholesterol.Conclusion. Presence of AH is associated with higher probability of LVH and increased vessel rigidity, as atherosclerotic changes in carotid arteries. MS was not related with an increased prevalence of TOD, and the main predetermining factors for structural heart abnormalities, the vessels and kidneys, were gender and age. In 2 years of observation there was markedly decreased number of patients with LVH and kidney dysfunction at the background of BP pattern improvement, and increase of the number of patients with thicker CIM, regardless of a decrease of the hypercholesterolemia patients. In MS patients there was more common to use antihypertension treatments, that led to more prominent LVH regression

ПЕРВИЧНЫЙ ПЕРИТОНИТ ДЕТСКОГО ВОЗРАСТА КАК ПРОЯВЛЕНИЕ СПОНТАННОЙ ФОРМЫ ВТОРИЧНОЙ ИММУННОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ

The aim of the study was to reveal specificity of the anemnesis and of the immune system condition in children with primary peritinitis who had undergone a cavitory operation that failed to reveal the cause of the inflammation and to improve their health. There was some increase of the relative content of activated monocytes with the classic phenotype CD14 bright CD16 - HLA-DR + versus the total number of monocytes with a phenotype CD14 bright.Целью исследования было выявление особенностей анамнеза и состояния иммунной системы детей с первичным перитонитом, т. е. детей, перенесших хирургическое вмешательство (полостную операцию), которая не выявила причины воспаления и не улучшила здоровье ребенка. Выявлено повышение относительного содержания активированных классических моноцитов с фенотипом CD14 bright CD16 -HLA-DR+ относительно общего количества моноцитов с фенотипом CD14 bright. Сделано предположение, что дети, перенесшие первичный перитонит, страдают спонтанной формой вторичной иммунной недостаточности

Технология «орган-на-чипе» в урологии

Organs-on-chips (OOC) refer to microfluidic devices used to create biomimetic systems of physiological organs. The system contains engineered or natural miniature tissues grown inside microfluidic chips. Organ-on-a-chip technology enables numerous human pathologies to be reproduced, since classical animal models may fail to adequately predict the therapeutic response in humans. This technology can be an intermediate link in the animal-human research system. Moreover, in cancer studies, OOC simulate the three-dimensional hierarchical complexity of tumors in vivo and the tumor microenvironment, being an efficient and cost-effective solution for tumor growth studies and cancer drug screening. Organs-on-chips represent compact and easy-to-use microphysiological functional units simulating physical and biological processes in human body. This extends the possibility of preclinical studies, such as disease modeling or even the development of diagnostic devices. In this regard, the present study is aimed at reviewing the scientific literature in the field of microfluidic devices intended for use in urology and oncourology.Органы-на-чипе (ОНЧ) — это микрожидкостные устройства, используемые для создания биомиметических систем физиологических органов. Система содержит инженерные или естественные миниатюрные ткани, выращенные внутри микрофлюидных чипов. Технология OНЧ дает возможность воспроизводить многочисленные патологии человека, так как классические модели животных не всегда адекватно предсказывают терапевтическую реакцию у людей. Данная технология может быть промежуточным звеном в системе исследования «животное — человек». Более того, в исследованиях рака OНЧ имитируют трехмерную иерархическую сложность опухолей in vivo и имитируют микроокружение опухоли, являясь практичным экономически и эффективным решением для исследования роста опухоли и скрининга противораковых препаратов. ОНЧ представляют собой компактные и простые в использовании микрофизиологические функциональные единицы, которые имитируют физические и биологические процессы в организме человека. Это расширяет возможность доклинических исследований, таких как моделирование заболеваний или даже разработка диагностических устройств. В связи с этим целью настоящей работы является обзор научной литературы в области микрофлюидных устройств, предназначенных для применения в урологии и онкоурологии

Quantum walks: a comprehensive review

Quantum walks, the quantum mechanical counterpart of classical random walks, is an advanced tool for building quantum algorithms that has been recently shown to constitute a universal model of quantum computation. Quantum walks is now a solid field of research of quantum computation full of exciting open problems for physicists, computer scientists, mathematicians and engineers. In this paper we review theoretical advances on the foundations of both discrete- and continuous-time quantum walks, together with the role that randomness plays in quantum walks, the connections between the mathematical models of coined discrete quantum walks and continuous quantum walks, the quantumness of quantum walks, a summary of papers published on discrete quantum walks and entanglement as well as a succinct review of experimental proposals and realizations of discrete-time quantum walks. Furthermore, we have reviewed several algorithms based on both discrete- and continuous-time quantum walks as well as a most important result: the computational universality of both continuous- and discrete- time quantum walks.Comment: Paper accepted for publication in Quantum Information Processing Journa

