Horizon Formation in High-Energy Particles Collision

We investigate a classical formation of a trapped surface in 4-dimensional flat space-time in a process of a non-head-on collision of two high-energy particles which are treated as Aichelburg-Sexl shock waves. From the condition of the horizon volume local maximality an equation for the trapped surface is deduced. Using a known solution on the shocks we find a time-dependent solution describing the trapped surface between the shocks. We analyze the horizon appearance and evolution. Obtained results may describe qualitatively the horizon formation in higher dimensional space-time.Comment: Latex2e, 8 pages, 6 figures, references adde

Non-linear spectroscopy of rubidium: An undergraduate experiment

In this paper, we describe two complementary non-linear spectroscopy methods which both allow to achieve Doppler-free spectra of atomic gases. First, saturated absorption spectroscopy is used to investigate the structure of the $5{\rm S}_{1/2}\to 5{\rm P}_{3/2}$ transition in rubidium. Using a slightly modified experimental setup, Doppler-free two-photon absorption spectroscopy is then performed on the $5{\rm S}_{1/2}\to 5{\rm D}_{5/2}$ transition in rubidium, leading to accurate measurements of the hyperfine structure of the $5{\rm D}_{5/2}$ energy level. In addition, electric dipole selection rules of the two-photon transition are investigated, first by modifying the polarization of the excitation laser, and then by measuring two-photon absorption spectra when a magnetic field is applied close to the rubidium vapor. All experiments are performed with the same grating-feedback laser diode, providing an opportunity to compare different high resolution spectroscopy methods using a single experimental setup. Such experiments may acquaint students with quantum mechanics selection rules, atomic spectra and Zeeman effect.Comment: 16 pages, 8 figure

