Gauge Topological Nature of the Superconductor-Insulator Transition

It has long been believed that, at absolute zero, electrons can form only one quantum coherent state, a superconductor. Yet, several two dimensional superconducting systems were found to harbor the superinsulating state with infinite resistance, a mirror image of superconductivity, and a metallic state often referred to as Bose metal, characterized by finite longitudinal and vanishing Hall resistances. The nature of these novel and mysterious quantum coherent states is the subject of intense study.Here, we propose a topological gauge description of the superconductor-insulator transition (SIT) that enables us to identify the underlying mechanism of superinsulation as Polyakov's linear confinement of Cooper pairs via instantons. We find a criterion defining conditions for either a direct SIT or for the SIT via the intermediate Bose metal and demonstrate that this Bose metal phase is a Mott topological insulator in which the Cooper pair-vortex liquid is frozen by Aharonov-Bohm interactions

Electro-absorption of silicene and bilayer graphene quantum dots

We study numerically the optical properties of low-buckled silicene and AB-stacked bilayer graphene quantum dots subjected to an external electric field, which is normal to their surface. Within the tight-binding model, the optical absorption is calculated for quantum dots, of triangular and hexagonal shapes, with zigzag and armchair edge terminations. We show that in triangular silicene clusters with zigzag edges a rich and widely tunable infrared absorption peak structure originates from transitions involving zero energy states. The edge of absorption in silicene quantum dots undergoes red shift in the external electric field for triangular clusters, whereas blue shift takes place for hexagonal ones. In small clusters of bilayer graphene with zigzag edges the edge of absorption undergoes blue/red shift for triangular/hexagonal geometry. In armchair clusters of silicene blue shift of the absorption edge takes place for both cluster shapes, while red shift is inherent for both shapes of the bilayer graphene quantum dots.Comment: 7 pages, 7 figure

Screening methods for early detection of colorectal cancers and polyps

Leningrad Regional Oncology Dispensary, Saint Petersburg, Russia, Al XIII-lea Congres al Asociației Chirurgilor „Nicolae Anestiadi” și al III-lea Congres al Societății de Endoscopie, Chirurgie miniminvazivă și Ultrasonografie ”V.M.Guțu” din Republica MoldovaIntroduction: According to a report by the International Agency for Research on Cancer (IARC), in 2019 around 18.1 million new cases of cancer were recorded worldwide. In Russia due to the underdevelopment of early diagnosis, the detection of cancer often happens too late, only in the 3rd and 4th stages. In Russia the incidence of colorectal cancer is increasing. In the structure of malignant tumors, colorectal cancer is the 3rd in terms of incidence and 2nd in mortality. CRC ranks second in mortality from malignant neoplasms among men and women. Most often, CRC arises from colon adenomas, and in some cases in patients with hereditary polyposis syndromes. Methods and materials: Screening takes place in the overall program, which includes: primary prevention (diet, lifestyle), timely examination with the use of colonoscopy (where available and corresponds to the level of the screening program) in patients with positive screening results and timely treatment (polypectomy, surgery). Results: Modern screening centers should have devices with the maximum resolution (electronic endoscopy in HD format). For more clear details and more accurate differentiation of the tumor, virtual chromography allows to detect blood vessels and other tissue structures in the narrow-spectrum zone without the application of dyes. The zoom-endoscopy method is based on a change in the focal distance between the lenses at the distal end of the device. Conclusions: Modern treatment of colon tumors includes: CSP (Cold snare polypectomy), HSP (Hot snare polypectomy), EMR (Endoscopic mucosal resection), ESD (Endoscopic submucosal dissection), FTRD (Full-thickness resection). Every year In Oncology Dispensary of Leningrad Regional, more than 10 thousand outpatient examinations and more than 400 endoscopic inpatient operations are performed

ПРОФІЛАКТИКА ВИНИКНЕННЯ РЕЦИДИВІВ ПЛОСКОКЛІТИННИХ УРАЖЕНЬ ШИЙКИ МАТКИ ВИСОКОГО СТУПЕНЯ ВАЖКОСТІ ПІСЛЯ ХІРУРГІЧНОГО ЛІКУВАННЯ.

