Applications of dimensional reduction to electroweak and QCD matter

When heated to high temperatures, the behavior of matter changes dramatically. The standard model fields go through phase transitions, where the strongly interacting quarks and gluons are liberated from their confinement to hadrons, and the Higgs field condensate melts, restoring the electroweak symmetry. The theoretical framework for describing matter at these extreme conditions is thermal field theory, combining relativistic field theory and quantum statistical mechanics. For static observables the physics is simplified at very high temperatures, and an effective three-dimensional theory can be used instead of the full four-dimensional one via a method called dimensional reduction. In this thesis dimensional reduction is applied to two distinct problems, the pressure of electroweak theory and the screening masses of mesonic operators in quantum chromodynamics (QCD). The introductory part contains a brief review of finite-temperature field theory, dimensional reduction and the central results, while the details of the computations are contained in the original research papers. The electroweak pressure is shown to converge well to a value slightly below the ideal gas result, whereas the pressure of the full standard model is dominated by the QCD pressure with worse convergence properties. For the mesonic screening masses a small positive perturbative correction is found, and the interpretation of dimensional reduction on the fermionic sector is discussed.Hyvin korkeassa lämpötilassa aineen ominaisuudet muuttuvat huomattavasti. Sen pienimpienkin rakenneosien väliset sidokset särkyvät, ja muodostuu alkeishiukkasista koostuva plasma, jonka käyttäytymisen ennustamiseen tarvitaan sähkömagnetismin lisäksi vahvan ja heikon ydinvuorovaikutuksen teorioita. Erityisen mielenkiintoinen on vahvasti vuorovaikuttavassa aineessa korkeassa lämpötilassa tapahtuva olomuodon muutos, jonka seurauksena tavallisesti toisiinsa kahlittujen hiukkasten voidaan havaita käyttäytyvän riippumattomasti. Tällaista ainetta on vasta hiljattain onnistuttu tuottamaan hiukkaskiihdyttimissä. Vielä korkeammassa lämpötilassa myös heikosti vuorovaikuttavan aineen olomuoto muuttuu tilaan, jossa alkeishiukkasista tulee massattomia ja sähkömagneettinen ja heikko voima yhdistyvät. Riittävän korkeita lämpötiloja on luonnossa esiintynyt vain varhaisessa maailmankaikkeudessa, mutta sähköheikkojen vuorovaikutusten vaikutukset maailmankaikkeuden laajenemiseen voitaneen havaita tulevissa taustasäteilymittauksissa. Kun lämpötila on erittäin korkea, voidaan ajasta riippumattomia suureita laskea käyttäen hyväksi alkuperäistä teoriaa yksinkertaisempaa, karkeistettua kolmiulotteista kenttäteoriaa. Tässä väitöstutkimuksessa menetelmää on sovellettu kahteen toisistaan riippumattomaan ongelmaan. Kuuman sähköheikon aineen paine, eräs tärkeimmistä lämpöopin suureista, on laskettu hyvin tarkasti ja yhdistetty aiemmin toisaalla laskettuun vahvan vuorovaikutuksen paineeseen, jolloin tunnetaan koko hiukkasfysiikan standardimallin paine korkeassa lämpötilassa. Lisäksi on tutkittu kuumassa ja tiheässä vahvasti vuorovaikuttavassa plasmassa mesonien varjostuspituuksia, jotka kuvaavat tasapainotilasta poikkeavien häiriöiden heikkenemistä plasmassa

Pressure of the Standard Model Near the Electroweak Phase Transition

We extend our previous determination of the thermodynamic pressure of the Standard Model so that the result can be applied down to temperatures corresponding to the electroweak crossover. This requires a further resummation which can be cleanly organised within the effective theory framework. The result allows for a precise determination of the expansion rate of the Universe for temperatures around the electroweak crossover.Comment: 16 pages, 6 figures. v2: published versio

Managing several simultaneous lines of talk in Finnish multi-party mobile messaging

As smartphones have become an integral part of the everyday life of many, we have seen a proliferation of private messaging groups in mobile apps such as WhatsApp. One characteristic of group messaging is the constant presence of multiple simultaneous lines of talk - even more so than in the dyadic mode. In this article, we explore the linguistic and technologically afforded practices of managing simultaneous lines of talk - topics, sequences, larger activities in mobile group messaging. Specifically, we analyze (i) how new lines of talk are initiated next to already existing ones, (ii) how two prior messages are responded to consecutively, and (iii) how non-adjacent messages are responded to. Our data consist of Finnish instant group messaging, and the analysis was conducted using the Conversation Analytic method. Our study complements previous studies on the management of multiple lines of talk in mobile messaging, and more generally, multiactivity in social interaction. In particular, it presents new insights into how practices such as 'and'-prefacing, action-labelling and platform-provided reply-marking are utilized for organizing parallel activities. (c) 2020 Elsevier Ltd. All rights reserved.Peer reviewe

Pressure of the Standard Model at High Temperatures

We compute the pressure of the standard model at high temperatures in the symmetric phase to three loops, or to O(g^5) in all coupling constants. We find that the terms of the perturbative expansion in the SU(2) + Higgs sector decrease monotonically with increasing order, but the large values of the strong coupling constant g_s and the Yukawa coupling of the top quark g_Y make the expansion in the full theory converge more slowly. The final result is observed to be about 10% smaller than the ideal gas pressure commonly used in cosmological calculations.Comment: 30 pages, 4 figures. v2: one reference added, minor revisions, accepted for publication in JHE