Пігментний склад Chlorella vulgaris за дії селеніту натрію та іонів металів

Досліджували вміст пігментів у Chlorella vulgaris Beij. (Chlorophyta) за дії селеніту натрію у концентраціях із розрахунку на Se4+ 0,5, 5,0, 10,0 і 20,0 мг/дм3 протягом іднієї, трьох та семи діб дії та за одночасної дії селеніту в концентрації 10,0 мг Se4+/дм3 і іонів Zn2+, Mn2+, Co2+,Cu2+, Fe3+ у концентраціях 5,00, 0,25, 0,05, 0,008 та 0,002, мг/дм3 відповідно протягом семи діб культивування водоростей із метою встановлення умов для отримання в аквакультурі ліпідної субстанції, збагаченої селеном і біоактивними металами. Вміст пігментів визначали спектрофотометрично. Клітинну стінку виділяли центрифугуванням у градієнті перколу та досліджували мікроскопіюванням. За дії 10,0 мг Se4+/дм3 окремо та одночасно з іонами досліджених металів вміст пігментів у хлорели збільшується в 1,5–2,5 раза в усіх варіантах експериментального впливу унаслідок зв’язування SeО32– білками та ліпідами. Селен включається до всіх фракцій ліпідів (триацилгліцероли, діацилгліцероли, фосфоліпіди, неетерифіковані жирні кислоти), а максимальна кількість селенумісних ліпідів відмічена у хлоропластах. Збільшення вмісту каротиноїдів за дії експериментальних чинників відіграє виняткову роль у механізмі антиоксидативного захисту, що оберігає від руйнування хлорофіл та, відповідно, збільшує його кількість у клітинах. Зміни у функціонуванні фотосинтетичного апарату Ch. vulgaris відбиваються на всьому комплексі метаболічних перетворень. За концентрації селеніту 10,0 мг Se4+/дм3 і зазначених концентрацій іонів відповідних металів протягом 7 діб можливе успішне культивування хлорели, збагаченої селеном і біогенними металами. We investigated the content of pigments in Chlorella vulgaris Beij. (Chlorophyta) under the influence of sodium selenite in concentrations based on Se4+ 0.5, 5.0, 10.0 and 20.0 mg/dm3 during one, three and seven days and under the influence of the simultaneous action of selenite in concentrations 10 mg Se4+/dm3 and ions of Zn2+, Mn2+, Co2+,Cu2+, Fe3+ in concentrations 5.00, 0.25, 0.05, 0.008 and 0.002 mg/dm3over seven days. This research was carried out to establish the conditions for obtaining algal lipidis substance enriched with selenium and biogenic metals in the aquaculture. The content of pigments was determined spectrophotometrically, the cellular walls were separatedby centrifuge in the percoll gradient and investigated microscopically. The pigments content in the Ch. vulgaris increased by 1.5–2.5 times in comparison with the control sample under the influence of 10 mg Se4+/dm3 with and without metal ions, in all variants of experimental influence due to binding of SeО32– with proteins and lipids. We found that selenium was included in all lipid fractions (triacylglycerols, dyacylglycerols, phospholipids, nonetherified fatty acids); the maximum amount of selenium-containing lipids wasrecorded in chloroplasts. The increase in the contents of carotenoids caused by the actions of experimental factors played an exceptional role in the mechanism of antioxidant protection that prevents destruction of chlorophyll and, accordingly, increases its amount in cells. Changes in the functioning of the photosynthetic apparatus of Ch. vulgaris affect the whole complex of metabolic transformation. Thus, the successful cultivation of chlorella, enriched with selenium and biogenic metals, is possible within seven days under the influence of 10 mg Se4+/dm3 and the above-mentioned concentration of metal ions. Досліджували вміст пігментів у Chlorella vulgaris Beij. (Chlorophyta) за дії селеніту натрію у концентраціях із розрахунку на Se4+ 0,5, 5,0, 10,0 і 20,0 мг/дм3 протягом іднієї, трьох та семи діб дії та за одночасної дії селеніту в концентрації 10,0 мг Se4+/дм3 і іонів Zn2+, Mn2+, Co2+,Cu2+, Fe3+ у концентраціях 5,00, 0,25, 0,05, 0,008 та 0,002, мг/дм3 відповідно протягом семи діб культивування водоростей із метою встановлення умов для отримання в аквакультурі ліпідної субстанції, збагаченої селеном і біоактивними металами. Вміст пігментів визначали спектрофотометрично. Клітинну стінку виділяли центрифугуванням у градієнті перколу та досліджували мікроскопіюванням. За дії 10,0 мг Se4+/дм3 окремо та одночасно з іонами досліджених металів вміст пігментів у хлорели збільшується в 1,5–2,5 раза в усіх варіантах експериментального впливу унаслідок зв’язування SeО32– білками та ліпідами. Селен включається до всіх фракцій ліпідів (триацилгліцероли, діацилгліцероли, фосфоліпіди, неетерифіковані жирні кислоти), а максимальна кількість селенумісних ліпідів відмічена у хлоропластах. Збільшення вмісту каротиноїдів за дії експериментальних чинників відіграє виняткову роль у механізмі антиоксидативного захисту, що оберігає від руйнування хлорофіл та, відповідно, збільшує його кількість у клітинах. Зміни у функціонуванні фотосинтетичного апарату Ch. vulgaris відбиваються на всьому комплексі метаболічних перетворень. За концентрації селеніту 10,0 мг Se4+/дм3 і зазначених концентрацій іонів відповідних металів протягом 7 діб можливе успішне культивування хлорели, збагаченої селеном і біогенними металами.

Architectural solutions in terms of Bionic urban environment of Olympic Sochi

The principle of architectural bionics, suitable for Olympic Sochi environment was used for promenade designing. The complex solution includes promenade areas and a ‘winter and summer’ platform

