Prospects for application of ultracold Sr2_2 molecules in precision measurements

Precision measurements with ultracold molecules require development of robust and sensitive techniques to produce and interrogate the molecules. With this goal, we theoretically analyze factors that affect frequency measurements between rovibrational levels of the Sr$_2$ molecule in the electronic ground state. This measurement can be used to constrain the possible time variation of the proton-electron mass ratio. Sr$_2$ is expected to be a strong candidate for achieving high precision due to the spinless nature and ease of cooling and perturbation-free trapping of Sr \cite{Zelevinsky2008}. The analysis includes calculations of two-photon transition dipole moments between deeply and weakly bound vibrational levels, lifetimes of intermediate excited states, and Stark shifts of the vibrational levels by the optical lattice field, including possibilities of Stark-cancellation trapping.Comment: 8 pages, 10 figure

Precision Test of Mass Ratio Variations with Lattice-Confined Ultracold Molecules

We propose a precision measurement of time variations of the proton-electron mass ratio using ultracold molecules in an optical lattice. Vibrational energy intervals are sensitive to changes of the mass ratio. In contrast to measurements that use hyperfine-interval-based atomic clocks, the scheme discussed here is model-independent and does not require separation of time variations of different physical constants. The possibility of applying the zero-differential-Stark-shift optical lattice technique is explored to measure vibrational transitions at high accuracy.Comment: 4 pages, 4 figure

Modeling the drainage facilities operation at the prospective construction site on the Dnipro floodland

Purpose. To carry out predictive assessment of the hydrodynamic regime at the prospective construction site on the Dnipro floodland in order to choose an expedient drainage system and substantiate the drainage parameters. Methods. In studying the hydrodynamic regime, we used the method of variant modeling of three-dimensional filtration processes during the operation of various types of drainage and different drainage element layouts using a numerical mathematical model implemented on the basis of a finite differences method. Findings. The main mode-forming factors of the investigated territory have been determined using the results of analysis and generalization of the data related to geological structure and hydrogeological conditions. The general hydrodynamic scheme of the simulated area has been developed, the structure of geofiltration model has been justified, its initial and boundary conditions have been determined. Predictive estimation of groundwater level regime has been executed, comparative analysis of vertical and bed drainage efficiency with various schemes of drainage element layouts has been carried out by simulation. The efficiency of the drainage structures operation in the protected area has been estimated for high-level flood conditions at the set water level in the Dnipro. Originality. Patterns in the hydrodynamic regime formation of the Dnipro floodland have been determined under the influence of the main mode-forming factors in conditions of drainage operation. Practical implications of the work consist in substantiation of choosing the hydrodynamically expedient drainage system, the layout of dewatering constructions and drainage parameters for the site of the projected construction. The results of this research can form the basis for the development of the protective engineering measures in construction design at sites within potentially flooded river valleys.Мета. Прогнозна оцінка гідродинамічного режиму підземних вод на ділянці перспективної забудови заплавної частини долини р. Дніпро у зв’язку з вибором доцільної системи дренажу та обґрунтуванням параметрів дренажного водозниження. Методика. Дослідження гідродинамічного режиму варіантним моделюванням процесів планово-профільної фільтрації в умовах роботи різних видів дренажу та компоновки дренажних споруд із використанням чисельної математичної моделі, реалізованої на базі метода скінчених різниць. Результати. Визначені основні режимоутворюючі фактори досліджуваної території, розроблена загальна гідродинамічна схема модельованої області й обґрунтована структура геофільтраційної моделі, визначені її початкові та граничні умови. За даними моделювання виконана прогнозна оцінка рівневого режиму підземних вод, проведено порівняльний аналіз ефективності пластового та вертикального дренажів при різних схемах компоновки водознижуючих споруд. Ефективність роботи дренажних споруд на території, що захищається, оцінена для умов проходження високого паводку при заданій забезпеченості рівня води у р. Дніпро. Наукова новизна. Встановлення закономірностей формування гідродинамічного режиму підземних вод у заплавній частині долини р. Дніпро під впливом основних режимоутворюючих факторів в умовах роботи дренажного водозниження. Практична значимість. Обґрунтування вибору гідродинамічно доцільної системи дренажу, схеми розташування водознижуючих споруд і параметрів дренажного водозниження на ділянці проектованого будівництва. Результати досліджень можуть складати основу для розробки інженерних заходів захисного характеру при проектуванні об’єктів будівництва в межах потенційно підтоплюваних заплавних ділянок долин річок.Цель. Прогнозная оценка гидродинамического режима подземных вод на участке перспективной застройки пойменной части долины р. Днепр в связи с выбором целесообразной системы дренажа и обоснованием параметров дренажного водопонижения. Методика. Исследования гидродинамического режима вариантным моделированием процессов планово-профильной фильтрации в условиях работы различных видов дренажа и компоновки дренажных сооружений с использованием численной математической модели, реализованной на базе метода конечных разностей. Результаты. Определены основные режимообразующие факторы исследуемой территории, разработана общая гидродинамическая схема моделируемой области и обоснована структура геофильтрационной модели, определены ее начальные и граничные условия. По данным моделирования выполнена прогнозная оценка уровенного режима подземных вод, проведен сопоставительный анализ эффективности пластового и вертикального дренажей при различных схемах компоновки водопонизительных сооружений. Эффективность работы дренажных сооружений на защищаемой территории оценена для условий прохождения высокого паводка при заданной обеспеченности уровня воды в р. Днепр. Научная новизна. Установлены закономерности формирования гидродинамического режима подземных вод в пойменной части долины р. Днепр под влиянием основных режимообразующих факторов в условиях работы дренажного водопонижения. Практическая значимость. Обоснование выбора гидродинамически целесообразной системы дренажа, схемы расположения водопонизительных сооружений и параметров дренажного водопонижения на участке проектируемого строительства. Результаты исследований могут составлять основу для разработки инженерных мероприятий защитного характера при проектировании объектов строительства в пределах потенциально подтапливаемых пойменных участков долин рек.The research was carried out with the technical support of the specialists of LLC “VODOPROEKT”

