Relaxation of surface charge on rotating dielectric spheres: Implications on dynamic electrorheological effects

We have examined the effect of an oscillatory rotation of a polarized dielectric particle. The rotational motion leads to a re-distribution of the polarization charge on the surface of the particle. We show that the time averaged steady-state dipole moment is along the field direction, but its magnitude is reduced by a factor which depends on the angular velocity of rotation. As a result, the rotational motion of the particle reduces the electrorheological effect. We further assume that the relaxation of polarized charge is arised from a finite conductivity of the particle or host medium. We calculate the relaxation time based on the Maxwell-Wagner theory, suitably generalized to include the rotational motion. Analytic expressions for the reduction factor and the relaxation time are given and their dependence on the angular velocity of rotation will be discussed.Comment: Accepted for publications by Phys. Rev.

Influence of casting temperature on the thermal stability of Cu- and Zr-based metallic glasses: theoretical analysis and experiments

Influence of casting temperature on the thermal stability of Cu- and Zr-based metallic glasses (MGs) was analyzed based on the monomer-cluster structural model using the Johnson-Mehl-Avrami (JMA) equation. The result indicates that increasing the casting temperature can enhance the thermal stability of MGs. It is suggested that it be attributed to the decrease in the amount of the local ordering clusters induced by the elevating casting temperature. The prediction is confirmed by continuous heating transformation diagrams constructed for the Cu- and Zr-amorphous samples obtained under different casting temperatures

Longitudinal broadening of near side jets due to parton cascade

Longitudinal broadening along $\Delta\eta$ direction on near side in two-dimensional ($\Delta\phi \times \Delta\eta$) di-hadron correlation distribution has been studied for central Au+Au collisions at $\sqrt{s_{NN}}$ = 200 GeV, within a dynamical multi-phase transport model. It was found that the longitudinal broadening is generated by a longitudinal flow induced by strong parton cascade in central Au+Au collisions, in comparison with p+p collisions at $\sqrt{s_{NN}}$ = 200 GeV. The longitudinal broadening may shed light on the information about strongly interacting partonic matter at RHIC.Comment: 5 pages, 4 figures; accepted by Eur. Phys. J.

Effect of Double-Atom Vacancy Defects on the Elastic Properties of Single-Layered Graphene Sheets

A molecular structural mechanics approach is used to study the effect of double-atom vacancy defects (DAVD) on the elastic properties of zigzag and armchair single-layered graphene sheets (SLGS). To this end, the space frame structure is also adopted to model the interatomic forces of the C–C bonds. The numerical simulation results obtained via the finite element method strongly suggest that double-atom vacancy defects reduce the elastic module of SLGS, which effect weakens with graphene size. Finally, the elastic modulus and Poisson’s ratio of SLGS are found to decrease with the number of DAVDS.В рамках подхода молекулярной структурной механики исследуется влияние двойных атомарных вакансионных дефектов кристаллической решетки на упругие свойства однослойных листов графена с зигзагообразной и плетеной структурой. Для моделирования межатомных сил связей типа углерод–углерод используется пространственная структурная сетка. Результаты численного моделирования, полученные методом конечных элементов, подтверждают, что наличие указанных вакансионных дефектов снижает модуль упругости графена, что приводит к уменьшению его несущей способности. Установлено, что увеличение количества вакансионных дефектов обусловливает снижение модуля упругости и коэффициента Пуассона однослойных листов графена.У рамках підходу молекулярної структурної механіки досліджується вплив подвійних атомарних вакансійних дефектів кристалічної гратки на пружні властивості одношарових листів графена із зигзагоподібною та плетеною структурою. Для моделювання міжатомних сил зв’язків типу вуглець–вуглець використовується просторова структурна сітка. Результати чисельного моделювання, отримані методом скінченних елементів, підтверджують, що наявність указаних вакансійних дефектів знижу є модуль пружності графена, що призводить до зменшення його несівної здатності. Установлено, що збільшення кількості вакансійних дефектів призводить до зниження модуля пружності та коефіцієнта Пуассона одношарових листів графена

Multiscale Modeling-Based Assessment of Elastic Properties of SLGS-Polymer Nanocomposites with Double-Atom Vacancy Defects