Зручний підхід до синтезу заміщених 2-(метиламіно)хінолін-3-карбоксамідів

The paper is devoted to the synthesis of new 2-(methylamino)quinoline-3-carboxamide derivatives by the pyrimidine cycle hydrolytic cleavage of pyrimido[4,5-b]quinoline-2,4(1H,3H)-diones. These later were synthetized in high yields by interaction of available 1,3-dimethyl-6-piperidinyl-5-formyluracil with aromatic amines. The reactions with participation of ortho- and para-substituted aromatic amines proceed regioselectively to give 1,3-dimethylpyrimido[4,5-b] quinoline-2,4(1H,3H)-diones with substituents in positions 7 and 9 of the heterocycle. The use of metha-methoxyand metha-fluoroaniline leads to the mixture of 6- and 8-substituted 1,3-dimethylpyrimido[4,5-b]quinoline-2,4(1H,3H)- diones, which under basic conditions were cleaved into amides of quinoline-3-carboxylic acid. The mixture of 2-(methylamino)quinoline-3-carboxamides obtained was separated by column chromatography. Application of the correlation NMR spectroscopy method (NOESY, COSY, HSQC, HMBC) has allowed to reliably determine the structures of 1,3-dimethyl-5-formyluracil derivatives with aromatic amines condensation products. The amino-imino prototropic tautomerism occurs at 120°C. It facilitates syn-anti-isomerization promoted cyclization and leads to 1,3-dimethylpyrimido[4,5-b]quinoline-2,4(1H,3H)-dione. The structure of the compounds obtained has been proven using the methods of NMR 1 Н, 13C-spectroscopy, mass-spectra and elemental analysis.Работа посвящена синтезу новых производных 2-(метиламино)хинолин-3-карбоксамидов путем гидроли- тического расщепления пиримидинового цикла в пиримидо[4,5-b]хинолин-2,4(1Н,3Н)-дионах. В основе дан- ного подхода лежит взаимодействие доступного 1,3-диметил-6-пиперидинил-5-формилурацила с арома- тическими аминами, в результате чего было синтезировано ряд замещенных производных пиримидо[4,5-b] хинолин-2,4(1Н,3Н)-дионов с высокими выходами. Реакция 1,3-диметил-6-пиперидинил-5-формилурацила с орто- и пара-замещенными ароматическими аминами протекает региоселективно с образованием произ- водных 1,3-диметилпиримидо[4,5-b]хинолин-2,4(1Н,3Н)-дионов с заместителями в положениях 7 и 9 гете- роцикла. Использование в реакции мета-метокси- или мета-фторанилина приводит к смеси 6- и 8-заме- щенных 1,3-диметилпиримидо[4,5-b]хинолин-2,4(1Н,3Н)-дионов, которые при действии щелочи расщепляют- ся до соответствующих амидов хинолин-3-карбоновой кислоты. Полученную смесь 2-(метиламино)хинолин- 3-карбоксамидов удалось разделить с помощью хроматографии на колонке. Использование методики кор- реляционной спектроскопии ЯМР (NOESY, COSY, HSQC, HMBC) позволило однозначно установить строение продуктов реакции конденсации производных 1,3-диметил-5-формилурацила с ароматическими аминами. При нагревании до ~120°C возможна амино-иминная прототропия, которая облегчает син-анти-таутомерию в положении 6 пиримидинового кольца, что приводит к циклизации в 1,3-диметилпиримидо[4,5-b]хинолин- 2,4(1Н,3Н)-дион. Структура полученных соединений строго доказана с использованием методов ЯМР 1 Н, 13С-спектроскопии, хроматомасс-спектрометрии и элементного анализа.Робота присвячена синтезу нових похідних 2-(метиламіно)хінолін-3-карбоксамідів шляхом гідролітич- ного розщеплення піримідинового циклу в піримідо[4,5-b]хінолін-2,4(1Н,3Н)-діонах. В основі даного підхо- ду лежить взаємодія доступного 1,3-диметил-6-піперидиніл-5-формілурацилу з ароматичними аміна- ми, в результаті чого було синтезовано ряд заміщених похідних піримідо[4,5-b]хінолін-2,4(1Н,3Н)-діонів з високими виходами. Реакція 1,3-диметил-6-піперидиніл-5-формілурацилу з орто- та пара-заміщеними ароматичними амінами перебігає регіоселективно з утворенням похідних 1,3-диметилпіримідо[4,5-b] хінолін-2,4(1Н,3Н)-діонів з замісниками в положеннях 7 та 9 гетероциклу. Використання в реакції ме- та-метокси- чи мета-фтороаніліну приводить до суміші 6- та 8-заміщених 1,3-диметилпіримідо[4,5-b] хінолін-2,4(1Н,3Н)-діонів, які при дії лугу розщеплюються до відповідних амідів хінолін-3-карбонової кис- лоти. Отриману суміш 2-(метиламіно)хінолін-3-карбоксамідів вдалося розділити за допомогою хрома- тографії на колонці. Застосування методики кореляційної спектроскопії ЯМР (NOESY, COSY, HSQC, HMBC) дозволило достовірно встановити будову продуктів реакції конденсаціїї похідних 1,3-диметил- 5-формілурацилу з ароматичними амінами. При нагріванні до ~120°C можлива аміно-імінна прототро- пія, яка полегшує син-анти-таутомерію в положенні 6 піримідинового кільця, що приводить до циклізації в 1,3-диметилпіримідо[4,5-b]хінолін-2,4(1Н,3Н)-діон. Структура отриманих сполук чітко доведена з ви- користанням методів ЯМР 1 Н, 13С-спектроскопії, хроматомас-спектрометрії та елементного аналіз