The paper demonstrated data of treatment of outcomes of patients with high grade squamous intraepithelial lesions. The high efficacy of an integrated approach to the treatment of patients with severe lesions of the cervix: is demonstrated the combined use of a cone-shaped excision of the cervix with a drug targeted herbal Epigalin. Treatment planning of the patients with pretumor cervical pathology from the standpoint of etiology - taking into account the presence of HPV, allows to achieve healthy epithelialization of the cervix after surgery as well as to minimize the occurrence of relapses.В статье продемонстрированы данные результатов лечения пациенток с плоскоклеточными поражениями шейки матки высокой степени тяжести. Продемонстрирована высокая эффективность использования комплексного подхода в лечении пациенток с тяжелыми поражениями шейки матки: сочетанное применение конусовидной эксцизии шейки матки с препаратом таргетной фитотерапии Эпигалином. Планирование лечения пациенток с предопухолевой патологией шейки матки с позиций этиологии - учетом наличия ВПЧ позволяет обеспечить здоровую эпителизацию шейки матки после хирургического лечения, а также свести к минимуму возникновение рецидивов заболевания. У статті продемонстровані дані результатів лікування пацієнток з плоскоклітинними ураженнями шийки матки високого ступеня тяжкості. Продемонстрована висока ефективність використання комплексного підходу у лікуванні пацієнток з важкими ураженнями шийки матки: поєднане застосування конусоподібної ексцизії шийки матки з медикаментозною противірусною й протипухлинною терапією. Планування лікування пацієнток з передпухлинною патологією шийки матки з позицій етіології - урахуванням наявності ВПЛ дозволяє забезпечити здорову епітелізацію шийки матки після хірургічного лікування, а також звести до мінімуму виникнення рецидивів захворювання

ЕКОЗБАЛАНСОВАНЕ ГОСПОДАРЮВАННЯ У СМУЗІ ДУБОВИХ І БУКОВИХ ЛІСІВ ЗАКАРПАТТЯ

The authors have studied the concepts of succession and genesis of forest stands. We have presented the issues of forest typology concerning ensuring the stability of natural selection in the populations of wood species and appropriate forest management. The peculiarities of the population-based approach to environmentally sustainable forest management are analysed. The approach is based on the identity of succession and population processes of forest stands in space and time. Some issues of successional changes of forest stands for hornbeam-beech and oak-beech forest types in Transcarpathian region are considered. The recommendations for reforestation using natural regeneration, establishment of plantations are considered from the forest-culture positions, for which the ecological forestry typology is more suitable. The genesis series is united by types of forest site conditions for a certain type of forestry (mountain forestry, environmentally oriented or forest exploitation), which primarily concern the forest-exploitation aspect and the corresponding forest regeneration. The population-based approach on a typological principle will allow these general provisions to be linked to certain mountain territorial systems. To solve the issue of combining the results of biological and environmental research into a forest-based paradigm on a typological basis, we propose the following measures to be taken. To begin with, the succession as a phasic process should be considered in the context of the development of the forest type, its genesis of the corresponding classification by stages. Secondly, the forest type is expedient to consider as a component of related types that form a genesis series. Thirdly, stability, balance and continuity of species populations are ensured by environmentally sustainable forest management. Finally, forest population-based management will take into account the dynamics of forest types, and also the duration of successional processes in forest mountain.Розглянуто поняття сукцесії та генези лісостанів. Викладено питання лісової типології з позицій забезпечення стабільності природного відбору в популяціях деревних видів та відповідного ведення лісового господарства. Проаналізовано особливості популяційного підходу до екозбалансованого лісогосподарювання. Підхід базується на тотожності сукцесійного і популяційного процесів лісостанів у просторі й часі. Розглянуто питання сукцесійних змін лісостанів для грабово-букових та дубово-букових типів лісу Закарпаття. Рекомендуючи лісовідновлення з використанням природного поновлення, формування насаджень розглянуто з лісокультурних позицій, для яких придатнішою є еколого-лісівнича типологія. Генезисний ряд об'єднано за типами лісорослинних умов для ведення певного типу лісового господарювання (гірське лісівництво, екологічно орієнтоване чи лісоексплуатаційне), які передусім враховують лісоексплуатаційний аспект та відповідне лісовідновлення. Популяційний підхід на типологічній основі дасть змогу прив'язати ці загальні положення до певних гірських територіальних комплексів. Для вирішення питання щодо поєднання результатів біологічних та екологічних досліджень в лісознавчу парадигму на типологічних засадах запропоновано сукцесію, як стадійний процес, розглядати в контексті розвитку типу лісу, його генези відповідної класифікації за стадіями