TOIMINNAN KEHITTÄMINEN TAKTIIKAN TUTKIMUKSEN PÄÄ-MÄÄRÄNÄ - pääkomentopaikan siirron suunnitteluprosessi suojan näkökulmasta Itä-Suomen viestipataljoonan muuttuvassa toimintaympäristössä

Maavoimat on aloittanut uudistetun taistelutavan kouluttamisen ja jatkokehittämisen, jotta se realistisemmin pystyisi vastaamaan vastustajan muodostamaan uhkakuvaan, koska nykyaikai-sella taistelukentällä tilanteet kehittyvät ja muuttuvat nopeasti. Jos ylemmällä johtoportaalla ei ole kykyä lähes reaaliaikaisen tilannekuvan ylläpitoon ja jakamiseen johtamisen ja suunnittelun tukena, suorituskykyisistä joukoista huolimatta vastustaja menee käytännössä minne haluaa ”lätkien” joukkojamme kuin kärpäsiä tapettiin. Karjalan jääkäriprikaati on yksi puolustusvoimien ”iskevistä nyrkeistä” nyt ja tulevaisuudessa. Sen päätehtävänä on hyökkäys, joka luo ominaislaatuisia lisäelementtejä jääkäriprikaatin johtamiseen ja johtamisen tuen järjestelyjen toteuttamiseen muihin yhtymiin verrattuna. Jää-käriprikaatin johtamisen tuen järjestelyistä on vastannut merkittäviltä osin esikuntakomppanian päällikkö. Mikko Vepsäläisen pro gradu – tutkielmassa tarkasteltiin esikuntakomppanian päällikön suunnitteluprosessia pääkomentopaikan siirrossa suojan näkökulmasta Karjalan jääkäriprikaatissa. Tutkimukselle asetettiin vaatimus, että sen täytyy olla realistisesti hyödyn-nettävissä tulevaisuudessa. Tarkoituksena oli löytää vanhasta ja koestetusta Karjalan jääkäri-prikaatin organisaatiosta ne keskeiset periaatteet, jotka olisivat mahdollisesti hyödynnettävissä tulevaisuudessa maavoimien uudistetun taistelutavan mukaisten joukkojen koulutuksessa yh-tymän pääkomentopaikan suojaan ja sen vaatimuksiin liittyen

Mesonic screening masses at high temperature and finite density

We compute the first perturbative correction to the static correlation lengths of light quark bilinears in hot QCD with finite quark chemical potentials. The correction is small and positive, with mu-dependence depending on the relative sign of chemical potentials and the number of dynamical flavors. The computation is carried out using a three-dimensional effective theory for the lowest fermionic Matsubara mode. We also compute the full correlator in free theory and find a rather complicated general mu-dependence at shorter distances. Finally, rough comparisons with lattice simulations are discussed.Comment: 24 pages, 5 figures, JHEP style. Minor corrections and clarifications, version to appear in JHE

Vibrating boron-doped diamond electrode: a new, durable and highly sensitive tool for the detection of cadmium

In this paper, a vibrating boron-doped diamond (BDD) electrode electroanalytical device and respective method for the analysis of ultralow concentrations of Cd(II) in water were studied. The enhanced mass transfer on the electrode surface was studied using Ru(NH3)6Cl3. Vibration with 133 Hz frequency enhanced the Ru(III) to Ru(II) reduction by 92.6% compared to a static electrode. The peak current of the anodic stripping voltammetry (ASV) method employed was increased by a factor of 5.3 and 4.7 for 10 and 30 microg L-1 Cd(II) concentrations, respectively, when a frequency of 200 Hz was used. A calibration plot with two linear regions was resolved between 0.01 and 1 microg L-1 and 1-30 microg L-1 with the LOD and LOQ of 0.04 microg L-1 and 0.12 microg L-1, respectively. The applicability of the device and the respective method in the analysis of real environmental samples was successfully verified by analysis of river samples and comparing the results with the ICP analysis presenting high reproducibility and trueness. According to the results of this research, the vibrating BDD electrode with the ASV method has excellent analytical performance without surface modification or regular replacement or polishing of the electrode surface. Combining the exceptional electrochemical and chemical properties of BDD with enhanced mass transfer and signal strength of vibrating electrodes makes the system especially suitable for on-site and online analysis of heavy metals

Pienentynyt ferritiinipitoisuus lapsella: Niukat rautavarastot ilman anemiaa

Laadukas tutkimusnäyttö puuttuu rautalisän hyödystä lapsille, joilla ei ole raudanpuuteanemiaa.Lapsia ei tulisi seuloa raudanpuutteen varalta, eikä diagnoosia tehdä yksin seerumin ferritiinipitoisuuden perusteella.Jos lapsella on raudanpuutteeseen sopivia oireita ja ferritiinipitoisuus on pienempi kuin 15 µg/l, suun kautta otettavan rautalisän voi aloittaa, mikäli lapsella ei ole raudan kertymiselle altistavaa sairautta. Hoidon vastetta tulee seurata.Lapselle suoneen annosteltavan rautalääkityksen tarpeen arvioiminen ja toteutus kuuluvat erikoissairaanhoitoon