In this study, which is a continuation of our earlier work, the effect of double-atom vacancy defects (DAVD) on the elastic properties of single-layered graphene sheets (SLGS)-polymer nanocomposites is assessed by the multiscale modeling. According to the latter approach, the polymer matrix is modeled by finite element approach, while the SLGS and interphase layer are simulated at the atomistic scale by the molecular structural mechanics approach. In view of the Lennard–Jones potential concept, it is assumed that the SLGS and polymer matrix are related by van der Waals reciprocity. The fact that the elastic modulus of a polymer with 5% volume fraction of SLGS is increased by 17 times is demonstrated by numerous simulation results. It is also shown that the elastic modulus of SLGS-polymer nanocomposites with DAVDs is deteriorated with an increase in the number of DAVDs and improved with the increased volume fraction of SLGS.В рамках ранее предложенного авторами подхода на основе мультимасштабного моделирования исследуется влияние двойных атомарных вакансионных дефектов на упругие свойства полимерных нанокомпозитов из однослойных листов графена. Моделирование полимерной матрицы осуществляется методом конечных элементов, а интерфазный слой и однослойный лист графена моделируются на атомарном уровне в рамках молекулярной структурной механики. На основании концепции потенциала Леннарда Джонса предполагается наличие зависимости ван дер Ваальса между свойствами однослойных листов графена и полимерной матрицы. Результаты численных расчетов показывают, что модуль упругости полимера можно увеличить в 17 раз за счет добавления 5%-ной объемной доли однослойного листа графена. Установлено, что при увеличении количества двойных атомарных вакансионных дефектов модуль упругости полимерных композитов из однослойными листами графена снижается, в то время как с ростом объемной доли однослойных листов графена наблюдается его повышение.У рамках раніше запропонованого авторами підходу на основі мультимасштабного моделювання досліджується вплив подвійних атомарних вакансійних дефектів на пружні властивості полімерних нанокомпозитів з одношарових листів графена. Моделювання полімерної матриці виконано методом скінченних елементів, а інтерфазний шар і одношаровий лист графена моделюються на атомарному рівні в рамках молекулярної структурної механіки. На основі концепції потенціалу Леннарда Джонса припускається наявність залежності ван дер Ваальса між властивостями одношарових листів графена і полімерної матриці. Результати чисельних розрахунків показують, що модуль пружності полімеру можна збільшити в 17 разів за рахунок додання 5%-ної об ємної частки одношарового листа графена. Установлено, що з ростом кількості подвійних атомарних вакансійних дефектів модуль пружності полімерних композитів з одношаровими листами графена зменшується, в той час як зі зростанням об ємної частки одношарових листів графена відмічається його підвищення

The Ter-Mikayelian Effect on QCD Radiative Energy Loss

The color dielectric modification of the gluon dispersion relation in a dense QCD medium suppresses both the soft and collinear gluon radiation associated with jet production. We compute both the longitudinal and transverse plasmon contributions to the zeroth order in opacity radiative energy loss. This QCD analog of the Ter-Mikayelian effect in QED leads to $\sim 30$ reduction of the energy loss of high transverse momentum charm quarks produced in a QCD plasma with a characteristic Debye mass $\mu\sim 0.5$ GeV.Comment: 18 Pages, 16 Figure

Partonic effects on the elliptic flow at relativistic heavy ion collisions

The elliptic flow in heavy ion collisions at RHIC is studied in a multiphase transport model. By converting the strings in the high energy density regions into partons, we find that the final elliptic flow is sensitive to the parton scattering cross section. To reproduce the large elliptic flow observed in Au+Au collisions at $\sqrt s=130A$ GeV requires a parton scattering cross section of about 6 mb. We also study the dependence of the elliptic flow on the particle multiplicity, transverse momentum, and particle mass.Comment: 7 pages, 7 figures, revtex, text added to detail the procedure for conversions between hadrons and parton

Search for Small Trans-Neptunian Objects by the TAOS Project

The Taiwan-America Occultation Survey (TAOS) aims to determine the number of small icy bodies in the outer reach of the Solar System by means of stellar occultation. An array of 4 robotic small (D=0.5 m), wide-field (f/1.9) telescopes have been installed at Lulin Observatory in Taiwan to simultaneously monitor some thousand of stars for such rare occultation events. Because a typical occultation event by a TNO a few km across will last for only a fraction of a second, fast photometry is necessary. A special CCD readout scheme has been devised to allow for stellar photometry taken a few times per second. Effective analysis pipelines have been developed to process stellar light curves and to correlate any possible flux changes among all telescopes. A few billion photometric measurements have been collected since the routine survey began in early 2005. Our preliminary result of a very low detection rate suggests a deficit of small TNOs down to a few km size, consistent with the extrapolation of some recent studies of larger (30--100 km) TNOs.Comment: 4 pages, 3 figures, IAU Symposium 23

The Impact of Type Ia Supernova Explosions on Helium Companions in the Chandrasekhar-mass Explosion Scenario

In the version of the single-degenerate scenario of Type Ia supernovae (SNe Ia) studied here, a carbon–oxygen white dwarf explodes close to the Chandrasekhar limit after accreting material from a non-degenerate helium (He) companion star. In the present study, we employ the Stellar GADGET code to perform three-dimensional hydrodynamical simulations of the interaction of the SN Ia ejecta with the He companion star taking into account its orbital motion and spin. It is found that only 2%–5% of the initial companion mass is stripped off from the outer layers of He companion stars due to the supernova (SN) impact. The dependence of the unbound mass (or the kick velocity) on the orbital separation can be fitted to a good approximation by a power law for a given companion model. After the SN impact, the outer layers of a He donor star are significantly enriched with heavy elements from the low-expansion-velocity tail of SN Ia ejecta. The total mass of accumulated SN-ejecta material on the companion surface reaches about 10−3 M for different companion models. This enrichment with heavy elements provides a potential way to observationally identify the surviving companion star in SN remnants. Finally, by artificially adjusting the explosion energy of the W7 explosion model, we find that the total accumulation of SN ejecta on the companion surface is also dependent on the explosion energy with a power-law relation to a good approximation