Phase structure tuned electrocaloric effect and pyroelectric energy harvesting performance of (Pb0.97La0.02)(Zr,Sn,Ti)O3 antiferroelectric thick films

In present work, (100)-oriented (Pb0.97La0.02)(Zr0.95-xSnxTi0.05)O3 antiferroelectric thick films with x=0.08, 0.20 and 0.38, were successfully fabricated. These compositions are located in orthorhombic phase region, the morphotropic phase boundary (MPB), and tetragonal phase region, respectively. The effects of their phase structure on the electrocaloric effect and the pyroelectric energy harvesting behavior were investigated. A considerable temperature reduction of ∆T=13, 33, and 27 oC, due to the ferroelectric-antiferroelectric phase transition, was obtained at 25 oC in these thick films for x=0.08, 0.20, and 0.38, respectively. Moreover, a huge harvested energy density per cycle of W= 3.6, 6.8, and 4.0 J/cm3 was also realized under the experimental condition in the thick films with x=0.08, 0.20, and 0.38, respectively. These results indicated that both the cooling performance and the pyroelectric energy harvesting in antiferroelectrics could be optimized by the proper phase structure control

Probabilistic Monte-Carlo method for modelling and prediction of electronics component life

Power electronics are widely used in electric vehicles, railway locomotive and new generation aircrafts. Reliability of these components directly affect the reliability and performance of these vehicular platforms. In recent years, several research work about reliability, failure mode and aging analysis have been extensively carried out. There is a need for an efficient algorithm able to predict the life of power electronics component. In this paper, a probabilistic Monte-Carlo framework is developed and applied to predict remaining useful life of a component. Probability distributions are used to model the component’s degradation process. The modelling parameters are learned using Maximum Likelihood Estimation. The prognostic is carried out by the mean of simulation in this paper. Monte-Carlo simulation is used to propagate multiple possible degradation paths based on the current health state of the component. The remaining useful life and confident bounds are calculated by estimating mean, median and percentile descriptive statistics of the simulated degradation paths. Results from different probabilistic models are compared and their prognostic performances are evaluated

Effect of impurities on the transition between minority ion and mode conversion ICRH heating in (3He)-H tokamak plasmas

Hydrogen majority plasmas will be used in the initial non-activated phase of ITER operation. Optimizing ion cyclotron resonance heating (ICRH) in such scenarios will help in achieving H-mode in these plasmas. Past JET experiments with the carbon wall revealed a significant impact of intrinsic impurities on the ICRH performance in (3He)-H plasmas relevant for the full-field initial ITER phase. High plasma contamination with carbon impurities resulted in the appearance of a supplementary mode conversion layer and significant reduction in the transition concentration of 3He minority ions, defined as the concentration at which the change from minority heating to mode conversion regime occurs. In view of the installation of the new ITER-like wall at JET, it is important to evaluate the effect of Be and W impurities on ICRH scenarios in (3He)-H plasmas. In this paper, an approximate analytical expression for the transition concentration of 3He minority ions is derived as a function of plasma and ICRH parameters, and accounting for typical impurity species at JET. The accompanying 1D wave modeling supports the analytical results and suggests a potential experimental method to reduce 3He level needed to achieve a specific heating regime by puffing a small amount of 4He ions additionally to (3He)-H plasma.Comment: 23 pages, 9 figure