Исследование локальной гидродинамики теплоносителя в смешанной активной зоне реактора ВВЭР

The article presents the results of experimental studies of the local hydrodynamics of the coolant flow in the mixed core of the VVER reactor, consisting of the TVSA-T and TVSA-T mod.2 fuel assemblies. Modeling of the flow of the coolant flow in the fuel rod bundle was carried out on an aerodynamic test stand. The research was carried out on a model of a fragment of a mixed core of a VVER reactor consisting of one TVSA-T segment and two segments of the TVSA-T.mod2. The flow pressure fields were measured with a five-channel pneumometric probe. The flow pressure field was converted to the direction and value of the coolant velocity vector according to the dependencies obtained during calibration. To obtain a detailed data of the flow, a characteristic cross-section area of the model was selected, including the space cross flow between fuel assemblies and four rows of fuel rods of each of the TVSA fuel assemblies. In the framework of this study the analysis of the spatial distribution of the projections of the velocity of the coolant flow was fulfilled that has made it possible to pinpoint regularities that are intrinsic to the coolant flowing around spacing, mixing and combined spacing grates of the TVSA. Also, the values of the transverse flow of the coolant caused by the flow along hydraulically nonidentical grates were determined and their localization in the longitudinal and cross sections of the experimental model was revealed. Besides, the effect of accumulation of hydrodynamic flow disturbances in the longitudinal and cross sections of the model caused by the staggered arrangement of hydraulically non-identical grates was determined. The results of the study of the coolant cross flow between fuel assemblies interaction, i.e. between the adjacent TVSA-T and TVSA-T mod.2 fuel assemblies were adopted for practical use in the JSC of “Afrikantov OKB Mechanical Engineering” for assessing the heat engineering reliability of VVER reactor cores; also, they were included in the database for verification of computational hydrodynamics programs (CFD codes) and for detailed cell-based calculation of the reactor core.В статье представлены результаты экспериментальных исследований локальной гидродинамики потока теплоносителя в смешанной активной зоне реактора ВВЭР, состоящей из ТВСА-Т и ТВСА-Т.mod.2. Моделирование процессов течения потока теплоносителя в пучке твэлов проводилось на аэродинамическом стенде. Исследования осуществлялись на модели фрагмента смешанной активной зоны реактора ВВЭР, состоящей из одного сегмента ТВСА-Т и двух ТВСА-Т.mod.2. Поля давлений потока измеряли пятиканальным пневмометрическим зондом. Поле давлений потока согласно зависимостям, полученным при тарировке, пересчитывалось в направление и величину вектора скорости теплоносителя. Для создания детальной картины течения потока была выделена характерная область поперечного сечения модели, включающая межкассетное пространство и четыре ряда твэлов каждой из топливных сборок ТВСА. В рамках реализации данного исследования проведен анализ пространственного распределения проекций скорости потока теплоносителя, который позволил выявить закономерности обтекания теплоносителем дистанционирующих, перемешивающих и комбинированных дистанционирующих решеток ТВСА, определены величины поперечных потоков теплоносителя, вызванных обтеканием гидравлически неидентичных решеток, установлена их локализация в продольном и поперечном сечениях экспериментальной модели. Кроме того, выявлен эффект накопления гидродинамических возмущений потока в продольном и поперечном сечениях модели, вызванный шахматным расположением гидравлически неидентичных решеток. Результаты исследования межкассетного взаимодействия теплоносителя между соседними ТВСА-Т и ТВСА-Т.mod.2 приняты для практического использования в АО «ОКБМ Африкантов» при оценке теплотехнической надежности активных зон реакторов ВВЭР и включены в базу данных для верификации программ вычислительной гидродинамики (CFD-кодов) и детального поячеечного расчета активной зоны реакторов

ОЦЕНКА ПРИВЕРЖЕННОСТИ К ЗДОРОВОМУ ОБРАЗУ ЖИЗНИ СРЕДИ САМОСТОЯТЕЛЬНО ПРАКТИКУЮЩИХ ВРАЧЕЙ И ОБУЧАЮЩИХСЯ (СТУДЕНТОВ-МЕДИКОВ, ИНТЕРНОВ И КЛИНИЧЕСКИХ ОРДИНАТОРОВ)