Взаємодія 1-феніл-5-хлоро-1Н-піразол-4-карбоксаміду і 1-феніл-N-форміл-5-хлоро-1Н-піразол-4-карбоксаміду з гідразингідратом

This article represents the research of the interaction of 1-phenyl-5-chloro-1H-pyrazole-4-carboxamide and 1-phenyl-N-formyl-5-chloro-1H-pyrazole-4-carboxamide with hydrazine hydrate in order to get pyrazole derivatives as potential bioactive substances. It has been found that during the short (~40 min) boiling of 1-phenyl-5-chloro-1H-pyrazole-4-carboxamide with hydrazine hydrate a previously unknown 5-hydrazino-1-phenyl-1Hpyrazole-4-carbohydrazide with the yield of 50% is formed. The further boiling (~15 h) of the product obtained with hydrazine hydrate leads unexpectedly to 1-phenyl-1H-pyrazole-4-carbohydrazide. The probable mechanism of its obtaining, which includes dimerization of the prototropic isomer formed while cleaving the hydrazine molecule and the further elimination of the nitrogen molecule, has been considered. When boiling with hydrazine hydrate for 3 hours 1-Phenyl-N-formyl-5-chloro-1H-pyrazole-4-carboxamide gives 5-amino-1-phenyl-1H-pyrazole-4-carbohydrazide. At first, obviously, N-[(5-hydrazino-1-phenyl-1H-pyrazol-4-yl) carbonyl]formamide is formed with further cyclization into pyrazole[3,4-d][1,2,3]triazin-4-one. The latter eliminates the nitrogen molecule when heating with the formation of the reactive 4-carbonyl-1-phenyl-4,5-dihydro-1H-pyrazole-5-imine. Addition of hydrazine to it leads to 5-amino-1-phenyl-1H-pyrazole-4-carbohydrazide. The composition of all compounds synthesized has been proven by elemental analysis and the structure has been confirmed by spectroscopic methods.Настоящая работа посвящена исследованию взаимодействия 1-фенил-5-хлор-1Н-пиразол-4-карбоксамида и 1-фенил-N-формил-5-хлор-1Н-пиразол-4-карбоксамида с гидразингидратом с целью получения производных пиразола как потенциальных биоактивных веществ. Нами найдено, что при непродолжительном (~40 мин) кипячении 1-фенил-5-хлор-1Н-пиразол-4-карбоксамида с гидразингидратом образуется с выходом 50% неизвестный ранее 5-гидразинил-1-фенил-1Н-пиразол-4-карбогидразид. Дальнейшее (~15 ч) кипячение полученного продукта с гидразингидратом неожиданно приводит к 1-фенил-1Н-пиразол-4-карбогидразиду. Рассмотрен вероятный механизм его получения, который включает в себя димеризацию образующегося прототропного изомера с одновременным отщеплением молекулы гидразина и последующим элиминированием молекулы азота. 1-Фенил-N-формил-5-хлор-1Н-пиразол-4-карбоксамид с гидразингидратом при кипячении в течение 3 ч даёт 5-амино-1-фенил-1Н-пиразол-4-карбогидразид. Сначала, очевидно, образуется N-[(5-гидразинил-1-фенил-1Н-пиразол-4-ил)карбонил]формамид, который циклизуется в пиразоло[3,4-d][1,2,3]триазин-4-он. Последний при нагревании элиминирует молекулу азота с образованием реакционноспособного 4-карбонил-1-фенил-4,5-дигидро-1Н-пиразол-5-имина, присоединение к нему гидразина приводит к 5-амино-1-фенил-1Н-пиразол-4-карбогидразиду. Состав всех синтезированных веществ доказан элементным анализом, а строение подтверждено при помо щи спектральных методов.Робота присвячена дослідженню взаємодії 1-феніл-5-хлоро-1Н-піразол-4-карбоксаміду та 1-феніл-N-форміл-5-хлоро-1Н-піразол-4-карбоксаміду з гідразингідратом з метою одержання похідних піразолу як потенційних біоактивних речовин. Нами знайдено, що при нетривалому (~40 хв) кип’ятінні 1-феніл-5-хлоро-1Н-піразол-4-карбоксаміду з гідразингідратом утворюється з виходом 50% невідомий раніше 5-гідразиніл-1-феніл-1Н-піразол-4-карбогідразид. Подальше (~15 год) кип’ятіння отриманого продукту з гідразингідратом несподівано призводить до 1-феніл-1Н-піразол-4-карбогідразиду. Розглянуто ймовірний механізм його отримання, який включає в себе димеризацію прототропного ізомера, що утворюється, з одночасним відщепленням молекули гідразину і наступним елімінуванням молекули азоту. 1-Феніл-N-форміл-5-хлоро-1Н-піразол-4-карбоксамід з гідразингідратом при кип’ятінні протягом 3 год дає 5-аміно-1-феніл-1Н-піразол-4-карбогідразид. Спочатку, очевидно, утворюється N-[(5-гідразиніл-1-феніл-1Н-піразол-4-іл)карбоніл]формамід, який циклізується в піразоло[3,4-d][1,2,3]триазин-4-он. Останній при нагріванні елімінує молекулу азоту з утворенням реакційноздатного 4-карбоніл-1-феніл-4,5-дигідро-1Н-піразол-5-іміну, приєднання до нього гідразину призводить до 5-аміно-1-феніл-1Н-піразол-4-карбогідразиду. Склад усіх синтезованих речовин доведений елементним аналізом, а будова підтверджена за допомогою спектральних методів