Fractional-flux vortices and spin superfluidity in triplet superconductors

We discuss a novel type of fractional flux vortices along with integer flux vortices in Kosterlitz-Thouless transitions in a triplet superconductor. We show that under certain conditions a spin-triplet superconductor should exhibit a novel state of {\it spin superfluidity} without superconductivity.Comment: Physical Review Lettes, in print. v2: references added, v3: discussion of several points extended according to referee request. Latest updates and links to related papers are available at my homepage http://people.ccmr.cornell.edu/~egor

Landau thermodynamic potential for BaTiO_3

In the paper, the description of the dielectric and ferroelectric properties of BaTiO_3 single crystals using Landau thermodynamic potential is addressed. Our results suggest that when using the sixth-power free energy expansion of the thermodynamic potential, remarkably different values of the fourth-power coefficient, \beta (the coefficient of P^4_i terms), are required to adequately reproduce the nonlinear dielectric behavior of the paraelectric phase and the electric field induced ferroelectric phase, respectively. In contrast, the eighth-power expansion with a common set of coefficients enables a good description for both phases at the same time. These features, together with the data available in literature, strongly attest to the necessity of the eighth-power terms in Landau thermodynamic potential of BaTiO_3. In addition, the fourth-power coefficients, \beta and \xi (the coefficient of P^2_i P^2_j terms), were evaluated from the nonlinear dielectric responses along [001], [011], and [111] orientations in the paraelectric phase. Appreciable temperature dependence was evidenced for both coefficients above T_C. Further analysis on the linear dielectric response of the single domain crystal in the tetragonal phase demonstrated that temperature dependent anharmonic coefficients are also necessary for an adequate description of the dielectric behavior in the ferroelectric phase. As a consequence, an eighth-power thermodynamic potential, with some of the anharmonic coefficients being temperature dependent, was proposed and compared with the existing potentials. In general, the potential proposed in this work exhibits a higher quality in reproducing the dielectric and ferroelectric properties of this prototypic ferroelectric substance.Comment: 7 figures, 5 table