Introduction. The role of healthy lifestyles in the prevention of chronic non-communicable diseases is very important. Lifestyle of medical personnel, especially future doctors, may have great influence on healthy lifestyle compliance of patients. The objective of our study was to compare the prevalence of cardiovascular risk factors among doctors and students of medical educational institutions who underwent screening during The Russian Congress of Cardiology in 2016. Material and methods. During the Russian National Congress of Cardiology (Ekaterinburg, 20-23 September 2016), the participants were screened for the presence of cardiovascular risk factors. Participants filled out the questionnaire on the social status, nutrition, physical activity, smoking status, frequency of alcohol consumption, therapy. Anthropometry was performed in accordance with standard procedures. Blood pressure (BP) was measured on the right hand in a sitting position after a 5-minute rest with the automatic tonometer OMRON (Japan). The level of cholesterol and blood glucose was measured by express method using EasyTouch® GCHb (Taiwan). Results. The screening included 535 participants aged 18-78 years, the majority of whom (80 %) were women. There were 193 students, 342 doctors. Compared with students, doctors were significantly more likely to have sufficient intake of vegetables, fruits (50 vs 70 %) and fish (76 vs 88%), p&lt;0.05, and comparable levels of salt overtaking (39 vs 34 %) and hypodynamia (35% in both groups). Only 10% of students and 7% of doctors smoked. The expected increase in the prevalence of biological risk factors in accordance with the age was significantly more common in doctors: hypercholesterolemia (63 vs 30 %), hyperglycemia (25 vs 14 %), hypertension (36 vs 5 %), obesity (according to WC – 45 vs 10 %, according to BMI – 19 vs 6 %), p&lt;0.05. The profile of the most common risk factors did not differ among doctors and students: hypercholesterolemia and overweight in both groups took the leading positions. Also in accordance with the age, there were more often complaints of snoring-24% in doctors and 7% in students.Conclusion. The students had a less favorable profile of behavioral factors in diet compared to doctors, and despite of the expected age differences, a high prevalence of hypercholesterolemia and overweight was revealed. Obviously, it is necessary to strengthen educational work in this area at the stage of training of nurses and doctors to preserve the health of both medical personnel and their patients.Введение. Роль здорового образа жизни в рамках профилактики развития хронических неинфекционных заболеваний очень важна. Большое влияние на приверженность пациентов к здоровому образу жизни может иметь образ жизни медицинского персонала и, особенно, будущих врачей.Цель исследования – сравнить распространенность сердечно-сосудистых факторов риска среди врачей и студентов медицинских образовательных учреждений, прошедших скрининговое обследование во время Российского кардиологического конгресса в 2016 г. Материал и методы. Во время Национального конгресса кардиологов (г. Екатеринбург, 20–23 сентября 2016 г.) участники были скринированы на предмет наличия сердечно-сосудистых факторов риска. Участники заполнили опросник относительно социального статуса, характера питания и двигательной активности, статуса курения, частоты потребляемого алкоголя, приема терапии. Антропометрия выполнялась в соответствии со стандартными процедурами. Артериальное давление (АД) измерялось на правой руке в сидячем положении после 5-минутного отдыха автоматическим тонометром OMRON (Япония). Уровень холестерина и глюкозы крови измеряли экспресс-методом с помощью EasyTouch® GCHb (Тайвань).Результаты исследования. В рамках скрининга были обследованы 535 участников в возрасте 18–78 лет, большинство из которых (80 %) составили женщины. Студентов было 193, врачей – 342. По сравнению со студентами у врачей значимо чаще отмечалось достаточное потребление овощей, фруктов (50 vs 70 %) и рыбы (76 vs 88 %), р&lt;0,05, и сопоставимый уровень злоупотребления солью (39 vs 34 %) и гиподинамии (35 % в обеих группах). Лишь 10 % студентов и 7 % врачей курили. Ожидаемым был рост распространенности биологических факторов риска с возрастом – у врачей значимо чаще встречалась гиперхолестеринемия (63 vs 30 %), гипергликемия (25 vs 14 %), артериальная гипертензия (36 vs 5 %), ожирение (согласно ОТ – 45 vs 10 %, согласно ИМТ – 19 vs 6 %), р&lt;0,05. Профиль наиболее часто встречающихся факторов риска был сопоставим у врачей и студентов: лидирующие позиции заняли гиперхолестеринемия и избыточная масса тела в обеих группах. Также с возрастом чаще отмечались жалобы на храп – 24 % для врачей и 7 % для студентов.Заключение. У студентов был отмечен менее благоприятный профиль поведенческих факторов в области питания по сравнению с врачами, и, несмотря на ожидаемые возрастные различия, была отмечена достаточно высокая распространенность гиперхолестеринемии и избыточной массы тела. Очевидно, необходимо усилить просветительскую работу в данной сфере на этапе обучения среднего медперсонала и врачей для сохранения здоровья как медицинского персонала, так и их пациентов.