Критерии выявления межвитковых замыканий в статорных обмотках с использованием векторного анализа фазных токов электродвигателя

At industrial enterprises, seaports, ships, more than 80 % of all electrical engineering equipment is asynchronous motors. In a number of cases, asynchronous motors operate with a sharply variable load, in an aggressive environment; herewith they receive power from the network with deviations of the power quality indicators from the normative ones, which causes their high damageability. Turn circuits in the stator windings account for about 40 % of cases of damage to the insulation of the asynchronous motors windings. Untimely detection of the initial moment of the appearance of defects in the asynchronous motors or disruption of the operating modes of the supply network and current circuits result in emergency situations of the electrical complex, equipment downtime and damage. The article discusses the issues of diagnostics of non-full-phase modes of current circuits, mains voltages and turn circuits in the stator windings of the asynchronous motors that receiving power from the networks in conditions of voltage asymmetry. The analysis of the vector diagrams of currents, voltages and additional phase angles of the phase currents displacement arising from the asymmetry of the mains voltages and turn circuits in the stator windings has been fulfilled. The results obtained made it possible to formulate criteria for identifying the initial moment of the turn circuit and two-phase modes, both in the network and in current circuits, in stationary modes. A method for non-destructive testing of the asynchronous motors state as well as a device for its implementation has been developed. The method is based on comparing the vectors of the measured phase currents of the asynchronous motors with their calculated values. The article presents the results of modeling the change in the vectors of phase currents from the number of closed turns in the winding of the asynchronous motors. The power series of asynchronous motors was established, for which the sensitivity of detecting the initial moment of the turn-to-turn short circuit is maximum. Analytical results of the dependence of the sensitivity coefficient for turn-to-turn short circuit on the absolute increment of the modules of phase currents and the corresponding phase angles have been obtained.В электротехнических комплексах промышленных предприятий, морских портов, судов более 80 % оборудования составляют асинхронные двигатели. В ряде случаев они работают с резко переменной нагрузкой, в условиях агрессивной среды, при этом получают питание от сети с отклонениями показателей качества электроэнергии от нормативных, что приводит к высокой повреждаемости. Около 40 % случаев повреждения изоляции обмоток асинхронных двигателей составляют витковые замыкания. Несвоевременное выявление начального момента появления дефектов в асинхронных двигателях или нарушения режимов работы питающей сети и токовых цепей приводит к аварийным ситуациям электротехнического комплекса, простою оборудования и ущербу. В статье рассмотрены вопросы диагностики неполнофазных режимов токовых цепей, напряжений сети и витковых замыканий в статорных обмотках асинхронных двигателей, получающих питание от сети в условиях несимметрии напряжений. Проведен анализ векторных диаграмм токов, напряжений и дополнительных фазовых углов сдвига фазных токов, возникающих при несимметрии напряжений сети и межвитковых замыканиях. Полученные результаты позволили сформулировать критерии выявления начального момента виткового замыкания и двухфазных режимов сети и токовых цепей при стационарных режимах. Разработаны способ неразрушающего контроля состояния асинхронного двигателя, а также устройство для его реализации. Способ основан на сравнении векторов измеренных фазных токов с их расчетными значениями. Приведены результаты моделирования изменения векторов фазных токов от количества замкнутых витков в обмотке асинхронного двигателя. Установлен мощностной ряд асинхронных двигателей, для которых чувствительность выявления начального момента межвиткового замыкания максимальная. Получены аналитические результаты зависимости коэффициента чувствительности при межвитковых замыканиях от абсолютного приращения модулей фазных токов и соответствующих фазовых углов