КІНЕТИКА АБСОРБЦІЇ НОВОГО АНТИГІПОКСАНТА ОКАГЕРМ-4 У НОРМІ ТА ЗА УМОВ ГІПОКСІЙНОГО СИНДРОМУ

The actual problem of pharmacology is the search for highly effective and safe means of pharmacotherapy for acute hypoxia, which develops in a closed unventilated space and is called confined space hypoxia. Today, in this regard, promising are the coordination compounds of germanium with biologically active ligands in the form of trace elements and organic acids. Previously conducted screening and toxicometric studies revealed a high antihypoxic activity and safety of the first synthesized coordination compound of germanium – manganese (II) tartratogermanat (IV) under the laboratory code OKAGERM-4. The aim – comparative pharmacokinetic analysis of a potential antihypoxant OKAGERM-4 at the stage of its absorption in normal conditions and on a confined space hypoxia model. Material and Methods. The experiments were performed on 48 white rats of both sexes weighing 170–200 g, which were divided into two groups. The group 1 was the control, and in animals of the groupn 2, confined space hypoxia was simulated by placing animals for 25 min in isolated sealed volume (10 dm3). To determine the pharmacokinetic profile after 45 min; 3; 6 and 24 h (since intraperitoneal injection) in the serum was determined by the level of OKAGERM-4 by the colorimetric method. Indicators of the absorption process were calculated using the Phoenix WinNonLin 8.1 program. Results. For OKAGERM-4 at a dose of 96.8 mg/kg, pharmacokinetic curves were constructed. The following pharmacokinetic parameters (M±m) of the OKAGERM-4 absorption were obtained in a two-chamber analysis of concentration dynamics: Cmax (normal) = (7.54±0.29) mg/l; Cmax (hypoxia) = (7.13±0.20) mg/l; tmax (norm) = (1.47±0.04) h; tmax (hypoxia) = (1.52±0.06) h; K01 (norm) = (0.82±0.05) h-1; K01 (hypoxia) = (0.80±0.05) h-1; t1/2α (norm) = (0.85±0.07) h; t1/2α (hypoxia) = (0.87±0.05) h. Conclusions. It was established experimentally that under conditions of confined space hypoxia, a significant change in the Cmax parameter occurs.Актуальной проблемой фармакологии является поиск высокоэффективных и безопасных средств фармакотерапии острой гипоксии, которая развивается в замкнутом невентилируемом пространстве, и имеет название гипоксия замкнутого пространства (ГЗП). На сегодня, в этом плане, перспективными кажутся координационные соединения германия (КСГ) с биологически активными лигандами в виде микроэлементов и органических кислот. Ранее проведёнными скрининговыми и токсикометрическими исследованиями обнаружена высокая антигипоксическая активность и безопасность впервые синтезированного КСГ – марганец(II) тартратогерманат (IV) под лабораторным шифром ОКАГЕРМ-4. Цель – сравнительный фармакокинетический анализ потенциального антигипоксанта ОКАГЕРМ-4 на этапе его абсорбции в норме и на модели ГЗП. Материал и методы. Эксперименты выполнены на 48 нелинейных белых крысах обоих полов массой 170–200 г, которые были распределены на две группы. Первая группа была контрольной, а у животных второй группы моделировали ГЗП путем размещения животных на 25 мин в изолированных гермообъёмах (10 дм3). Для определения фармакокинетического профиля через 45 мин; 3; 6 и 24 ч (от момента внутрибрюшинного введения) в сыворотке крови определяли уровень ОКАГЕРМ-4 по германию колориметрическим методом. Показатели процесса абсорбции вычисляли в программе Phoenix WinNonLin 8.1. Результаты. Для ОКАГЕРМ-4 в дозе 96.8 мг/кг построены фармакокинетические кривые. В рамках двухкамерного анализа динамики концентраций получены следующие значения фармакокинетических параметров (M±m) абсорбции ОКАГЕРМ-4: Cmax (норма) = (7,54±0,29) мг/л; Cmax (ГЗП) = 7,13±0,20 мг/л; tmax (норма) = (1,47±0,04) ч; tmax (ГЗП) = (1,52±0,06) ч; К01 (норма) = (0,82±0,05) ч-1; К01 (ГЗП) = (0,80±0,05) ч-1; t1/2α (норма)  =  (0,85±0,07) ч; t1/2α (ГЗП) = (0,87±0,05) ч. Выводы. Экспериментально установлено, что в условиях ГЗП происходит существенное изменение параметра Сmax.Актуальною проблемою фармакології є пошук високоефективних та безпечних засобів фармакотерапії гострої гіпоксії, що розвивається у замкнутому невентильованому просторі й називається гіпоксією замкнутого простору (ГЗП). На сьогодні у цьому сенсі перспективними вважають координаційні сполуки германію (КСГ) з такими біологічно активними лігандами як мікроелементи та органічні кислоти. Раніше проведеними скринінговими та токсикометричними дослідженнями виявлена висока антигіпоксійна активність та безпечність уперше синтезованої КГС – манган(ІІ) тартратогерманат(IV), під лабораторним шифром ОКАГЕРМ-4. Мета – порівняльний фармакокінетичний аналіз потенційного антигіпоксанта ОКАГЕРМ-4 на етапі його абсорбції в нормі та на моделі ГЗП. Матеріал і методи. Досліди виконані на 48 нелінійних білих щурах обох статей масою 170–200 г, яких було поділено на дві групи. Перша група була контрольною, а у тварин другої групи моделювали ГЗП шляхом розміщення тварин на 25 хв у ізольованих гермооб’ємах (10 дм³). Для визначення фармакокінетичного профілю через 45 хв; 3; 6 та 24 год (від моменту внутрішньочеревинного введення) у сироватці крові визначали рівень ОКАГЕРМ-4 за германієм колориметричним методом. Показники процесу абсорбції обчислювали в програмі Phoenix WinNonLin 8.1. Результати. Для ОКАГЕРМ-4 у дозі 96,8 мг/кг побудовані фармакокінетичні криві. У  рамках двокамерного аналізу динаміки концентрацій отримані наступні значення фармакокінетичних параметрів абсорбції ОКАГЕРМ-4: Cmax (норма) = (7,54±0,29) мг/л; Cmax (ГЗП) = 7,13±0,20 мг/л; tmax (норма) = (1,47±0,04) год; tmax (ГЗП) = (1,52±0,06) год; К01 (норма) = (0,82±0,05) год-1; К01(ГЗП) = (0,80±0,05) год-1; t1/2α (норма) = (0,85±0,07) год; t1/2α (ГЗП) = (0,87±0,05) год. Висновки. Експериментально встановлено, що за умов ГЗП відбуваються суттєві зміни параметра Сmax