Exploring instabilities of bad metals with optical spectroscopy

This thesis is focused on the optical investigation of materials which exhibit novel electronic and magnetic properties, such as the iron-pnictide high-TC superconductor Co-doped BaFe2As2 and the proposed topological Kondo insulator SmB6. The (low temperature) groundstate of these two materials is completely different, but at high temperature they are in some sense similar: both materials feature a strongly temperature and frequency dependent optical response that has become known as a “bad metal”. In “clean” metals one would expect a so-called Drude response for the optical conductivity at low energy. The Drude response can be characterized by a frequency and temperature independent scattering rate; an average time between collisions that does not depend on temperature, indicating that the electrons behave as a gas of freely moving particles. Instead, bad metals feature a strong temperature and frequency dependent scattering rate indicative of residual interactions between the electrons. In such materials, a careful analysis of the optical response not only provides fingerprints of the interactions responsible for the bad metal behavior, but also of the key driving forces behind the instabilities that lead to the ordered electronic states at low temperature

Мультиагентне моделювання в управлінні відновлювальними ресурсами

Стаття присвячена дослідженню управління відновлюваними ресурсами і, зокрема, мультиагентному підходові. Мультиагентні системи моделюють поведінку і взаємодію мікро-суб'єктів, фокусуючись на їх відносинах з метою дослідження параметрів і поведінки всієї системи на мікрорівні. Мультиагентні симуляції такого роду дозволяють нам досліджувати економічні процеси в абсолютно новий спосіб, фокусуючись на вивченні впливу мікроагентів на макропараметри системи в цілому. Останні дослідження, що стосуються даної проблематики, зосереджують основну увагу на відносинах між мікро- і макрорівнями з використанням підходів знизу-вгору і зверху-донизу. Авторами використано мультиагентний підхід для моделювання життєвого циклу відновлюваних ресурсів. Також, була побудована модель, в якій використовується такий параметр, як “квота” на кількість акумульованого добуваючими агентами ресурсу з метою з'ясування зміни агентами своєї поведінки відповідно до зміни заданого параметру. Поведінка агентів в симуляції заснована на максимізації власної вигоди і параметрі MRS (гранична швидкість заміщення) для аналізу цінового параметру. Було проведено кілька експериментів для різних значень параметра “квота”, в ході яких було проілюстровано зв'язок між рівнем цін на ринках і квотою для вилучення ресурсів. Нижче наводиться опис експерименту, його результати і висновки. Розроблене рішення спрощує реалізацію таких експериментів у цій галузі, роблячи процес їх налаштування більш гнучким і простим. Була, також, розроблена основа для імітаційного моделювання управління поновлюваними ресурсами, що спрощує розробку середовищ з метою їх дослідження і виявлення різноманітних закономірностей, а також, законів всередині системи, з використанням конкретних користувальницьких моделей поведінки агента. Мультиагентний симулятор був розроблений у даному дослідженні з метою ілюстрації та обговорення принципів економічної теорії управління поновлюваними ресурсами. Розроблена авторами основа може бути використана для створення середовищ з метою їх подальшого вивчення з використанням різних моделей поведінки агентів, використанням додаткових параметрів.The article is devoted to the research of the renewable resource management and, in particular, the multi-agent approach. Multi–agent systems model the behaviour and interaction of microscopic entities by focusing on their relations to explore parameters and behaviour of the whole system on microscopic level. Multi-agent simulations of this kind allow us to study economic processes in a completely different way, focusing on examining the influence of microagents on the macroscopic parameters of the entire system. In recent related researches the emphasis has been placed on the relations between microscopic and macroscopic levels, using bottom – up and top – bottom approaches. The authors used the multi–agent approach in order to build a simulation of a renewable resource life cycle. There also was built a model, which uses such tool as the quota for the amount of the collectable resource for harvesting agents to explore how agents will change their behaviour. The behaviour of agents in the simulation is based on a maximization of its own benefit and the MRS (Marginal Rate of Substitution) parameter for the price evaluation. Several experiments were conducted for different values of the Quota parameter, during which the relation between the price level in the markets and the quota for resource extraction was shown. The description of the experiment, its results and conclusions are provided below. The developed solution simplifies the implementation of such experiments in this area, by making the process of their adjustment more flexible and simple. A framework for creating renewable resource management simulations is being developed. It simplifies the development of environments in order to explore them and to discover diverse patterns and laws within, using particular custom models of agent behaviour. The multi-agent simulator in this article was developed in order to illustrate and discuss the principles of the economic theory of the renewable resource management. This framework could be used in order to create the environments with the aim of their further studying, using different models of agent behaviour

Cosmic ray moderation of the thermal instability

We apply the Hermite-Bieler theorem in the analysis of the effect of cosmic rays on the thermal stability of an initially uniform, static background. The cosmic rays were treated in a fluid approximation and the diffusion coefficient was assumed to be constant in time and space. The inclusion of cosmic rays does not alter the criterion for the thermal stability of a medium subjected to isobaric perturbations. It does alter the criteria for the stability of a medium perturbed by small amplitude sound waves. In the limit of a high background cosmic ray pressure to thermal pressure ratio, the instability in response to high frequency sound waves is suppressed

From bad metal to Kondo insulator:Temperature evolution of the optical properties of SmB6