Signatures of black holes at the LHC

Signatures of black hole events at CERN's Large Hadron Collider are discussed. Event simulations are carried out with the Fortran Monte Carlo generator CATFISH. Inelasticity effects, exact field emissivities, color and charge conservation, corrections to semiclassical black hole evaporation, gravitational energy loss at formation and possibility of a black hole remnant are included in the analysis.Comment: 13 pages, 7 figure

Comparative Dissolution Kinetics of Several Multisource Thioctic Acid Products

The relationship between dissolution and bioavailability is an example of the interdependency between the quality of a medicinal product and its safety and efficacy. The uniqueness of thioctic acid is that it can exist in an oxidised and a reduced form, showing lipophilic (lipoic acid) and hydrophilic (dihydrolipoic acid) properties. Bioavailability studies of thioctic acid are necessary to evaluate the expected therapeutic effect and mitigate side effects of the medicinal product.The aim of the study was to carry out equivalence dissolution testing to compare the release of thioctic acid from medicinal products produced by several manufacturers.Materials and methods: the study used a reference medicinal product and three multisource medicinal products by different manufacturers; more specifically, film-coated tablets containing 600 mg of thioctic acid. The experiment was carried out in dissolution media at pH of 6.8±0.05 and 1.2±0.05. Statistical analysis was performed by calculating the average amounts of the substance dissolved, the standard deviation (SD), and the relative standard deviation (RSD, %) using Microsoft Office Excel 2007.Results: The authors chose the testing conditions (dissolution media pH values of 6.8±0.05 and 1.2±0.05) taking into account the nature and characteristics of thioctic acid. The comparison of thioctic acid release profiles based on the calculation of the similarity factor (f2) showed that the dissolution profiles of multisource medicinal products 2 and 3 at pH 6.8 were equivalent to that of the reference medicinal product (more than 85% of the active pharmaceutical ingredient released within 15 minutes) and the dissolution profile of multisource medicinal product 1 was not equivalent to it (with f2 of 28).Conclusions: the established differences in the rate and degree of active ingredient release from the studied medicinal products may indicate possible differences in their pharmacological effectiveness in vivo

Brane decay of a (4+n)-dimensional rotating black hole: spin-0 particles

In this work, we study the `scalar channel' of the emission of Hawking radiation from a (4+n)-dimensional, rotating black hole on the brane. We numerically solve both the radial and angular part of the equation of motion for the scalar field, and determine the exact values of the absorption probability and of the spheroidal harmonics, respectively. With these, we calculate the particle, energy and angular momentum emission rates, as well as the angular variation in the flux and power spectra -- a distinctive feature of emission during the spin-down phase of the life of the produced black hole. Our analysis is free from any approximations, with our results being valid for arbitrarily large values of the energy of the emitted particle, angular momentum of the black hole and dimensionality of spacetime. We finally compute the total emissivities for the number of particles, energy and angular momentum and compare their relative behaviour for different values of the parameters of the theory.Comment: 24 pages, 13 figure