Helicons in plasma solid-state waveguide of cylindrical configuration

The theory of electromagnetic eigenwaves of a cylindrical plasma waveguide located in a constant longitudinal magnetic field has been created. A dispersion equation has been obtained under condition when the ratio of the collision frequency of the majority charge carriers to their cyclotron frequency is substantially less than one. It is shown there are bulk-surface helicons in a plasma waveguide. In the absence of charge-carrier collisions, their propagation is accompanied by a surface current directed parallel to the longitudinal axis of symmetry of the cylinder. Collisions of charged particles destroy the surface current and lead to the formation of additional H-type hybrid waves, the field localizations of which are concentrated near the side surface of the waveguide. The nonreciprocity effect of the eigenwaves, differing in the direction of propagation along the azimuthal coordinate, as well as when the direction of the external magnetic field is changed, has been discovered.Побудовано теорію власних електромагнітних хвиль циліндричного плазмового хвилеводу, який розташовано в постійному поздовжньому магнітному полі. Отримано дисперсійне рівняння в умовах, коли відношення частоти зіткнень основних носіїв заряду до їх циклотронної частоти багато менше одиниці. Показано, що в плазмовому хвилеводі існують об'ємно-поверхневі гелікони. Їх поширення у відсутності зіткнень носіїв заряду супроводжується поверхневим струмом, який спрямований паралельно поздовжній осі симетрії циліндра. Зіткнення заряджених частинок руйнують поверхневий струм і призводять до утворення додаткових гібридних хвиль H-типу, локалізації полів яких зосереджені поблизу бокової поверхні хвилеводу. Виявлено ефект невзаємності власних хвиль, що відрізняються напрямком поширення за азимутальною координатою, а також при зміні напрямку зовнішнього магнітного поля.Построена теория собственных электромагнитных волн цилиндрического плазменного волновода, расположенного в постоянном продольном магнитном поле. Получено дисперсионное уравнение в условиях, когда отношение частоты столкновений основных носителей заряда к их циклотронной частоте много меньше единицы. Показано, что в плазменном волноводе существуют объёмно-поверхностные геликоны. Их распространение в отсутствие столкновений носителей заряда сопровождается поверхностным током, направленным параллельно продольной оси симметрии цилиндра. Столкновения заряженных частиц разрушают поверхностный ток и приводят к образованию дополнительных гибридных волн H-типа, локализации полей которых сосредоточены вблизи боковой поверхности волновода. Обнаружен эффект невзаимности собственных волн, отличающихся направлением распространения по азимутальной координате, а также при изменении направления внешнего магнитного поля

Fractional ac Josephson effect in unconventional superconductors

For certain orientations of Josephson junctions between two px-wave or two d-wave superconductors, the subgap Andreev bound states produce a 4π-periodic relation between the Josephson current I and the phase difference:φ I sin(φ/2). Consequently, the ac Josephson current has the fractional frequency eV h, where V is the dc voltage. In the tunneling limit, the Josephson current is proportional to the first power (not square) of the electron tunneling amplitude. Thus, the Josephson current between unconventional superconductors is carried by ingle electrons, rather than by Cooper pairs. The fractional ac Josephson effect can be observed experimentally by measuring frequency spectrum of microwave radiation from the junctio

Energy losses of a point magnetic dipole due to interaction with a magnetized plasma cylinder

In this work, the excitation problem of bulk-surface helicons by a point magnetic dipole moving in a vacuum parallel to the element of magnetized solid-state plasma cylinder is theoretically studied. The external magnetic field is directed parallel to the cylinder axis. The problem is solved in the magnetostatic approximation. It is shown that hybrid modes of the magnetic type with large values of the azimuthal mode index and one field variation along the radius are most efficiently excited at nonrelativistic velocities of magnetic dipole.Теоретично вивчено задачу про збудження об'ємно-поверхневих геліконів точковим магнітним диполем, що рухається у вакуумі паралельно твірним замагніченого твердотільного плазмового циліндра. Зовнішнє магнітне поле направлено паралельно осі циліндра. Задача розв'язана в магнітостатичному наближенні. Показано, що гібридні моди магнітного типу з великими значеннями азимутального модового індексу і з однією варіацією поля вздовж радіуса найбільш ефективно збуджуються в разі нерелятивістських швидкостей магнітного диполя.Теоретически изучена задача о возбуждении объемно-поверхностных геликонов точечным магнитным диполем, движущимся в вакууме параллельно образующим замагниченного твердотельного плазменного цилиндра. Внешнее магнитное поле направлено параллельно оси цилиндра. Задача решена в магнитостатическом приближении. Показано, что гибридные моды магнитного типа с большими значениями азимутального модового индекса и с одной вариацией полей по радиусу наиболее эффективно возбуждаются при нерелятивистских скоростях магнитного диполя