The recent rekindling of interest in the mixed valent Kondo insulator SmB$_{6}$ as candidate for a first correlated topological insulator has resulted in a wealth of new experimental observations. In particular, angle-resolved photoemission experiments have provided completely new insights into the formation of the low temperature Kondo insulating state starting from the high temperature correlated metal. Here, we report detailed temperature and energy dependent measurements of the optical constants of SmB$_6$ in order to provide a detailed study from the point of view of a bulk sensitive spectroscopic probe. We detect a previously unobserved infrared active optical phonon mode, involving the movement of the Sm ions against the boron cages. The changes taking place in the free carrier response with temperature and their connection to changes in optical transitions between different bands are discussed. We find that the free charge density starts to decrease rapidly below approximately 200 K. Below 60 K a small amount of spectral weight begins to accumulate in low lying interband transitions, indicating the formation of the Kondo insulating state; however, the total integrated spectral weight in our experimental window ($\sim 4.35$ eV) decreases. This indicates the involvement of a large Coulomb interaction ($>$ 5 eV) in the formation of the Kondo insulator.Comment: 10 pages, 7 figures (including supp.). Accepted for publication in New Journal of Physic

Исследование закона дистрибутивности в классической интервальной арифметике для общего случая

Досліджено закон дистрибутивності в класичній інтервальній арифметиці. Дослідження проводилося для інтервальних величин, заданих у формі центр-радіус. Проведено класифікацію інтервалів, на основі якої множина інтервалів подана як об’єднання трьох підмножин, які визначаються співвідношеннями значень центрів і радіусів. Сформульовано умови виконання закону дистрибутивності, які вимагають належності трійки інтервалів і суми двох інтервалів до однієї підмножини. Наведено умови, за яких сума двох інтервалів буде належати до тієї ж підмножини, що й інтервали, які додаються. Доведено теорему, що визначає необхідні та достатні умови виконання закону дистрибутивності для інтервалів, що належать до однієї підмножини. Проведено узагальнення дистрибутивного закону на випадок довільного числа інтервалів. Наведено умови, за яких сума багатьох інтервалів буде належати до тієї ж підмножини, що й інтервали, які додаються. Наведено необхідні та достатні умови виконання узагальненого закону дистрибутивності для інтервалів, які належать до однієї підмножини. Конструктивність отриманих умов продемонстровано на числовому прикладі. Отримані результати дають можливість провести дослідження із вдосконалення алгебричної структури множини інтервалів.The aim of the article is to study the law of distributivity in classical interval arithmetic. We conduct the research for interval in the center-radius form. A set of intervals is represented as a combination of three subsets defined by values relations of centers and the radii. We prove the lemma about conditions under which the sum of two intervals will belong to the same subset of added intervals. The necessary and sufficient conditions for the distributive law hold for the intervals belonging to one of the subsets are offered. We generalize the distributive law in case of voluntary number of intervals. We proved the lemma about the conditions under which the sum of many intervals will own to same subset of the intervals are added. The theorem about necessary and sufficient conditions of generalizing the distributive law for intervals belonging to one subset. These results allow to conduct research to improve the algebraic structure of a set of intervals.Исследован закон дистрибутивности в классической интервальной арифметике. Исследование проводилось для интервальных величин, заданных в форме центр-радиус. Проведена классификация интервалов, на основе которой множество интервалов представлено как объединение трех подмножеств, определяемых соотношениями значений центров и радиусов. Сформулированы условия выполнения закона дистрибутивности, которые сводятся к принадлежности тройки интервалов и суммы двух интервалов к одному и тому же подмножеству. Определены условия, при которых сумма двух интервалов принадлежит тому же подмножеству, что и складываемые интервалы. Доказана теорема, в которой определены необходимые и достаточные условия выполнения закона дистрибутивности для интервалов, принадлежащих одному из подмножеств. Проведено обобщение дистрибутивного закона на случай произвольного числа интервалов. Приведены условия, при которых сумма многих интервалов будет принадлежат к одну и тому же подмножеству, что и складываемые интервалы. Приведены необходимые и достаточные условия использования обобщенного закона дистрибутивности для интервалов, принадлежащих одном подмножеству. Приведен численный пример, демонстрирующий конструктивность полученных условий. Полученные результаты дают возможность усовершенствовать алгебраическую структуру множества интервалов

Analysis and research of existing ERASMUS + projects for students

Nowadays, the analysis of existing exchange programs is an important task for students. The importance of this work is that it makes it possible to find the necessary program for students, based on their knowledge and capabilities. There are a huge number of exchange programs, but it is very important to find the program on which student will be the best candidate and where student have the right to participate. Erasmus+ stands for European Community Action Scheme for the Mobility of University Students. It’s a Higher Education exchange program for students, teachers and institutions, run in the UK by the British Council. Basically, it’s a chance for universities and students across 33 countries to mingle, learn new skills, expand their horizons, study for 1-2 semesters or doing an internship abroad in another country for a period of at least 2 months and maximum 12 months per cycle of studies

Azimuthal and polar anchoring energies of aligning layers structured by nonlinear laser lithography

In spite of the fact that there are different techniques in the creation of the high-quality liquid crystals (LCs) alignment by means of various surfaces, the azimuthal and polar anchoring energies as well as the pre-tilt angle are important parameters to all of them. Here, the modified by a certain manner aligning layers, previously formed by nonlinear laser lithography (NLL), having high-quality nano-periodic grooves on Ti surfaces, recently proposed for LC alignment was studied. The change of the scanning speed of NLL in the process of nano-structured Ti surfaces and their further modification by means of ITO-coating, and deposition of polyimide film has enabled different aligning layers, whose main characteristics, namely azimuthal and polar anchoring energies, were measured. For the modified aligning layers, the dependencies of the twist and pre-tilt angles for LC cells filled by nematic E7 ({\Delta}{\epsilon} > 0) and MLC-6609 ({\Delta}{\epsilon} < 0) were obtained. Also the contact angle for droplets of isotropic liquid (glycerol), and nematic LCs was measured for the various values of the scanning speed during the laser processing.Comment: 49 pages, 18 figure