Tunneling of correlated electrons in ultra high magnetic field

Effects of the electron-electron interaction on tunneling into a metal in ultra-high magnetic field (ultra-quantum limit) are studied. The range of the interaction is found to have a decisive effect both on the nature of the field-induced instability of the ground state and on the properties of the system at energies above the corresponding gap. For a short-range repulsive interaction, tunneling is dominated by the renormalization of the coupling constant, which leads eventually to the charge-density wave instability. For a long-range interaction, there exists an intermediate energy range in which the conductance obeys a power-law scaling form, similar to that of a 1D Luttinger liquid. The exponent is magnetic-field dependent, and more surprisingly, may be positive or negative, i. e., interactions may either suppress or enhance the tunneling conductance compared to its non-interacting value. At energies near the gap, scaling breaks down and tunneling is again dominated by the instability, which in this case is an (anisotropic) Wigner crystal instability.Comment: 4 pages, 2 .eps figure

Power laws in a 2-leg ladder of interacting spinless fermions

We use the Density-Matrix Renormalization Group to study the single-particle and two-particle correlation functions of spinless fermions in the ground state of a quarter-filled ladder. This ladder consists of two chains having an in-chain extended Coulomb interaction reaching to third neighbor and coupled by inter-chain hopping. Within our short numerical coherence lengths, typically reaching ten to twenty sites, we find a strong renormalization of the interchain hopping and the existence of a dimensional crossover at smaller interactions. We also find power exponents for single-particle hopping and interchain polarization consistent with the single chain. The total charge correlation function has a larger power exponent and shows signs of a crossover from incoherent fermion hopping to coherent particle-hole pair motion between chains. There are no significant excitation energies.Comment: RevTex 4 file, 10 pages, 10 eps figure

Spin-density-wave instabilities in the organic conductor (TMTSF)_2ClO_4: Role of anion ordering

We study the spin-density-wave instabilities in the quasi-one-dimensional conductor (TMTSF)_2ClO_4. The orientational order of the anions ClO_4 doubles the unit cell and leads to the presence of two electrnic bands at the Fermi level. From the Ginzburg-Landau expansion of the free energy, we determine the low-temperature phase diagram as a function of the strength of the Coulomb potential due to the anions. Upon increasing the anion potential, we first find a SDW phase corresponding to an interband pairing. This SDW phase is rapidly supressed, the metallic phase being then stable down to zero temperature. The SDW instability is restored when the anion potential becomes of the order of the hopping amplitude. The metal-SDW transition corresponds to an intraband pairing which leaves half of the Fermi surface metallic. At lower temperature, a second transition, corresponding to the other intraband pairing, takes place and opens a gap on the whole Fermi surface. We discuss the consequences of our results for the experimental phase diagram of (TMTSF)_2ClO_4 at high magnetic field.Comment: 13 pages, 10 figures, Version 2 with minor correction

Spin Gap Fixed Points in the Double Chain Problem

Applying the bosonization procedure to weakly coupled Hubbard chains we discuss the fixed points of the renormalization group flow where all spin excitations are gapful and a singlet pairing becomes the dominant instability.Comment: 15 pages, TeX, C Version 3.

Autoantibodies against tyrosyl-tRNA synthetase and its separated domains at essential hypertension

In addition to the key role in biosynthesis some aminoacyl-tRNA synthetases provide non-canonical functions. Particularly, separated fragments of tyrosyl-tRNA synthetase (TyrRS) involved into angiogenesis and inflammation. Meanwhile, the vascular inflammation and endothelial dysfunction are central characteristics of the pathogenesis of essential hypertension (EH). The latest studies highlight a role of antibodies in physiopathology of EH. Aim. We had investigated the full-length TyrRS and its domains as autoantigens in sera of the persons with EH (n = 25), the healthy individuals with family history of the pathology (n = 12), and in the control group of healthy subjects (n = 32). Methods. The recombinant TyrRS and its separated domains coupled with His-tags and generated by Escherichia coli were purified by chromatography on Ni-NTA-agarose. The levels of specific autoantibodies (aAbs) in sera of volunteers were measured by ELISA and confirmed in an immunoblotting assay. Results. Some subjects with elevated levels of aAbs against the full-length enzyme were detected in the cohort studies. 52 % of the persons with EH as immunoreactive against miniTyrRS (p < < 0.001) and 50 % against CTD (p = 0.002) were identified. In 50 % of the healthy individuals with family history of EH (p = 0.037) the levels of anti-CTD aAbs were elevated. Conclusions.The increased levels of aAbs against miniTyrRS and CTD in sera of the persons with EH potentially may be used as a prognostic marker of the disease severity or therapy effectiveness. Moreover, the immunoreactivity of healthy individuals with family history of EH against CTD may be an early marker of hypertension.Окрім ключової ролі у біосинтезі білка певні аміноацил-тРНК синтетази виконують також неканонічні функції. Зокрема окремі домени тирозил-тРНК синтетази залучені до ангіогенезу та запальних реакцій. Тим часом, судинні запалення і дисфункція ендотелію є центральними характеристиками патогенезу гіпертонічної хвороби (ГБ). Останні дослідження підкреслюють роль антитіл в патофізіології ГБ. Мета. Дослідити повнорозмірну TyrRS і її окремі домени як аутоантигени в сироватках осіб з ГБ (n = 25), у здорових осіб з сімейною історією патології (n = 12), і в контрольній групі здорових осіб (n = 32). Методи. Ре­ком­бінантна TyrRS і її окремі домени, пов'язані з His-теґами, експресувалися в клітинах E. coli, та очищалися хроматографією на Ni-NTA-агарозе. Рівні специфічних аутоантитіл (aAbs) в сироватці добровольців були виміряні методом ІФА та підтверджені в імуноблотингу. Результати.Некоторие пацієнти з підвищеним рівнем aAbs проти повнорозмірного ферменту були виявлені в когортних дослідженнях. 52 % осіб з ГБ були ідентифіковані як імунореактивні проти mi­niTyrRS (р < 0,001) і 50 % проти CTD (р = 0,002). У 50 % здорових осіб з сімейною історією ГБ (р = 0,037) рівні анти-CTD aAbs бу­ли підвищені. Висновки. Збільшення рівнів aAbs проти miniTyrRS і CTD у сироватці осіб з ГБ потенційно може бути використане як прогностичний маркер ступеня тяжкості захворювання та ефективності терапії. Крім того, імунореактивність проти CTD здорових людей з сімейною історією ГБ може бути раннім маркером гіпертонії.Кроме ключевой роли в процессе биосинтеза белка ряд аминоацил-тРНК синтетаз также исполняют, так называемые, неканонические функции. В частности, отдельные домены тирозил-тРНК синтетазы вовлечены в ангиогенез и воспалительные реакции. Между тем, сосудистой воспаление и дисфункция эндотелия яв­ля­ются центральными характеристиками патогенеза гипер­тонической болезни (ГБ). Последние исследования подчеркивают роль антител в патофизиологии ГБ. Цель. Исследовать полноразмерную TyrRS и ее отдельные домены как аутоантигены в сыворотках лиц с ГБ (n = 25), у здоровых лиц с семейной историей патологии (n = 12), и в контрольной группе здоровых лиц (n = 32). Методы. Рекомбинантная TyrRS и ее отдельные домены, связанные с His-тегами и экспрессированные в E. coli, очищали хроматографией на Ni-NTA-агарозе. Уровни специфических аутоантител (aAbs) в сыворотке добровольцев были измерены методом ИФА и подтверждены в иммуноблоттинге. Результаты.Некоторые пациенты с повышенным уровнем aAbs против полноразмерного фермента были обнаружены в когортных исследованиях. 52 % лиц с ГБ были идентифицированы как иммунореактивные против miniTyrRS (р < 0,001) и 50 % против CTD (р = 0,002). У 50 % здоровых лиц с семейной историей ГБ (р = 0,037) уровни анти-CTD aAbs были повышены. Выводы. Увеличение уровней aAbs против miniTyrRS и CTD в сыворотке у лиц с ГБ потенциально может быть использовано в качестве прогностического маркера степени тяжести заболевания и эффективности терапии. Кроме того, иммунореактивность против CTD здоровых людей с семейной историей ГБ может быть ранним маркером гипертонии

Novel Phases in the Field Induced Spin Density Wave State in (TMTSF)_2PF_6

Magnetoresistance measurements on the quasi one-dimensional organic conductor (TMTSF)_2PF_6 performed in magnetic fields B up to 16T, temperatures T down to 0.12K and under pressures P up to 14kbar have revealed new phases on its P-B-T phase diagram. We found a new boundary which subdivides the field induced spin density wave (FISDW) phase diagram into two regions. We showed that a low-temperature region of the FISDW diagram is characterized by a hysteresis behavior typical for the first order transitions, as observed in a number of studies. In contrast to the common believe, in high temperature region of the FISDW phase diagram, the hysteresis and, hence, the first order transitions were found to disappear. Nevertheless, sharp changes in the resistivity slope are observed both in the low and high temperature domains indicating that the cascade of transitions between different subphases exists over all range of the FISDW state. We also found that the temperature dependence of the resistance (at a constant B) changes sign at about the same boundary. We compare these results with recent theoretical models.Comment: LaTex, 4 pages, 4 figure

Entropy and equilibrium state of free market models

Many recent models of trade dynamics use the simple idea of wealth exchanges among economic agents in order to obtain a stable or equilibrium distribution of wealth among the agents. In particular, a plain analogy compares the wealth in a society with the energy in a physical system, and the trade between agents to the energy exchange between molecules during collisions. In physical systems, the energy exchange among molecules leads to a state of equipartition of the energy and to an equilibrium situation where the entropy is a maximum. On the other hand, in the majority of exchange models, the system converges to a very unequal condensed state, where one or a few agents concentrate all the wealth of the society while the wide majority of agents shares zero or almost zero fraction of the wealth. So, in those economic systems a minimum entropy state is attained. We propose here an analytical model where we investigate the effects of a particular class of economic exchanges that minimize the entropy. By solving the model we discuss the conditions that can drive the system to a state of minimum entropy, as well as the mechanisms to recover a kind of equipartition of wealth